《X射線衍射理論與實(shí)踐》(Ⅰ)介紹了X射線衍射學(xué)的基礎(chǔ)理論和粉末X射線衍射的原理、儀器測(cè)試技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。主要內(nèi)容包括X 射線的產(chǎn)生和性質(zhì)、晶體學(xué)基礎(chǔ)、X 射線衍射幾何與衍射強(qiáng)度理論,并介紹了各種X射線衍射實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理方法,包括X射線衍射儀和數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)的基本處理方法、物相定性分析、物相定量方法、結(jié)晶度計(jì)算方法、指標(biāo)化與晶胞參數(shù)精修、微結(jié)構(gòu)分析。針對(duì)每種應(yīng)用都闡述了實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)方法和操作應(yīng)用與實(shí)踐。
為活躍教學(xué)方法和提升教學(xué)質(zhì)量,每章后提供練習(xí),可用于課堂討論與課后實(shí)踐。所有練習(xí)在書(shū)后都附有討論提綱和參考答案。
本書(shū)配有教學(xué)PPT,其中的教學(xué)實(shí)例和操作實(shí)踐提供了原始數(shù)據(jù)和操作視頻鏈接,可直接在課堂上放映,或自學(xué)使用。
《X射線衍射理論與實(shí)踐》(Ⅰ)全書(shū)內(nèi)容和應(yīng)用實(shí)例涵蓋金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、化學(xué)、化工、物理、地質(zhì)、礦冶工程等學(xué)科領(lǐng)域,可作為這些專業(yè)本科生、研究生的教學(xué)用書(shū),對(duì)于從事X射線衍射工作的技術(shù)人員和科研工作者也是很好的參考工具書(shū)。
黃繼武，中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，教授，擔(dān)任本科生和研究生《X射線衍射及應(yīng)用》課程教學(xué)20年，X射線衍射實(shí)驗(yàn)教學(xué)20年。
作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)廣東省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目“高端裝備用鋁合金”、湖南省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“硬質(zhì)合金粘結(jié)相”以及廣東省、福建省多項(xiàng)其它課題，以及參加國(guó)家自然科學(xué)基金、973鋁合金項(xiàng)目等。
為本科生和研究生開(kāi)設(shè)X射線衍射晶體學(xué)課程和高等結(jié)構(gòu)分析課程、X射線衍射實(shí)驗(yàn)課程，并經(jīng)常被邀請(qǐng)為公司用戶培訓(xùn)X射線衍射應(yīng)用。
緒 言 1
0.1 X射線衍射是材料結(jié)構(gòu)表征的重要手段 1
0.2 X射線衍射技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 3
0.3 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法 7
第1章 X射線的產(chǎn)生和性質(zhì) 9
1.1 X射線的本質(zhì) 9
1.2 X射線的產(chǎn)生 10
1.2.1 X射線管 10
1.2.2 同步輻射光源 13
1.3 X射線譜 14
1.3.1 連續(xù)X射線譜 14
1.3.2 標(biāo)識(shí)X射線譜 15
1.4 X射線與物質(zhì)的相互作用 18
1.4.1 X射線的散射 19
1.4.2 X射線的吸收 20
1.4.3 X射線的衰減規(guī)律 22
1.4.4 濾波片和實(shí)驗(yàn)波長(zhǎng)的選擇 24
1.4.5 X射線的折射 25
1.5 X射線的探測(cè)與防護(hù) 26
1.5.1 X射線的探測(cè) 26
1.5.2 X射線的防護(hù) 27
練習(xí) 27
第2章 晶體學(xué)基礎(chǔ) 29
2.1 晶體結(jié)構(gòu) 29
