Là phương pháp sử dụng để phân tích dạng khoáng và cấu trúc pha tinh thể của nguyên liệu apatit.
Nguyên tắc của phương pháp:
Khi chiếu một chùm tia X có bước sóng cỡ khoảng cách giữa mặt phẳng mạng lên tinh thể thì xẩy ra hiện tượng nhiễu xạ chùm tia X trên tinh thể. Sự nhiễu xạ của chùm tia X trên các mặt phẳng nguyên tử có đặc điểm giống như hiện tượng phản xạ trên gương phẳng. Mỗi mặt phẳng nguyên tử giống như một gương phản xạ. Do đó các mặt phẳng này còn được gọi là mặt phản xạ, còn chùm tia nhiễu xạ còn được gọi là tia phản xạ. Giả sử các mặt phẳng nguyên tử song song cách nhau một khoảng d.
Hình 2.1: Sự nhiễu xạ của chùm tia X trên mạng tinh thể.
Các tia X đơn sắc, song song, cùng bước sóng λ cùng pha chiếu vào tinh thể dưới một góc θ. Chúng lần lượt bị tán xạ trên các nguyên tử, các tia phản xạ cũng hợp với mặt phẳng mạng một góc θ. Sự giao thoa tăng cường giữa hai tia phản xạ xảy ra nếu hiệu đường đi của hai tia X này bằng một số nguyên lần bước sóng. Tức là ta sẽ thu được chùm tia nhiễu xạ khi:
n
dsin
2 (1)
Trong đó n = 1, 2, 3,... gọi là bậc phản xạ. Biểu thức (1) chính là định luật Bragg. Định luật Bragg thể hiện mối liên hệ giữa d, λ, θ để thu được chùm tia nhiễu xạ.
Dựa vào giản đồ nhiễu xạ tia X có thể tính gần đúng cỡ hạt tinh thể
theo phương trình Scherrer:
.cos k D Trong đó: D kích thước hạt trung bình (nm). k là hệ số hình học, thường chọn bằng 0,9.
β là độ rộng tại vị trí nửa pic được đọc từ hình chụp XRD ( rad ). θ là góc nhiễu xạ (rad).