X射線衍射技術及設備

     目錄
   1X射線衍射基本原理
    1.1衍射計算中常用的晶體學表示方法
    1.1.1晶體、晶軸及晶面指數(shù)
    1.1.2倒易矢量及倒易點陣
    1.1.3反射球
    1.1.4晶系
    1.1.5晶體的對稱性
    1.1.6點群
    1.1.7布拉維點陣
    1.1.8空間群
    1.1.9晶面間距的計算
    1.1.10晶帶
    1.2原子對X射線的散射
    1.2.1單個自由電子對X射線的散射
    1.2.2n個電子的散射及復數(shù)計算法
    1.2.3一個原子的X射線的散射
    1.3小晶體的散射
    1.3.1小晶體的散射強度
    1.3.2三個勞厄方程式
    1.3.3布拉格衍射的結(jié)構(gòu)因子
    1.3.4熱振動對小晶體散射強度的影響
    1.4衍射線的積分強度
    1.4.1小單晶體衍射的積分強度
    1.4.2面積稍大的不完整晶體的積分強度
    1.4.3粉末樣品衍射的積分強度
    參考文獻
   2現(xiàn)代X射線衍射儀系統(tǒng)及實驗技術
    2.1概述
    2.2X射線源——種類及性能要求
    2.2.1X射線源的穩(wěn)定性
    2.2.2X射線源的強度
    2.2.3光譜純凈度及單色性
    2.2.4X射線源的適用性
    2.3測角儀
    2.3.1測角儀結(jié)構(gòu)及布拉格－布倫塔諾聚焦原理
    2.3.2狹縫系統(tǒng)及幾何光學
    2.3.3測角儀的調(diào)整
    2.4探測器與記錄系統(tǒng)
    2.4.1正比計數(shù)器
    2.4.2位置靈敏計數(shù)器
    2.4.3平面位敏計數(shù)器
    2.4.4閃爍計數(shù)器
    2.4.5Si（Li）半導體固態(tài)探測器
    2.4.6前置放大器和主放大器及脈沖成形器
    2.4.7單道脈沖分析器
    2.4.8多道脈沖分析器
    2.4.9定標器
    2.4.10速率計
    2.4.11探測器掃測方式及參數(shù)
    2.4.12X射線衍射能量色散測量
    2.5衍射儀的自動化
    2.5.1高壓和管流的控制
    2.5.2測角儀自動調(diào)整，試樣和狹縫的自動變換
    2.5.3自動測量、數(shù)據(jù)收集和處理
    2.5.4各種衍射應用程序和數(shù)據(jù)庫
    2.5.5故障診斷的現(xiàn)代化
    2.6衍射儀考核檢定及驗收
    2.6.1衍射儀綜合穩(wěn)定度
    2.6.2高壓及管流穩(wěn)定度
    2.6.3測角儀測角準確度、重復精度及儀器分辨率
    2.6.4探測器的相對半高寬
    2.6.5計算機硬件
    2.6.6計算機軟件和應用衍射軟件
    2.6.7各種衍射儀附件
    2.6.8其它有關裝置和附件
    2.7實驗測量技術
    2.7.1實驗參數(shù)的選擇及其對粉末衍射花樣的影響
    2.7.2強度、峰位、線形的測量
    2.8國內(nèi)外一些廠家X射線衍射儀產(chǎn)品軟、硬件簡介
    2.8.1北京大學儀器廠產(chǎn)品BDX系列X射線衍射儀產(chǎn)品簡介
    2.8.2美國布魯卡爾（BRUKER）公司D8ADVANCEX射線衍射儀簡介
    2.8.3荷蘭菲利浦（Philips）公司X射線衍射儀產(chǎn)品簡介
    2.8.4德國西門子（Siemens）公司X射線衍射儀產(chǎn)品簡介
    2.8.5日本理學公司X射線衍射儀產(chǎn)品簡介
    2.9衍射儀的選購、實驗室注意事項及安全防護
    2.9.1衍射儀的選購
    2.9.2實驗室注意事項
