X射線衍射測試分析基礎教程

內容簡介

X射線衍射測試分析基礎教程(十二五普通高等教育本科規劃教材)

本書在簡單介紹X射線衍射分析原理的基礎上，重點介紹X射線衍射分析法在材料研究方面的套用。主要包括晶體學基礎與X射線運動學衍射原理；現代X射線衍射儀測試原理；X射線衍射儀測量方法與分析技術；X射線衍射譜線分析與套用；X射線衍射物相分析；晶體點陣常數精確測定；巨觀內應力測定；織構測定與單晶定向；Rietveld方法簡介。

本書可作為高等學校化工、材料類專業有關“測試方法”、“材料結構”課程本科生、研究生的教學用書，也可作為相關科研工作者及廠礦技術人員的參考書。

目錄

第1章緒論

11衍射技術發展歷史與現狀

12衍射技術套用概述

121粉末照相法

122多晶衍射儀法

123同步輻射技術

第2章晶體學基礎與X射線運動學衍射原理

21晶體結構與磁結構

211晶體結構類型

212周期性和點陣空間

213點對稱

214點群

215磁結構和磁對稱

22X射線衍射原理

221倒易點陣

222晶體的極射赤面投影

223衍射幾何理論

224單個晶胞散射和理想晶體散射

225單個理想小晶體的散射強度

226多晶體衍射

23X射線衍射系統消光規律

231晶體結構的消光規律

232系統消光與點陣類型和對稱性

關係

233衍射指數指標化

第3章現代X射線衍射儀測試原理

31射線源

311普通X射線源

312同步輻射光源

32測角儀

321測角儀結構及布拉格布倫塔諾

聚焦原理

322狹縫系統及幾何光學

323測角儀的調整

33探測器

331正比計數器

332位置靈敏計數器

333平面位敏計數器

334閃爍計數器

335Si(Li)半導體固態探測器

336前置放大器和主放大器及脈衝成

形器

337單道脈衝分析器

338多道脈衝分析器

339定標器

3310速率計（計數率計）

3311探測器掃測方式及參數

3312X射線衍射能量色散測量

34單色器

341單色器的原理

342晶體單色器的作用

343石墨晶體單色器

35濾色片

36發散狹縫與接收狹縫

37衍射光路

第4章X射線衍射儀測量方法與分析技術

41樣品製備

411粉末粒度要求

412樣品試片平面的準備

413樣品試片的厚度

414樣品製備要求

415制樣技巧

42參數選擇方法

421衍射參數

422衍射參數選擇

43數據採集

431軟體設定

432數據格式

433誤差分析

44軟體操作與套用

441X射線衍射的一般實驗過程

442Bruker D8 Advance系列詳細參數

指標

443粉末衍射儀操作步驟

第5章X射線衍射譜線分析與套用

51X射線衍射寬化效應

511晶粒度引起的寬化效應

512微觀應力（應變）引起的寬化

效應

513堆垛層錯引起的寬化效應

52微晶微應力兩重寬化效應的分離

521近似函式法和最小二乘方法

522方差分解法

523傅立葉級數分離法

53晶粒尺寸及統計分布

54套用實例

541納米NiO的微結構分析

542六方βNi(OH)2中的微結構

55實驗指導：微觀應力與亞晶尺寸的

測量

551實驗目的

552實驗原理

553實驗方法與實例

第6章X射線衍射物相分析

61定性分析

611物相定性分析的理論基礎

612粉末衍射卡（PDF）

613粉末衍射卡索引

614定性分析的方法及步驟

62定量分析

621理論基礎

622分析方法

623存在的問題

63實驗指導：物相定性分析和定量

分析

631物相定性分析

632物相定量分析

第7章晶體點陣常數精確測定

71基本原理

72初始點陣參數的獲得

73點陣常數測定誤差來源

731德拜法中的系統誤差

732衍射儀中的系統誤差

74精確測定點陣常數的方法

741定峰方法

742圖解外推法

743最小二乘方法

744標準樣校正法

75點陣常數精確測定

751測角儀固有誤差

752測角儀零位面的調整誤差

753試樣表面偏軸誤差

754試樣平面性誤差，光束水平與軸向

發散誤差

755試樣透明度誤差

756測量記錄線路滯後、波動導致的

誤差

757波長非單色化及色散的影響

758波長數值的影響

759羅倫茲偏振因子影響

7510溫度誤差

7511折射誤差

7512其他誤差

76實際套用

761合金固溶體中溶質元素固溶極限的

測定

762鋼中馬氏體和奧氏體的碳含量

測定

763單晶樣品點陣常數的測定

77實驗指導：點陣常數的精確測量

771實驗目的

772實驗原理

773實驗方法與實例

第8章巨觀內應力測定

81基本原理

811應力的分類及其X射線衍射

效應

812單軸應力測定的原理和方法

813平面巨觀應力的測定原理

82測定與數據處理方法

821平面巨觀應力的測定方法

822應力測定的數據處理方法

823三維應力及薄膜應力測量

83實驗指導：巨觀內應力（表面殘餘

應力）的測量

831實驗目的

832實驗原理

833實驗方法與實例

第9章織構測定

91織構分類與表征

911織構的分類

912織構的表征方法

92極圖與反極圖的測定分析

921極圖的測定分析

922反極圖的測定分析

93取向分布函式

94實驗指導：織構的測定

941實驗目的

942實驗原理

943實驗方法與實例

第10章Rietveld結構精修

101發展歷程

102基本原理

1021峰位計算

1022結構因子和強度分布

1023整體衍射譜計算

1024最小二乘法擬合

1025擬合誤差判別

103測試方法

104分析套用

1041從頭計算晶體結構

1042X射線物相分析

1043測定晶粒大小和微應變

附錄

參考文獻