X射线衍射（XRD）是一种利用X射线与物质相互作用来研究晶体结构的技术。它基于布拉格定律，即当X射线以特定角度入射到晶体表面时，会因晶面的反射而形成干涉条纹。这一过程能够揭示材料的晶体结构、晶粒大小、应力状态以及物相组成等重要信息。

XRD的工作原理简单来说就是通过测量不同角度下样品对X射线的散射强度来分析其内部原子排列情况。当单色X射线照射到具有周期性排列原子的固体材料上时，在满足一定条件的情况下，部分X射线会被晶体内不同层面反射，并发生相长干涉，从而产生衍射现象。此时，只有那些满足布拉格方程2dsinθ=nλ（其中d为晶面间距，θ为入射角，λ为X射线波长，n为整数）的角度才会出现明显的衍射峰。

通过检测这些衍射峰的位置和强度，可以推断出材料的晶胞参数、空间群类型及可能存在的各种相变过程。此外，根据半高宽还可以估算出微区尺寸或者位错密度等微观特性。因此，XRD广泛应用于地质学、冶金学、半导体工业等多个领域中，对于新材料开发、质量控制等方面发挥着不可替代的作用。