內容大鋼
《X射線衍射理論與實踐》（Ⅰ）介紹了X射線衍射學的基礎理論和粉末X射線衍射的原理、儀器測試技術和數據處理方法。主要內容包括X射線的產生和性質、晶體學基礎、X射線衍射幾何與衍射強度理論,並介紹了各種X射線衍射實驗方法和數據處理方法,包括X射線衍射儀和數據採集方法、數據的基本處理方法、物相定性分析、物相定量方法、結晶度計算方法、指標化與晶胞參數精修、微結構分析。針對每種應用都闡述了實驗原理、數學基礎、實驗方法和操作應用與實踐。
為活躍教學方法和提升教學質量,每章后提供練習,可用於課堂討論與課後實踐。所有練習在書後都附有討論提綱和參考答案。
本書配有教學PPT,其中的教學實例和操作實踐提供了原始數據和操作視頻鏈接,可直接在課堂上放映,或自學使用。
《X射線衍射理論與實踐》（Ⅰ）全書內容和應用實例涵蓋金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、化學、化工、物理、地質、礦冶工程等學科領域,可作為這些專業本科生、研究生的教學用書,對於從事X射線衍射工作的技術人員和科研工作者也是很好的參考工具書。
目錄
緒言
0.1 X射線衍射是材料結構表徵的重要手段
0.2 X射線衍射技術的應用與發展
0.3 教學內容與教學方法
第1章 X射線的產生和性質
1.1 X射線的本質
1.2 X射線的產生
1.2.1 X射線管
1.2.2 同步輻射光源
1.3 X射線譜
1.3.1 連續X射線譜
1.3.2 標識X射線譜
1.4 X射線與物質的相互作用
1.4.1 X射線的散射
1.4.2 X射線的吸收
1.4.3 X射線的衰減規律
1.4.4 濾波片和實驗波長的選擇
1.4.5 X射線的折射
1.5 X射線的探測與防護
1.5.1 X射線的探測
1.5.2 X射線的防護
練習
第2章 晶體學基礎
2.1 晶體結構
2.2 晶體結構的點陣空間
2.2.1 點陣
2.2.2 點陣類型
2.3 空間點陣與晶體結構的對應關係
2.4 晶面與晶向指數
2.4.1 晶面指數
2.4.2 晶向指數
2.4.3 六方晶系的晶面指數和晶向指數
2.4.4 晶面間距
2.5 晶體對稱性
2.5.1 晶體對稱的基本概念
2.5.2 宏觀對稱變換
2.5.3 點群
2.5.4 微觀對稱變換
2.5.5 空間群的概念
2.5.6 勞厄群
2.6 倒易點陣
2.6.1 倒易點陣的定義
2.6.2 倒易矢量的基本性質
2.6.3 晶面間距的計算公式
2.6.4 晶面夾角的計算公式
2.6.5 倒易點陣與正點陣的指數變換
2.7 晶帶
2.8 晶體投影
2.8.1 球面投影
2.8.2 極射赤面投影和吳里夫網
2.8.3 晶帶的極射赤面投影
2.8.4 單晶標準投影圖
練習
第3章 X射線衍射幾何
3.1 勞厄方程
3.1.1 一維原子列的衍射
3.1.2 二維原子列的衍射
3.1.3 三維原子列的衍射
3.1.4 勞厄方程的討論
3.2 布拉格定律
3.2.1 布拉格方程的推導
3.2.2 布拉格方程的討論
3.3 衍射矢量方程和厄瓦爾德圖解
3.3.1 衍射矢量方程
3.3.2 衍射方向三種表示方法之間的聯繫
3.3.3 衍射矢量方程的圖解法
3.4 X射線衍射方法
3.4.1 X射線衍射方法的發展歷程
3.4.2 單晶衍射方法
3.4.3 粉末法
練習
第4章 X射線衍射強度
4.1 一個電子對X射線的散射
4.2 一個原子對X射線的散射
4.2.1 原子散射因子
4.2.2 原子散射因子的校正
4.3 單胞對X射線的散射
4.3.1 結構因子
4.3.2 結構因子與系統消光
4.4 結構因子與倒易陣點權重
4.5 一個小晶體對X射線的散射
4.5.1 干涉函數
4.5.2 選擇反射區
