矿物晶体中原子的间距和X射线波长具有相同的数量级(1～10埃)，当X射线照射在晶体物质上，会在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关，不同的晶体具有自己特殊的衍射花样。
衍射花样的特征由两方面来定义：
一方面是衍射线在空间的分布规律(衍射方向)——由晶胞的大小、形状、位向决定。另一方面是衍射线的强度——取决于原子的种类和它在晶胞中的位置。通过对衍射花样的测定从而得到晶体的点阵结构、大小和形状等信息。
二、XRD衍射仪在水泥生产中的应用情况2.1原材料品质分析2.1.1.石灰石品质分析
利用XRD分析石灰石中CaCO3的含量及其白云化、结晶程度、结晶硅(石英相)含量和有无硫铁矿等信息，从而比较或判断石灰石碳酸盐分解的难易程度、易磨性、易烧性以及是否会带来SO2环保排放等问题，为石灰石的选择与搭配使用提供依据。
2.1.2辅助材料品质分析
通过分析硅质材料中SiO2存在的矿物形式(硅铝化合物或石英相)及其含量来判断其易磨性与易烧性；铁质材料中Fe的存在形式，判断其是否具有磁性、是否与重金属(如Cr、Mn)形成固溶体、是否以Cr的硫酸铁存在等。
2.1.3混合材与石膏品质分析
分析矿渣或矿粉中玻璃相的含量，进而评价其活性；钢渣中C2S、RO相和方镁石比例，分析其活性、易磨性及安定性；石膏中SO3存在的形式(二水石膏、半水石膏或无水石膏)及其杂质相，判断其使用性能(一般二水石膏对水泥调凝的适用性更好)。
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