1895年，德國物理學家倫琴研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了X射線。隨后，1912年德國物理學家勞厄發(fā)現(xiàn)了X射線的晶體衍射現(xiàn)象，證實了X射線的電磁波本質(zhì)及晶體內(nèi)部的原子、分子、離子是作規(guī)則的周期性排列，開創(chuàng)了X射線衍射分析研究微觀結構的新領域。1913年英國物理學家布拉格父子在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎上，以晶面反射來描述晶體衍射現(xiàn)象，提出了簡明而易于使用的布拉格方程：2dsinθ=nλ（式中λ為X射線的波長，d為晶面距離，θ為入射線與晶面的夾角，n為任何正整數(shù)），發(fā)展了X射線晶體學。
　　
　　x射線的波長和晶體內(nèi)部原子面之間的間距相近，晶體可以作為X射線的空間衍射光柵，即一束X射線照射到物體上時，受到物體中原子的散射，每個原子都產(chǎn)生散射波，這些波互相干涉，結果就產(chǎn)生衍射。
　　
　　對于晶體材料，當待測晶體與入射束呈不同角度時，那些滿足布拉格衍射的晶面就會被檢測出來，體現(xiàn)在XRD圖譜上就是具有不同的衍射強度的衍射峰。對于非晶體材料，由于其結構不存在晶體結構中原子排列的長程有序，只是在幾個原子范圍內(nèi)存在著短程有序，故非晶體材料的XRD圖譜為一些漫散射饅頭峰。
　　
　　應用范圍：
　　
　　X射線衍射儀在當今科技領域里用來分析各種物質(zhì)成分結構的測試儀器已得到了廣泛的應用。對材料學、物理學、化學、地質(zhì)、環(huán)境、納米材料、生物等領域來說，X射線衍射儀都是物質(zhì)表征和質(zhì)量控制*的方法。XRD能分析晶體材料諸如產(chǎn)業(yè)廢棄物、礦物、催化劑、功能材料等的相組成分析，大部分晶體物質(zhì)的定量、半定量分析；晶體物質(zhì)晶粒大小的計算；晶體物質(zhì)結晶度的計算等。