4.5.3 小晶體的衍射積分強度
4.6 粉末多晶體衍射的積分強度
4.6.1 多重因子
4.6.2 角因子
4.6.3 溫度因子
4.6.4 吸收因子
4.6.5 消光效應
練習
第5章 X射線衍射儀和數據採集方法
5.1 X射線衍射儀的基本組成
5.2 測角儀的工作原理
5.3 濾波方法
5.4 輻射探測器
5.5 計數測量中的主要電路
5.6 數據採集參數的選擇
5.6.1 掃描方法
5.6.2 掃描方式
5.7 X射線衍射儀的操作
5.7.1 衍射儀的啟動與關機
5.7.2 儀器參數設置程序
5.7.3 測量參數設置
5.8 樣品的製備方法
5.8.1 塊體樣品的製備
5.8.2 粉末樣品的製備
5.8.3 粉末樣品的固定
5.8.4 試樣製備注意事項
練習
第6章 數據的基本處理方法
6.1 X射線粉末衍射譜
6.2 Jade軟體簡介
6.3 Jade的用戶界面
6.4 程序設置
6.5 讀入數據文件
6.6 建立PDF資料庫檢索文件
6.7 基本數據處理方法
6.7.1 數據平滑處理
6.7.2 背景處理
6.7.3 峰頂法定峰
6.7.4 圖譜擬合
6.8 列印預覽
練習
第7章 物相定性分析
7.1 物相的含義
7.2 物相定性分析原理
7.3 ICDD PDF卡片
7.4 物相分析方法
7.5 物相定性分析的實驗方法
7.6 物相定性分析的應用
7.7 物相定性分析的特點
7.8 PDF資料庫的檢索
練習
第8章 物相定量方法
8.1 質量分數與衍射強度的關係
8.2 外標法
8.3 內標法
8.4 標準添加法
8.5 殘餘奧氏體定量方法
8.6 RIR法
8.7 加內標的RIR法
8.8 定量方法的評價
練習
第9章 結晶度計算方法
9.1 結晶度的概念
9.2 結晶度計算方法
9.3 結晶度計算的應用
9.4 其他結晶度計算方法
練習
第10章 指標化與晶胞參數精修
10.1 晶胞參數測量原理與誤差來源
10.1.1 晶胞參數測量原理
10.1.2 誤差來源
10.2 誤差消除方法
10.2.1 圖解外推法
10.2.2 最小二乘法
10.3 晶胞參數精修的應用
10.3.1 內標法
10.3.2 外標法
10.3.3 無標樣法
10.3.4 方法選擇與評價
10.4 指標化
10.4.1 指標化基本原理
10.4.2 指標化軟體
10.4.3 指標化結果正確性判據
10.4.4 指標化方法的應用
練習
第11章 微結構分析
11.1 衍射峰的寬度
11.1.1 衍射峰寬度的組成
11.1.2 儀器寬度
11.1.3 晶粒細化引起的寬度
11.1.4 晶格畸變引起的寬化
11.2 衍射峰寬度的卷積關係
11.2.1 衍射線形的卷積關係
11.2.2 積分寬度的卷積關係
11.3 微結構求解的傅里葉變換法
11.3.1 物理寬化的傅里葉變換法求解
11.3.2 微結構的傅里葉求解
11.4 微結構求解的近似函數法
11.4.1 衍射峰的形狀函數
11.4.2 近似函數法計算物理寬度
11.4.3 近似函數方法求晶粒尺寸與微觀應變
11.5 微結構分析的應用
11.5.1 測量儀器半高寬
11.5.2 計算晶粒尺寸與微觀應變
11.5.3 擬合結果分析
練習
練習參考答案
附錄
附錄1 常用基本物理常數
附錄2 元素的物理性質
附錄3 K系標識譜線的波長、吸收限和激發電壓
附錄4 立方晶系晶面（或晶向）間的夾角
附錄5 元素的質量衰減係數
附錄6 原子散射因子
附錄7 洛倫茲偏振因子（1+cos22θ）/（sinθ+cosθ）
附錄8 德拜-瓦洛溫度因子
附錄9 吸收因子
參考文獻
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