材料X射線衍射基礎(chǔ)與實踐

第1章緒論
1.1X射線的發(fā)現(xiàn)與應用領(lǐng)域  1
1.2X射線衍射學發(fā)展歷程  3
1.3衍射基本概念  5
1.4教材特點與內(nèi)容安排  7
習題與思考題  7
第2章X射線的物理學基礎(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  23
習題與思考題  23
第3章材料晶體結(jié)構(gòu)概述
3.1晶體結(jié)構(gòu)的正空間表達與分類  25
3.1.1晶體結(jié)構(gòu)與空間點陣  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陣的必要性  33
3.4.2倒易點陣和倒空間  34
3.4.3倒易點陣與正點陣的變換  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)學表達  38
3.4.6倒易變換的科學意義  39
3.5非晶態(tài)材料結(jié)構(gòu)  41
習題與思考題  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  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  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  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埃瓦爾德圖解應用：基于衍射原理的三種衍射方法  64
習題與思考題  68
第5章X射線衍射強度
5.1一個電子對X射線的散射  70
5.2一個原子對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
5.3一個晶胞對X射線的散射  73
5.3.1簡單點陣和帶心點陣的散射  74
5.3.2帶心點陣消光規(guī)律的定性分析  74
5.3.3帶心點陣消光規(guī)律的定量分析：結(jié)構(gòu)因子  76
5.3.4衍射譜指標化  85
5.4一個晶粒的X射線衍射強度  86
5.5粉末多晶的X射線衍射積分強度  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度  92
習題與思考題  93
第6章X射線衍射線形
6.1衍射峰的寬化  94
6.2晶粒細化引起的衍射峰寬化  95
6.2.1一個晶粒的衍射強度理論：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
習題與思考題  110
第7章材料衍射分析的實驗方法
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
習題與思考題  122
第8章物相分析與點陣常數(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點陣常數(shù)精確測定的應用  141
習題與思考題  143
第9章X射線衍射應力分析
9.1應力產(chǎn)生與分類  145
9.2應力測定的方法和基本原理  146
9.3三類應力與X射線衍射譜  146
9.4X射線衍射單軸應力測定  149
9.5X射線衍射平面應力測定  151
9.5.1基本原理  152
9.5.2sin2ψ法  153
習題與思考題  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