材料分析手段是十分丰富的。

笔者认为，材料专业运用最广泛的分析手段之一是谱图类的分析手段。

其中XRD （X-Ray Diffraction，X射线衍射分析）是其中典型代表。其原理可靠，已经过漫长的时间考验，多位学者依靠对其深入研究而获诺贝尔奖项，称之为材料表征界之“元老”也不为过。

物相分析基本原理

谱图类的物相分析（也即判断具体有些什么物质），说起来基本原理起来并不复杂。笔者认为，主要基于两个基本“公理”（目前没找到相关的证明）：

不同的物相对应着不同的衍射花样，也就是对应着不同的谱图。
混合物相的衍射花样可以由不同物相的衍射花样直接叠加而得。

是否浅显易懂？

不是的话，我们可以通过函数的思想再行理解。

物质1对应谱图函数$f_1(x)$
物质2对应谱图函数$f_2(x)$
…
物质n对应谱图函数$f_n(x)$

那么，n种物质混合起来的谱图函数

$ f(x)=f_1(x)+f_2(x)+…+f_n(x) $

这说明谱图之间的关系没有很复杂，仅为简单的线性叠加关系，如下图所示。

实际数据分析过程中，我们一般会拿到一个未知混合物质的XRD谱图$f(x)$。从别人手里拿到一个装满各种单类物质$ f_1(x)，f_2(x)…f_n(x) $谱图的数据库。

实际谱图与标准数据库的匹配

如果我们知道谱图是叠加而成，那我们就把谱图一一匹配，不就反推得到都有些什么物质了么？

这就是基于谱图匹配的材料分析手段了。

但是显然，实际检测分析中并不会如此简单。由于固溶、应力织构以及析出相状态等种种因素的影响，未知混合物质与标准谱图的匹配总不那么理想。

这样我们还可以给“实际谱图的若干衍射峰”与“标准谱图衍射峰”之间定义一个距离，这样我们在匹配的时候，只要求其距离最小，便算是确定了物相。

其他的材料分析方法，例如拉曼光谱（Raman spectra）、XPS（X-ray photoelectron spectroscopy，X射线光电子能谱）和XRF（X-ray Fluorescence，X射线荧光光谱）等等检测手段，均使用的同一思想。不过是不同方法所探测的信号不同，而且使用的数据库不同而已。

笔者水平有限，对材料分析手段还并未深入了解，仅能做出科普性质的解释。若有错漏，恳请您向本人提出。
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