2.2 晶體結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣空間 30
2.2.1 點(diǎn)陣 30
2.2.2 點(diǎn)陣類型 32
2.3 空間點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 37
2.4 晶面與晶向指數(shù) 38
2.4.1 晶面指數(shù) 39
2.4.2 晶向指數(shù) 40
2.4.3 六方晶系的晶面指數(shù)和晶向指數(shù) 40
2.4.4 晶面間距 41
2.5 晶體對(duì)稱性 42
2.5.1 晶體對(duì)稱的基本概念 42
2.5.2 宏觀對(duì)稱變換 42
2.5.3 點(diǎn)群 44
2.5.4 微觀對(duì)稱變換 45
2.5.5 空間群的概念 47
2.5.6 勞厄群 48
2.6 倒易點(diǎn)陣 48
2.6.1 倒易點(diǎn)陣的定義 49
2.6.2 倒易矢量的基本性質(zhì) 52
2.6.3 晶面間距的計(jì)算公式 54
2.6.4 晶面夾角的計(jì)算公式 55
2.6.5 倒易點(diǎn)陣與正點(diǎn)陣的指數(shù)變換 56
2.7 晶帶 57
2.8 晶體投影 59
2.8.1 球面投影 59
2.8.2 極射赤面投影和吳里夫網(wǎng) 61
2.8.3 晶帶的極射赤面投影 64
2.8.4 單晶標(biāo)準(zhǔn)投影圖 65
練習(xí) 67
第3章 X射線衍射幾何 69
3.1 勞厄方程 69
3.1.1 一維原子列的衍射 69
3.1.2 二維原子列的衍射 71
3.1.3 三維原子列的衍射 71
3.1.4 勞厄方程的討論 72
3.2 布拉格定律 72
3.2.1 布拉格方程的推導(dǎo) 72
3.2.2 布拉格方程的討論 74
3.3 衍射矢量方程和厄瓦爾德圖解 77
3.3.1 衍射矢量方程 77
3.3.2 衍射方向三種表示方法之間的聯(lián)系 78
3.3.3 衍射矢量方程的圖解法 78
3.4 X射線衍射方法 80
3.4.1 X射線衍射方法的發(fā)展歷程 80
3.4.2 單晶衍射方法 80
3.4.3 粉末法 84
練習(xí) 86
第4章 X射線衍射強(qiáng)度 88
4.1 一個(gè)電子對(duì)X射線的散射 88
4.2 一個(gè)原子對(duì)X射線的散射 90
4.2.1 原子散射因子 90
4.2.2 原子散射因子的校正 92
4.3 單胞對(duì)X射線的散射 92
4.3.1 結(jié)構(gòu)因子 92
4.3.2 結(jié)構(gòu)因子與系統(tǒng)消光 94
4.4 結(jié)構(gòu)因子與倒易陣點(diǎn)權(quán)重 98
4.5 一個(gè)小晶體對(duì)X射線的散射 100
4.5.1 干涉函數(shù) 100
4.5.2 選擇反射區(qū) 102
4.5.3 小晶體的衍射積分強(qiáng)度 104
4.6 粉末多晶體衍射的積分強(qiáng)度 106
4.6.1 多重因子 106
4.6.2 角因子 108
4.6.3 溫度因子 108
4.6.4 吸收因子 110
4.6.5 消光效應(yīng) 112
練習(xí) 113
第5章 X射線衍射儀和數(shù)據(jù)采集方法 115
5.1 X射線衍射儀的基本組成 115
5.2 測(cè)角儀的工作原理 116
5.3 濾波方法 119
5.4 輻射探測(cè)器 121
5.5 計(jì)數(shù)測(cè)量中的主要電路 125
5.6 數(shù)據(jù)采集參數(shù)的選擇 126
5.6.1 掃描方法 126
5.6.2 掃描方式 127
5.7 X射線衍射儀的操作 128
5.7.1 衍射儀的啟動(dòng)與關(guān)機(jī) 128
5.7.2 儀器參數(shù)設(shè)置程序 129
5.7.3 測(cè)量參數(shù)設(shè)置 129
5.8 樣品的制備方法 131
5.8.1 塊體樣品的制備 131
5.8.2 粉末樣品的制備 132
5.8.3 粉末樣品的固定 132
5.8.4 試樣制備注意事項(xiàng) 134
練習(xí) 136
第6章 數(shù)據(jù)的基本處理方法 138
6.1 X射線粉末衍射譜 138
6.2 Jade軟件簡(jiǎn)介 140
6.3 Jade的用戶界面 140
6.4 程序設(shè)置 145
6.5 讀入數(shù)據(jù)文件 148
6.6 建立PDF數(shù)據(jù)庫(kù)檢索文件 150
