材料X射线衍射基础与实践

第1章绪论
1.1X射线的发现与应用领域 1
1.2X射线衍射学发展历程 3
1.3衍射基本概念 5
1.4教材特点与内容安排 7
习题与思考题 7 第2章X射线的物理学基础
2.1X射线的产生 9
2.1.1X射线管 9
2.1.2同步辐射 11
2.2X射线的性质 12
2.2.1X射线的物理本质 12
2.2.2X射线分类 13
2.3X射线谱 13
2.3.1连续X射线谱 13
2.3.2特征X射线谱 14
2.4莫塞莱定律 17
2.5X射线与物质的相互作用 18
2.5.1散射 18
2.5.2吸收 19
2.5.3透过与衰减 21
2.6X射线的安全与防护 23
习题与思考题 23 第3章材料晶体结构概述
3.1晶体结构的正空间表达与分类 25
3.1.1晶体结构与空间点阵 25
3.1.2晶胞与基本矢量 25
3.1.3布拉维晶胞 26
3.2晶面的标定与属性 29
3.2.1晶面指数 29
3.2.2晶面间距 30
3.2.3晶面族 31
3.2.4六方晶系的晶面指数 31
3.3晶向和晶带 32
3.3.1晶向和晶向指数 32
3.3.2晶向族 32
3.3.3晶带和晶带轴 33
3.4晶体结构的倒空间表述 33
3.4.1引入倒易变换和倒易点阵的必要性 33
3.4.2倒易点阵和倒空间 34
3.4.3倒易点阵与正点阵的变换 35
3.4.4倒易矢量及其性质 36
3.4.5倒易变换本质与数学表达 38
3.4.6倒易变换的科学意义 39
3.5非晶态材料结构 41
习题与思考题 44 第4章X射线衍射方向
4.1衍射谱的基本要素 45
4.1.1晶体X射线衍射的产生 45
4.1.2衍射图像的基本要素 45
4.2衍射方向的劳厄方程 47
4.2.1劳厄方程推导 47
4.2.2三维劳厄衍射方程的讨论 49
4.3衍射方向的布拉格方程 52
4.3.1布拉格方程推导 52
4.3.2布拉格方程的讨论 54
4.3.3劳厄方程和布拉格方程的比较 58
4.4衍射矢量方程 58
4.4.1衍射矢量方程推导 59
4.4.2衍射矢量方程的讨论 60
4.4.3埃瓦尔德图解 62
4.5埃瓦尔德图解应用：基于衍射原理的三种衍射方法 64
习题与思考题 68 第5章X射线衍射强度
5.1一个电子对X射线的散射 70
5.2一个原子对X射线的散射 71
5.2.1原子散射因子 71
5.2.2原子散射因子的讨论 72
5.3一个晶胞对X射线的散射 73
5.3.1简单点阵和带心点阵的散射 74
5.3.2带心点阵消光规律的定性分析 74
5.3.3带心点阵消光规律的定量分析：结构因子 76
5.3.4衍射谱指标化 85
5.4一个晶粒的X射线衍射强度 86
5.5粉末多晶的X射线衍射积分强度 87
5.5.1参与衍射的晶粒数目 87
5.5.2参与衍射的衍射面数目——多重性因子PHKL 89
5.5.3单位弧长上的积分强度 90
5.5.4角因子φ(θ) 90
5.5.5吸收因子A(θ) 91
5.5.6温度因子e-2M 91
5.5.7粉末多晶衍射积分强度 92
习题与思考题 93 第6章X射线衍射线形
6.1衍射峰的宽化 94
6.2晶粒细化引起的衍射峰宽化 95
6.2.1一个晶粒的衍射强度理论：干涉函数 95
6.2.2干涉函数的讨论 96
6.2.3衍射峰宽化的分析解释：德拜-谢乐方程 102
6.3晶格畸变导致的衍射峰宽化 105
6.4非晶态材料的衍射谱和干涉函数 107
习题与思考题 110 第7章材料衍射分析的实验方法
7.1衍射方法与衍射仪器分类 111
7.1.1按衍射原理分类 112
7.1.2按信号记录方式与接收系统分类 114
7.2衍射几何 115
7.2.1Debye-Scherrer 衍射几何 115
7.2.2Bragg-Brentano衍射几何 115
7.2.3Seemann-Bohlin衍射几何 117
7.3粉末X射线衍射仪 118
7.3.1X射线发生器 119
7.3.2测角仪 119
7.3.3晶体单色器 120
7.3.4信号接收器 121
7.4粉末衍射测量的基本参量与要求 121
7.5单晶X射线衍射仪 122
习题与思考题 122 第8章物相分析与点阵常数的精确测定
8.1物相定性分析 124
8.1.1基本原理和方法 124
8.1.2PDF卡片与分析软件 125
8.1.3基于单晶结构构建粉末衍射 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非晶材料结晶度测量 134
8.3点阵常数的精确测定 136
8.3.1基本原理 136
8.3.2误差产生原因和消除误差的方法 137
8.3.3辐射源对晶胞常数测定的影响 140
8.3.4Kα1和Kα2衍射线条的分辨 140
8.3.5点阵常数精确测定的应用 141
习题与思考题 143 第9章X射线衍射应力分析
9.1应力产生与分类 145
9.2应力测定的方法和基本原理 146
9.3三类应力与X射线衍射谱 146
9.4X射线衍射单轴应力测定 149
9.5X射线衍射平面应力测定 151
9.5.1基本原理 152
9.5.2sin2ψ法 153
习题与思考题 155 附录
附录A劳厄方程与布拉格方程的等效性 157
附录B衍射矢量方程与劳厄方程等效性 159
附录C衍射矢量方程与布拉格方程等效性 160 参考文献