    2.9.3X射線安全防護
    參考文獻
   3定性相分析
    3.1引言
    3.2定性相分析的理論基礎
    3.3粉末衍射文件PDF
    3.3.1粉末衍射文件（PDF）卡片的新老格式
    3.4JCPDS粉末衍射文件數(shù)據(jù)的磁盤、磁帶及光盤
    3.5索引和檢索手冊
    3.5.1哈納瓦特數(shù)值索引
    3.5.2芬克數(shù)值索引
    3.5.3字母索引
    3.5.4其他索引
    3.6定性相分析的一般步驟
    3.6.1制樣
    3.6.2測量d和I值
    3.6.3手工檢索未知相的PDF卡片
    3.6.4定性相分析的計算機自動檢索
    參考文獻
   4定量相分析
    4.1引言
    4.2基本原理
    4.3外標法
    4.3.1各相為同素異構(gòu)的多晶型物相組成的待測試樣
    4.3.2待測試樣中各相的質(zhì)量吸收系數(shù)不同
    4.4內(nèi)標法
    4.5基體沖洗法（K值法）
    4.5.1原理
    4.5.2K值的轉(zhuǎn)換
    4.5.3K值法國家標準
    4.6絕熱法
    4.6.1原理
    4.6.2Ki值的求法
    4.6.3絕熱法的優(yōu)缺點
    4.7直接比較法
    4.7.1原理
    4.7.2應用——殘余奧氏體和鋼材表層氧化鐵體積分數(shù)的測定
    4.7.3Ri值的計算
    4.8無標法
    4.8.1原理
    4.8.2無標法的優(yōu)缺點
    4.9國內(nèi)定量相分析方法研究成果簡介
    4.9.1聯(lián)立方程法
    4.9.2普適無標法
    4.9.3回歸求解法
    4.9.4最優(yōu)化計算法
    參考文獻
   5線形分析方法
    5.1線形寬化分析的積分寬度法
    5.2Ka1及.Ka2雙重線的分離
    5.3線形近似函數(shù)的選擇
    5.4從B0值求物理寬度β值
    5.5從β值進行亞晶細化寬度m及點陣畸變寬度n的分離
    5.5.1亞晶細化與線形寬化效應的關系—一謝樂公式
    5.5.2點陣畸變與其寬化效應的關系
    5.5.3β與m及n的關系式
    5.5.4亞晶細化與點陣畸變寬化效應的圖解分離法
    5.5.5伏格脫函數(shù)法
    5.6積分寬度法中的測算誤差問題
    5.6.1譜線寬度測量對于物理寬度β的影響
    5.6.2M1及N1分離中的誤差
    5.6.3實驗條件的討論
    5.7線形寬化分析的傅氏級數(shù)法
    5.7.1實測線形的傅氏級數(shù)展開法
    5.7.2粉末樣品的衍射本領表達式
    5.7.3形變金屬衍射譜線寬化傅氏級數(shù)分析法
    5.8傅氏級數(shù)法中亞晶細化與點陣畸變寬化的分離
    5.8.1傅氏系數(shù)的分離
    5.8.2An系數(shù)的詮釋
    5.3.3“彎鉤”效應問題
    5.9方差分析法
    5.9.1譜線方差的測定
    5.9.2亞晶細化引起的方差
    5.9.3點陣畸變引起的方差
    5.9.4方差分析方法舉例
    附錄 伏格脫函數(shù)法2w/β，w及βg/β數(shù)值表
    參考文獻
   6層錯率及位錯分布的測定
    6.1面心立方（FCC）金屬中形變層錯及孿生層錯率的測定
    6.1.1FCC金屬中的形變層錯及孿生層錯
    6.1.2晶體衍射強度的計算
    6.1.3衍射強度與層錯率的關系
    6.1.4衍射本領觀察值與層錯率的關系
    6.1.5形變層錯率與峰巔位移的關系
    6.1.6層錯引起的線形寬化問題
    6.1.7孿生層錯與線形不對稱的關系
