X射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近，大约在10-8～10-10cm之间，因此晶体可以作为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，每个原子都产生散射波，这些波互相干涉，结果就产生衍射。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。XRD多以定性物相分析为主，但也可以进行定量分析。①通过待测样品的X射线衍射谱图与标准物质的X射线衍射谱图进行对比，可以定性分析样品的物相组成；②通过对样品衍射强度数据的分析计算，可以完成样品物相组成的定量分析。峰的面积表示晶体含量，面积越大，晶相含量越高。“峰窄”说明晶粒大，可以用 Scherrer 公式算晶粒尺寸；“峰窄”如果是相对背地强度高，表示晶相含量高，跟面积表示晶相含量一致。峰高如果是 A 峰相对 B 峰高很多，“两峰的高度比 A/C”相对标准粉末衍射图对应峰的高度比要大很多，那么这个材料是 A 方向择优取向的。XRD采用单色X射线为衍射源，一般可以穿透固体，从而验证其内部结构，因此XRD给出的是材料的体相结构信息。X射线的衍射谱带的宽化程度和晶粒的尺寸有关，晶粒越小，其衍射线将变得弥散而宽化。谢乐公式又称Scherrer公式描述晶粒尺寸与衍射峰半峰宽之间的关系。峰窄说明晶粒尺寸大，峰宽说明晶粒尺寸小，和结晶度无关。相同测试条件下，结晶峰高的数量多的时候，说明结晶度比较好。
