x射线衍射仪分为单晶衍射仪和多晶衍射仪两种。单晶衍射仪的被测对象为单晶体试样，主要用于确定未知晶体材料的晶体结构。基本原理：在一粒单晶体中原子或原子团均是周期排列的。将x射线（如cu的kα辐射）射到一粒单晶体上会发生衍射，中能x射线发生装置，由对衍射线的分析可以解析出原子在晶体中的排列规律，也即解出晶体的结构。
给阴极加上一定的电流被加热时，便能放出热辐射电子。在数万伏特高压电场的作用下，这些电子被加速并轰击阳极（又被称为靶）。阳极靶面上受电子束轰击的焦点呈细长的矩形状（称线焦点或线焦斑），从射线出射窗中心射出的x射线与靶面的掠射角为3°-6°。从出射方向垂直焦斑长边的两个出射窗口观察，中能x射线发生装置价格，焦斑呈线状的称为线光源；从另外两个出射窗口观察，焦斑如点状称为点光源。在衍射仪每次安装管子时，中能x射线发生装置多少钱，必须辨别所使用x射线出射窗口是否为线焦点方向。此外，还要求测角仪相对于靶面平面要有适当的倾斜角。
x射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近，晶体可以作为x射线的空间衍射光栅，即一束x射线照射到物体上时，受到物体中原子的散射，中能x射线发生装置，每个原子都产生散射波，这些波互相干涉，结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析衍射结果，便可获得晶体结构。
对于晶体材料，当待测晶体与入射束呈不同角度时，那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来，体现在xrd图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料，由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序，只是在几个原子范围内存在着短程有序，故非晶体材料的xrd图谱为一些漫散射馒头峰。
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