    6.2六方密堆（HCP）金屬中形變層錯及孿生層錯的測定
    6.3體心立方（BCC）金屬中形變層錯及孿生層錯的測定
    6.4位錯分布的測定
    6.5維爾根斯理論
    6.5.1定義
    6.5.2線形強度I（S）及其傅氏變換A（n）
    6.5.3n組有限混亂分布螺型位錯的A（n）求解
    6.5.4A（n）表達式的推廣
    6.5.5A（n）及I（S）的歸一化處理
    6.6王煜明分析方法
    6.6.1多晶樣品線形分析
    6.8.2標準曲線繪制
    6.6.3從p“及M”特征值求p及M
    6.6.4HCP及BCC金屬的分析方法及標準曲線
    6.6.5位錯偶規(guī)則分布模型的分析方法
    6.6.6計算機數(shù)據(jù)處理步驟
    6.6.7線形分析數(shù)據(jù)與材料力學性能的聯(lián)系
    6.7線形精確化方法
    參考文獻
   7織構(gòu)的測定
    7.1織構(gòu)定義
    7.2織構(gòu)類型
    7.3織構(gòu)的表示方法
    7.3.1晶體學指數(shù)表示法
    7.3.2直接極圖表示法
    7.3.3反極圖表示法
    7.3.4三維取向分布函數(shù)（Orientationdistributionfuction）表示法
    7.4直接極圖測定方法及織構(gòu)判定
    7.4.1（Schulg）反射法
    7.4.2透射法
    7.4.3完整極圖的繪制
    7.4.4織構(gòu)的判定
    7.4.5取向比例指數(shù)的確定
    7.5反極圖及其測定
    7.5.1反極圖定義及反極圖表示法
    7.5.2反極圖的測繪
    參考文獻
   8晶粒取向分布函數(shù)分析方法
    8.1晶粒取向分布函數(shù)
    8.1.1晶粒取向表示法
    8.1.2晶粒取向分布函數(shù)
    8.1.3取向分布函數(shù)與極圖的關系
    8.2從完整極圖計算ODF
    8.2.1兩個級數(shù)系數(shù)之間的關系
    8.2.2用實函數(shù)表示的ODF級數(shù)
    8.3對稱性在計算中的簡化作用
    8.3.1弗里德耳定律的影響
    8.3.2晶體結(jié)構(gòu)對稱性對Wmn的影響
    8.3.3晶粒取向統(tǒng)計分布的影響
    8.3.4旋轉(zhuǎn)一反演對稱對Wlmn的制約
    8.4關于ODF測算中的誤差及提高其準確度的方法
    8.4.1測算中的誤差問題
    8.4.2提高ODF準確度的方法
    8.5ODF的測算步驟、表示方法及其與（hkl）［uvw］的關系
    8.5.1ODF測算步驟要點
    8.5.2ODF的表示方法
    8.5.3取向空間坐標與（hkl）［uvw］的對應關系
    8.6從不完整極圖計算ODF
    8.6.1邦厄方法的原理
    8.6.2計算ODF的二步法
    8.7關于完整ODF的探討
    8.7.1單晶衍射法
    8.7.2零區(qū)法
    8.7.3反常散射法
    8.7.4織構(gòu)組分擬合法
    8.8從ODF計算極圖和反極圖
    8.8.1計算極圖
    8.8.2計算反極圖
    8.8.3最大熵方法計算反極圖
    8.9材料宏觀各向異性的計算
    附錄 立方系各WLmn之間的關系
    參考文獻
   9宏觀應力的測定
    9.1引言
    9.2彈性應力和應變的關系
    9.3X射線測定表面應力的原理
    9.3.1X射線應力測定計算公式的推導
    9.3.2試樣表面應力狀態(tài)的確定
    9.3.3X射線波長及衍射晶面的選擇
    9.4Ψ角的選擇及應力的計算
