Để xác định thành phần pha tinh thể của tro trấu, sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction). Nguyên tắc của phương pháp này là: chiếu một chùm tia X đơn sắc có bước sóng λ tới một tinh thể chất rắn. Theo lí thuyết cấu tạo tinh thể, mạng tinh
25 thể được xây dựng từ các nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một trật tự nhất định, các mặt tinh thể sẽ cách nhau một khoảng đều đặn là dhkl. Khi chùm tia X tới bề mặt tinh thể và đi sâu vào bên trong mạng lưới thì tinh thể mạng lưới này giống như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt tạo ra hiện tượng nhiễu xạ của các tia X [4, 10].
Mối quan hệ của khoảng cách giữa hai mặt phẳng tinh thể song song (dhkl), góc giữa phương tia X tới và mặt phẳng tinh thể (θ) và bước sóng tia X (λ) được biểu diễn bởi phương trình Vulf-Bragg:
2dhklsinθ = nλ Trong đó: n là bậc nhiễu xạ (n = 1, 2, 3,…)
d là khoảng cách giữa hai mặt phẳng mạng (hkl) liên tiếp λ, 𝜃 là bước sóng và góc nghiêng của tia phản xạ
Từ định luật Bragg có thể xác định khoảng cách giữa các mặt mạng dhkl khi đã biết λ và góc nhiễu xạ θ tương ứng với vạch nhiễu xạ thu được. Mỗi một chất tinh thể khác nhau sẽ được đặc trưng bằng các giá trị dhkl khác nhau. So sánh giá trị dhkl thu được với giá trị dhkl của mẫu chuẩn cho phép ta xác định được mẫu nghiên cứu có chứa các loại khoáng vật nào. Do vậy, phương pháp nhiễu xạ tia X có thể xác định được thành phần pha tinh thể của vật liệu. Kiểm tra sự đơn pha (độ tinh khiết) của vật liệu, xác định được kích thước tinh thể, cấu trúc tinh thể,...