當(dāng)X射線(xiàn)照射到試樣上時(shí)，如果試樣內(nèi)部存在納米尺寸的密度不均勻區(qū)，則會(huì)在入射束周?chē)男〗嵌葏^(qū)域內(nèi)出現(xiàn)散射X射線(xiàn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為X射線(xiàn)小角散射或小角X射線(xiàn)散射。根據(jù)電磁波散射的反比定律，相對(duì)于波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，散射體的有效尺寸越大則散射角越小。因此，廣角X射線(xiàn)衍射關(guān)系著原子尺度范圍內(nèi)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，而小角X射線(xiàn)散射則相應(yīng)于尺寸在零點(diǎn)幾納米至近百納米區(qū)域內(nèi)電子密度的起伏。納米尺度的微粒子和孔洞均可產(chǎn)生小角散射現(xiàn)象。這樣，由散射圖形的分析，可以解析散射體粒子體系或多孔體系的結(jié)構(gòu)。這種方式對(duì)樣品的適用范圍寬，不論是干態(tài)還是濕態(tài)都適用，無(wú)論是開(kāi)孔還是閉孔都能檢測(cè)到。但須注意小角散射在趨向大角一側(cè)的強(qiáng)度分布往往都很弱，并且起伏很大。

　　小角散射也可用來(lái)測(cè)量多孔系統(tǒng)的孔隙尺寸分布。將平行的單能量X射線(xiàn)束或中子束打到樣品上并在小角度下散射，繪出散射強(qiáng)度I作為散射波矢量q的函數(shù)圖線(xiàn)。散射函數(shù)I（q）取決于樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，每種具有等尺寸球形孔隙作任意分布的多孔體都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特性函數(shù)。假定這樣一種簡(jiǎn)單的模型，就可以得出孔隙半徑或孔隙尺寸的分布狀態(tài)。其中X射線(xiàn)可探測(cè)納米尺寸的孔隙，而中子束可檢測(cè)粗大得多的孔隙，直徑達(dá)到幾十個(gè)微米都行。但在各種情況下，這些方法也僅能用于微孔金屬體系。

　　X射線(xiàn)層析攝像法

　　近些年來(lái)，X射線(xiàn)層析攝像技術(shù)已成為獲取多孔材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)損圖像的有力工具。該技術(shù)可很好的表征多孔體的顯微構(gòu)造，被成功地應(yīng)用于多孔結(jié)構(gòu)及其變形模式的研究，這與X射線(xiàn)在該類(lèi)材料中的低吸收有關(guān)。由于這種低吸收，X射線(xiàn)層析攝像法可用于對(duì)大塊的多孔材料進(jìn)行研究，而致密材料則須切成小塊。這種方法的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可對(duì)多孔體的大變形實(shí)現(xiàn)無(wú)損成像，因而能夠觀測(cè)出多孔體在變形過(guò)程中所出現(xiàn)的重要屈曲、彎曲、或斷裂等現(xiàn)象。

　　射線(xiàn)照相法的缺點(diǎn)是大量信息投射在單一的平面上，而且當(dāng)沿樣品厚度的微結(jié)構(gòu)特征的數(shù)量很多時(shí)，所得圖像難以解釋這些信息。層析照相法則通過(guò)將大量的這種射線(xiàn)照片的信息結(jié)合在一起，從而彌補(bǔ)了這種不足。其中各輻射線(xiàn)照片取自位于探測(cè)器前面的樣品的不同方位。如果各射線(xiàn)照片之間的腳步足夠小，則可根據(jù)成套的射線(xiàn)照片來(lái)重新計(jì)算出樣品中各點(diǎn)的衰減系數(shù)值。這種重構(gòu)可通過(guò)合適的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　特點(diǎn)：X射線(xiàn)層析攝像技術(shù)可對(duì)微結(jié)構(gòu)（可細(xì)至納米尺度）進(jìn)行定量的無(wú)損檢測(cè)，空間分辨尺度可達(dá)10納米左右。

　　X射線(xiàn)折射分析法

　　定量的二維X射線(xiàn)折射層析攝像技術(shù)可用來(lái)改進(jìn)材料的無(wú)損檢測(cè)，如用于生物醫(yī)學(xué)陶瓷、工業(yè)陶瓷、高性能陶瓷、復(fù)合材料和其他異質(zhì)材料。該方法基于來(lái)自微結(jié)構(gòu)界面的X射線(xiàn)折射率差異而產(chǎn)生的X射線(xiàn)折射超小角散射探測(cè)技術(shù)，可直接檢測(cè)得出尺寸范圍在微米級(jí)至納米級(jí)范圍的內(nèi)部表面數(shù)量和位置。折射強(qiáng)度正比于內(nèi)表面密度，即式樣的表面積與單位體積之比率。它通過(guò)已知晶粒尺寸和堆積密度的均勻粉末來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)核而確定。在對(duì)樣品做掃描時(shí)，每個(gè)分離的散射體即代表對(duì)應(yīng)的局部積分界面性質(zhì)。通過(guò)同時(shí)測(cè)定X射線(xiàn)的折射值和吸收值，可以分析出局部?jī)?nèi)表面和局部孔率兩者之間的波動(dòng)關(guān)系。

　　工業(yè)x射線(xiàn)探傷機(jī)的特點(diǎn)：本法對(duì)樣品中局部性小體積范圍內(nèi)的X射線(xiàn)吸收和折射實(shí)現(xiàn)了一次性的同時(shí)檢測(cè)，所以能夠測(cè)出樣品內(nèi)不同部位的孔率和內(nèi)表面的密度，從而獲得孔率河內(nèi)表面密度的空間分布圖像。此外，如果預(yù)先假定了孔隙的形狀（如球形），那么還可以計(jì)算出孔隙尺寸的空間分布狀態(tài)。X射線(xiàn)折射分析法既可檢測(cè)開(kāi)孔，又可檢測(cè)閉孔，并且可以在不對(duì)孔隙形狀作任何假設(shè)的前提下直接測(cè)定多孔試樣的內(nèi)表面密度。