6.7 基本數(shù)據(jù)處理方法 151
6.7.1 數(shù)據(jù)平滑處理 152
6.7.2 背景處理 153
6.7.3 峰頂法定峰 154
6.7.4 圖譜擬合 155
6.8 打印預(yù)覽 159
練習(xí) 161
第7章 物相定性分析 162
7.1 物相的含義 162
7.2 物相定性分析原理 163
7.3 ICDD PDF卡片 164
7.4 物相分析方法 166
7.5 物相定性分析的實(shí)驗(yàn)方法 168
7.6 物相定性分析的應(yīng)用 175
7.7 物相定性分析的特點(diǎn) 180
7.8 PDF 數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索 181
練習(xí) 183
第8章 物相定量方法 184
8.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與衍射強(qiáng)度的關(guān)系 184
8.2 外標(biāo)法 185
8.3 內(nèi)標(biāo)法 186
8.4 標(biāo)準(zhǔn)添加法 188
8.5 殘余奧氏體定量方法 190
8.6 RIR法 192
8.7 加內(nèi)標(biāo)的RIR法 199
8.8 定量方法的評(píng)價(jià) 201
練習(xí) 202
第9章 結(jié)晶度計(jì)算方法 204
9.1 結(jié)晶度的概念 204
9.2 結(jié)晶度計(jì)算方法 204
9.3 結(jié)晶度計(jì)算的應(yīng)用 206
9.4 其他結(jié)晶度計(jì)算方法 213
練習(xí) 218
第10章 指標(biāo)化與晶胞參數(shù)精修 219
10.1 晶胞參數(shù)測(cè)量原理與誤差來(lái)源 219
10.1.1 晶胞參數(shù)測(cè)量原理 219
10.1.2 誤差來(lái)源 220
10.2 誤差消除方法 222
10.2.1 圖解外推法 222
10.2.2 最小二乘法 223
10.3 晶胞參數(shù)精修的應(yīng)用 225
10.3.1 內(nèi)標(biāo)法 225
10.3.2 外標(biāo)法 227
10.3.3 無(wú)標(biāo)樣法 230
10.3.4 方法選擇與評(píng)價(jià) 231
10.4 指標(biāo)化 232
10.4.1 指標(biāo)化基本原理 232
10.4.2 指標(biāo)化軟件 234
10.4.3 指標(biāo)化結(jié)果正確性判據(jù) 235
10.4.4 指標(biāo)化方法的應(yīng)用 236
練習(xí) 238
第11章 微結(jié)構(gòu)分析 239
11.1 衍射峰的寬度 239
11.1.1 衍射峰寬度的組成 239
11.1.2 儀器寬度 240
11.1.3 晶粒細(xì)化引起的寬度 240
11.1.4 晶格畸變引起的寬化 242
11.2 衍射峰寬度的卷積關(guān)系 243
11.2.1 衍射線形的卷積關(guān)系 243
11.2.2 積分寬度的卷積關(guān)系 244
11.3 微結(jié)構(gòu)求解的傅里葉變換法 245
11.3.1 物理寬化的傅里葉變換法求解 245
11.3.2 微結(jié)構(gòu)的傅里葉求解 247
11.4 微結(jié)構(gòu)求解的近似函數(shù)法 252
11.4.1 衍射峰的形狀函數(shù) 252
11.4.2 近似函數(shù)法計(jì)算物理寬度 253
11.4.3 近似函數(shù)方法求晶粒尺寸與微觀應(yīng)變 254
11.5 微結(jié)構(gòu)分析的應(yīng)用 256
11.5.1 測(cè)量?jī)x器半高寬 256
11.5.2 計(jì)算晶粒尺寸與微觀應(yīng)變 257
11.5.3 擬合結(jié)果分析 260
練習(xí) 262
練習(xí)參考答案 263
附錄 289
附錄1 常用基本物理常數(shù) 289
附錄2 元素的物理性質(zhì) 290
附錄3 K系標(biāo)識(shí)譜線的波長(zhǎng)、吸收限和激發(fā)電壓 291
附錄4 立方晶系晶面(或晶向)間的夾角 294
附錄5 元素的質(zhì)量衰減系數(shù) 297
附錄6 原子散射因子 299
附錄7 洛倫茲偏振因子（1+cos22θ）/（sinθ+cosθ） 304
附錄8 德拜-瓦洛溫度因子 306
附錄9 吸收因子 307
參考文獻(xiàn) 311
書(shū)單推薦
