材料X射線衍射基礎(chǔ)與實(shí)踐

第1章緒論
1.1X射線的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用領(lǐng)域  1
1.2X射線衍射學(xué)發(fā)展歷程  3
1.3衍射基本概念  5
1.4教材特點(diǎn)與內(nèi)容安排  7
習(xí)題與思考題  7
第2章X射線的物理學(xué)基礎(chǔ)
2.1X射線的產(chǎn)生  9
2.1.1X射線管  9
2.1.2同步輻射  11
2.2X射線的性質(zhì)  12
2.2.1X射線的物理本質(zhì)  12
2.2.2X射線分類  13
2.3X射線譜  13
2.3.1連續(xù)X射線譜  13
2.3.2特征X射線譜  14
2.4莫塞萊定律  17
2.5X射線與物質(zhì)的相互作用  18
2.5.1散射  18
2.5.2吸收  19
2.5.3透過與衰減  21
2.6X射線的安全與防護(hù)  23
習(xí)題與思考題  23
第3章材料晶體結(jié)構(gòu)概述
3.1晶體結(jié)構(gòu)的正空間表達(dá)與分類  25
3.1.1晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣  25
3.1.2晶胞與基本矢量  25
3.1.3布拉維晶胞  26
3.2晶面的標(biāo)定與屬性  29
3.2.1晶面指數(shù)  29
3.2.2晶面間距  30
3.2.3晶面族  31
3.2.4六方晶系的晶面指數(shù)  31
3.3晶向和晶帶  32
3.3.1晶向和晶向指數(shù)  32
3.3.2晶向族  32
3.3.3晶帶和晶帶軸  33
3.4晶體結(jié)構(gòu)的倒空間表述  33
3.4.1引入倒易變換和倒易點(diǎn)陣的必要性  33
3.4.2倒易點(diǎn)陣和倒空間  34
3.4.3倒易點(diǎn)陣與正點(diǎn)陣的變換  35
3.4.4倒易矢量及其性質(zhì)  36
3.4.5倒易變換本質(zhì)與數(shù)學(xué)表達(dá)  38
3.4.6倒易變換的科學(xué)意義  39
3.5非晶態(tài)材料結(jié)構(gòu)  41
習(xí)題與思考題  44
第4章X射線衍射方向
4.1衍射譜的基本要素  45
4.1.1晶體X射線衍射的產(chǎn)生  45
4.1.2衍射圖像的基本要素  45
4.2衍射方向的勞厄方程  47
4.2.1勞厄方程推導(dǎo)  47
4.2.2三維勞厄衍射方程的討論  49
4.3衍射方向的布拉格方程  52
4.3.1布拉格方程推導(dǎo)  52
4.3.2布拉格方程的討論  54
4.3.3勞厄方程和布拉格方程的比較  58
4.4衍射矢量方程  58
4.4.1衍射矢量方程推導(dǎo)  59
4.4.2衍射矢量方程的討論  60
4.4.3埃瓦爾德圖解  62
4.5埃瓦爾德圖解應(yīng)用：基于衍射原理的三種衍射方法  64
習(xí)題與思考題  68
第5章X射線衍射強(qiáng)度
5.1一個(gè)電子對X射線的散射  70
5.2一個(gè)原子對X射線的散射  71
5.2.1原子散射因子  71
5.2.2原子散射因子的討論  72
5.3一個(gè)晶胞對X射線的散射  73
5.3.1簡單點(diǎn)陣和帶心點(diǎn)陣的散射  74
5.3.2帶心點(diǎn)陣消光規(guī)律的定性分析  74
5.3.3帶心點(diǎn)陣消光規(guī)律的定量分析：結(jié)構(gòu)因子  76
5.3.4衍射譜指標(biāo)化  85
5.4一個(gè)晶粒的X射線衍射強(qiáng)度  86
5.5粉末多晶的X射線衍射積分強(qiáng)度  87
5.5.1參與衍射的晶粒數(shù)目  87
5.5.2參與衍射的衍射面數(shù)目——多重性因子PHKL  89
5.5.3單位弧長上的積分強(qiáng)度  90
5.5.4角因子φ(θ)  90
5.5.5吸收因子A(θ)  91
5.5.6溫度因子e-2M  91
5.5.7粉末多晶衍射積分強(qiáng)度  92
習(xí)題與思考題  93
第6章X射線衍射線形
6.1衍射峰的寬化  94
6.2晶粒細(xì)化引起的衍射峰寬化  95
6.2.1一個(gè)晶粒的衍射強(qiáng)度理論：干涉函數(shù)  95
6.2.2干涉函數(shù)的討論  96
6.2.3衍射峰寬化的分析解釋：德拜-謝樂方程  102
6.3晶格畸變導(dǎo)致的衍射峰寬化  105
6.4非晶態(tài)材料的衍射譜和干涉函數(shù)  107
習(xí)題與思考題  110
第7章材料衍射分析的實(shí)驗(yàn)方法
7.1衍射方法與衍射儀器分類  111
7.1.1按衍射原理分類  112
7.1.2按信號記錄方式與接收系統(tǒng)分類  114
7.2衍射幾何  115
7.2.1Debye-Scherrer 衍射幾何  115
7.2.2Bragg-Brentano衍射幾何  115
7.2.3Seemann-Bohlin衍射幾何  117
7.3粉末X射線衍射儀  118
7.3.1X射線發(fā)生器  119
7.3.2測角儀  119
7.3.3晶體單色器  120
7.3.4信號接收器  121
7.4粉末衍射測量的基本參量與要求  121
7.5單晶X射線衍射儀  122
習(xí)題與思考題  122
第8章物相分析與點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定
8.1物相定性分析  124
8.1.1基本原理和方法  124
8.1.2PDF卡片與分析軟件  125
8.1.3基于單晶結(jié)構(gòu)構(gòu)建粉末衍射  127
8.2物相定量分析  129
8.2.1基本原理  129
8.2.2常用方法  130
8.2.3非晶材料結(jié)晶度測量  134
8.3點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定  136
8.3.1基本原理  136
8.3.2誤差產(chǎn)生原因和消除誤差的方法  137
8.3.3輻射源對晶胞常數(shù)測定的影響  140
8.3.4Kα1和Kα2衍射線條的分辨  140
8.3.5點(diǎn)陣常數(shù)精確測定的應(yīng)用  141
習(xí)題與思考題  143
第9章X射線衍射應(yīng)力分析
9.1應(yīng)力產(chǎn)生與分類  145
9.2應(yīng)力測定的方法和基本原理  146
9.3三類應(yīng)力與X射線衍射譜  146
9.4X射線衍射單軸應(yīng)力測定  149
9.5X射線衍射平面應(yīng)力測定  151
9.5.1基本原理  152
9.5.2sin2ψ法  153
習(xí)題與思考題  155
附錄
附錄A勞厄方程與布拉格方程的等效性  157
附錄B衍射矢量方程與勞厄方程等效性  159
附錄C衍射矢量方程與布拉格方程等效性  160
參考文獻(xiàn)