1)、晶粒大小与衍射花样的形状和强度相关。在正空间中的一个很小的晶粒,在倒易空间中可看成是一个球,其衍射峰的峰宽很宽。而正空间中的足够大的晶粒,在倒易空间中是一个点,与此对应的衍射峰的峰宽很窄。因此,晶粒尺寸的变化,可以反映在衍射峰的峰宽上,据此可以测量出晶粒尺寸。
但当晶粒尺寸大于100nm和晶粒尺寸小于10nm时衍射峰随晶粒尺寸的变化将不明显,此时不适合用XRD来测量。
2)、a. XRD测量的晶粒尺寸是通过衍射峰半高宽根据谢乐公式(Dhkl=kλ/βhklCosθ)计算得到晶粒尺寸,首先要确定晶体形状,可以算出各面宽度,想要得到平均值需要计算几个面的平均值。但要准确计算晶粒尺寸必须消除影响衍射峰宽化的因素如仪器宽化、应力宽化影响、小晶粒宽化效应等。
b. 扫描电镜(SEM)测晶粒尺寸主要是根据标尺、通过形貌观察配合计算机软件统计分析,可以准确统计出晶粒的平均尺寸,但只有统计大量的晶粒才能说明整体的平均晶粒度。
c. 其本质区别在于XRD是定量计算得出晶粒尺寸,SEM是大范围统计得出平均晶粒尺寸。
d. 比较:使用电镜进行形貌观察直观、方便,但是有可能把孪晶和晶劈合并视为一个晶粒,使用XRD射线衍射半高宽法是一种与晶粒度含义较贴切的测试方法,但是测量过程必须消除其他影响因素以确保结果的准确性,同时计算比较麻烦,因此应根据具体情况选择合适的方法。