    9.4.1雙入射法（0°～45°法）
    9.4.2單入射法
    9.4.3sin2Ψ法
    9.4.4用最小二乘法計算2θ－sin2Ψ關系的最佳斜率
    9.5應用衍射儀測定應力的方法
    9.5.1半聚焦法
    9.5.2平行光束法
    9.6側(cè)傾法應力測量
    9.6.1有傾角側(cè)傾法
    9.6.2無傾角側(cè)傾法
    9.6.3側(cè)傾法實驗裝置
    9.6.4側(cè)傾法應力測量的特點
    9.7X射線宏觀應力常數(shù)
    9.7.1關于X射線應力常數(shù)的若干討論
    9.7.2X射線應力常數(shù)的標定方法
    9.8X射線應力測量舉例及若干實際問題
    9.8.1X射線宏觀應力測量舉例
    9.8.2復雜形狀部件的應力測量
    9.8.3X射線應力測量實際工作中的若干誤差問題
    9.8.42θ－sin2Ψ的非線性關系問題
    附錄1常用金屬材料X射線宏觀應力測定中的有關常數(shù)
    附錄2常用金屬材料應力測定中的di數(shù)值表
    參考文獻
   10晶體點陣常數(shù)的精確測定
    10.1基本原理
    10.1.1精確測定點陣常數(shù)的基本原理
    10.1.2誤差簡介
    10.2德拜－謝樂照相法的系統(tǒng)誤差
    10.2.1相機半徑誤差
    10.2.2底片伸縮誤差
    10.2.3試樣偏心誤差
    10.2.4試樣吸收誤差
    10.2.5光束水平發(fā)散誤差與吸收誤差
    10.2.6光束垂直發(fā)散誤差
    10.2.7系統(tǒng)誤差的外推函數(shù)
    10.2.8圖解外推法消除系統(tǒng)誤差
    10.2.9用精密實驗技術消除誤差
    10.2.10用柯亨法（最小二乘法）消除誤差
    10.3用衍射儀精確測定點陣常數(shù)
    10.3.1主要誤差種類及分析
    10.3.2多晶體點陣常數(shù)的實際測量
    10.4實際應用
    10.4.1合金固溶體中溶質(zhì)元素固溶極限的測定——點陣常數(shù)法
    10.4.2鋼中馬氏體和奧氏體的碳含量測定
    10.4.3宏觀殘余應力測定
    參考文獻
   11晶體定向
    11.1烏里夫網(wǎng)、極點位置及晶面夾角的確定
    11.1.1烏里夫網(wǎng)
    11.1.2極點位置及其夾角的確定
    11.2格倫寧格爾圖尺
    11.3用背反射勞厄法進行晶體定向
    11.3.1勞厄斑點與其極射赤面投影極點間的幾何關系
    11.3.2背反射勞厄斑點轉(zhuǎn)為極射赤面投影的極點
    11.3.3極點的密勒指數(shù)標定
    11.4用透射勞厄法進行晶體定向
    11.5用衍射儀法進行晶體定向
    11.6勞厄定向法的一些應用
    11.6.1晶粒取向硅鋼片高斯織構(gòu)的測定
    11.6.2晶體定向安裝及對稱性的測定
    11.6.3滑移面（或?qū)\生面）指數(shù)的測定
    11.6.4滑移方向和孿晶對稱類型的確定
    參考文獻
   12織構(gòu)測定技術的應用舉例
    12.1引言
    12.2深沖汽車板織構(gòu)
    12.2.1塑性應變比r值和應變硬化指數(shù)n值
    12.2.2織構(gòu)與r值和深沖性能的關系
    12.3含欽深沖汽車薄鋼板的織構(gòu)
    12.4含鋁低碳深沖汽車薄鋼板
    12.5低碳含磷高強度深沖鋼板的織構(gòu)
    12.6易拉罐用深沖薄鋼板與鋁板織構(gòu)
    12.6.1易拉罐用鍍錫深沖薄鋼板的織構(gòu)
    12.6.2易拉罐用深沖鋁板的織構(gòu)
    參考文獻