微晶和无定形粉末的表征可用粉末X射线衍射方法进行。粉末X射线衍射花样含有十分丰富的有用信息，如果在合成材料时非常耐心，加上熟练的科学才能，使用现代的计算机工具，就能获得或抽提出满意的结果。但是，在和单晶强度的数据比较时，PXRD图主要由于相同和叠加反射原关系，将产生很差的信息，和在单晶衍射实验中，每一个反射的三维定位相比，粉末衍射花样，由于定位倒置晶格的放置投影，只能给出单维的数据。固体材料（氧化物或沸石、分子筛以及无定形材料）的化学，如果没有结构的信息是不能完全了解的，两者有着密切的关系，因为大多数合成的微孔材料，制成的是微晶粉末，而不是单晶，不能用平常的结晶学解决它们的结构。在一个衍射花样中有三类信息：衍射峰的位置、强度和形状。衍射峰的位置是由晶格的几何学，也就是晶胞的大小和形状决定的。衍射花样可以用来鉴定催化剂的不同相，XRD是作为时间的函数用来追踪于675K还原担载在氧化铝上的氧化铁的。

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