X光繞射儀 - 中央大學地球科學學系

當X光以入射角Θ射至晶格的一平面，繞射峰則產生於符合布拉格條件為nλ=2dsinΘ。

λ為X光 ... 圖六、XRD繞射圖譜分析，得各黏土礦物半定量結果與地層和埋藏深度之關係。

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非晶質固體如玻璃，其原子無規則有序的排列結構：另一種固體其內部原子、分子或離子在立體空間中，呈規則重複排列，符合此條件及為具晶質的固體。

晶質固體可透過X-ray繞射實驗所得知繞射圖譜判定其內部原子結構。

圖一所示為NaCl之面心立體構造晶體（He,2009）。

當X光以入射角Θ射至晶格的一平面，繞射峰則產生於符合布拉格條件為nλ=2dsinΘ。

λ為X光波長；d為晶格間距；Θ為繞射角度。

N為整數。

晶格間距和繞射角度不變時，滿足各不同波長（能量）X光入射情況。

當n為1時，產生的能量為基礎能量；而n為2或3時，產生的能量為調和能量（圖二a）。

b唯一繞射峰範例，縱軸圍繞射強度I，橫軸為繞射角度。

射繞射峰之最高點為Imax，繞射峰的寬度由Imax的一半寬度量得(半高寬：FWHM)，繞射能量由繞射峰強度積分得繞射峰面積表示，又稱積分強度。

取積分強度較不受繞射峰寬度變化之影響而變化，及當繞射峰寬化後，半高寬增加，同時強度也隨之減少。

因整體而言，校不受半高寬和Imax影響，計算積分強度來比較各繞射峰之強度。

繞射峰之積分強度應用於半定量計算樣本中各礦物含量（圖六），繞射峰之半高寬則用於觀察礦物結晶狀況，寬度越窄，則結晶度佳（圖八）。

圖一、NaCl之面心立體構造晶體 圖二、布拉格定律示意圖 儀器照片及規格 樣本、使用軟體及結果 將樣本洗淨，均勻壓碎成粉末狀，並去除樣本粉末之中的鹽分、有機物質後，在進行黏土分離。

分離出直徑小於2µm之黏土顆粒後，進行鎂飽和：最後將粉末以蒸餾水清洗乾淨，濃縮後並加水使黏土成濃稠狀，滴於試片待乾燥，即完成自然風乾的順向試片製作。

後將自然風乾的順向試片以乙烯乙二醇飽和之，即完成乙烯乙二醇飽和試片。

烯乙二醇可介入黏土礦物之層間，將膨脹性黏土與其他黏土礦物分開。

圖五、黏土礦物的XRD繞射圖譜，橫軸為兩倍繞射角度；縱軸圍繞射強度；虛線為自然乾燥試片；實線為乙烯乙二醇飽和試片之結果。

圖六、XRD繞射圖譜分析，得各黏土礦物半定量結果與地層和埋藏深度之關係。

圖三、頁岩標本 圖四、製備完成的XRD黏土礦物試片 圖七、繞射峰擬合示意 圖八、伊萊石結晶度、地層和埋藏深度之關係。

橫軸為埋藏深度（m）；縱軸為結晶度（2Θ）