X 射线衍射技术及其应用PDF电子书下载

第1章　X射线物理学基础 1

1.1　X射线衍射分析发展简史 1

1.2　X射线本质及其波谱 3

1.2.1 X射线本质 3

1.2.2　X射线谱 5

1.3 X射线与物质相互作用 8

1.3.1　X射线散射 9

1.3.2 X射线真吸收 10

1.3.3　X射线衰减规律 11

1.3.4　X射线吸收效应的应用 12

1.4　X射线防护 14

练习题 14

第2章　X射线衍射方向 16

2.1　晶体几何学 16

2.1.1 晶体结构 16

2.1.2 晶体投影 19

2.1.3 倒易点阵 22

2.2　布拉格方程 24

2.2.1　布拉格方程 25

2.2.2　布拉格方程的讨论 26

2.2.3 倒易空间中的衍射条件 27

2.3　厄瓦尔德图解 28

2.3.1 厄瓦尔德图解 28

2.3.2 厄瓦尔德图解示例 29

练习题 31

第3章　X射线衍射强度 33

3.1　单个晶胞散射强度 33

3.1.1　单个电子散射强度 33

3.1.2 单个原子散射强度 34

3.1.3 单个晶胞散射强度 34

3.2　单个理想小晶体散射强度 37

3.2.1 干涉函数 37

3.2.2　衍射畴 38

3.3　实际多晶体衍射强度 39

3.3.1 实际小晶粒积分衍射强度 39

3.3.2 实际多晶体衍射强度 40

3.3.3 多晶体衍射强度计算方法 44

练习题 45

第4章　X射线衍射方法 47

4.1 照相法 47

4.1.1　德拜－谢乐法 47

4.1.2 聚焦法 49

4.1.3　针孔法 49

4.2　衍射仪法 50

4.2.1 测角仪 50

4.2.2 计数器 53

4.2.3 单色器 55

4.3　测量条件 57

4.3.1 试样要求 57

4.3.2 影响测量结果的因素 57

4.3.3 测量条件示例 60

练习题 61

第5章　多晶物相分析 62

5.1　标准卡片及其索引 62

5.1.1　卡片介绍 62

5.1.2 索引方法 64

5.2　定性物相分析 66

5.2.1 手工检索 66

5.2.2　计算机检索 67

5.2.3 其他问题 70

5.3　定量物相分析 70

5.3.1　基本原理 71

5.3.2　分析方法 71

5.3.3　其他问题 75

练习题 76

第6章　晶体结构与点阵参数分析 78

6.1　晶体结构识别 78

6.1.1　基本原理 78

6.1.2 立方晶系指标化 80

6.1.3 其他问题 81

6.2　点阵参数测定 82

6.2.1　德拜法误差来源 82

6.2.2　衍射仪法误差来源 84

6.2.3 消除系统误差方法 86

6.3　晶体结构模型分析 89

6.3.1　原理与方法 90

6.3.2　其他问题 90

练习题 91

第7章　应力测量与分析 92

7.1　测量原理 92

7.1.1 内应力分类 92

7.1.2　测量原理 94

7.2　测量方法 96

7.2.1 测量方式 97

7.2.2　试样要求 98

7.2.3　测量参数 99

7.3　数据处理方法 101

7.3.1　衍射峰形处理 101

7.3.2　定峰方法 101

7.3.3　误差分析 104

7.4　三维应力及薄膜应力测量 105

7.4.1 三维应力测量 105

7.4.2 薄膜应力测量 106

练习题 107

第8章　衍射谱线形分析 108

8.1　谱线宽化效应及卷积关系 108

8.1.1　几何宽化效应 108

8.1.2 物理宽化效应 109

8.1.3　谱线卷积关系 111

8.2　谱线宽化效应分离 112

8.2.1 强度校正与Kα双线分离 113

8.2.2 几何宽化与物理宽化的分离 114

8.2.3 细晶宽化与显微畸变宽化的分离 116

8.3　非晶材料X射线分析 118

8.3.1　径向分布函数 118

8.3.2　结晶度计算 120

8.4　小角X射线散射分析 121

8.4.1 基本原理 121

8.4.2 吉尼叶公式及应用 122

练习题 123

第9章　多晶织构测量和单晶定向 125

9.1　多晶体织构测量 125

9.1.1 织构分类 125

9.1.2 极图及其测量 126

9.1.3 反极图及其测量 130

9.1.4 三维取向分布函数 131

9.2 单晶定向 133

9.2.1 单晶劳厄相的特点 133

9.2.2 单晶定向方法 134

练习题 136

第10章　薄膜和一维超点阵材料的X射线分析 137

10.1 薄膜分析中常用的X射线方法 138

10.1.1 低角度X射线散射和衍射 138

10.1.2 掠入射X射线衍射 138

10.1.3　粉末衍射仪和薄膜衍射仪 139

10.1.4 双晶衍射仪和多重晶衍射仪 140

10.1.5　其他方法 140

10.2　原子尺度薄膜的研究 140

10.3　工程薄膜和多层膜的研究 141

10.3.1　膜的厚度测定 141

10.3.2　厚度涨落的研究 143

10.3.3　薄膜组分测定 146

10.3.4 薄膜的相分析和相变 147

10.3.5 晶粒大小和嵌镶块尺度的测定 148

10.3.6 单晶膜完整性的观测 149

10.4　一维超点阵材料的分析 150

10.4.1 非晶超点阵的研究 150

10.4.2 多晶超点阵的研究 151

10.4.3 单晶超点阵的研究 154

10.5　不完整性和应变的衍射空间或倒易空间图研究 160

10.5.1 衍射空间绘制 160

10.5.2　倒易空间测绘 162

练习题 164

第11章　聚合物和高分子材料的X射线分析 165

11.1 聚合物材料的结构特征和X射线分析范畴 165

11.2　聚合物实际物相分析方法 166

11.3　聚合物结晶度的测定 168

11.3.1 结晶度测定的一般原理 168

11.3.2 获得晶态和非晶态参考样的方法 169

11.3.3　联立方程法 171

11.3.4 无标样情况下的方法 172

11.3.5　计算机分峰法 175

11.4　聚合物材料的取向分布和取向度测定 177

11.4.1 单轴取向 178

11.4.2 双轴取向 183

11.5　高分子材料的长周期的小角散射测定 186

练习题 188

第12章　纳米材料的X射线分析 189

12.1　结晶纳米材料的相分析 189

12.2　非晶纳米材料的局域结构测定 190

12.3　测定微结构时各有关参数的获得 191

12.4　纳米晶大小、微应力及层错概率的测定 192

12.4.1　AB5储氢合金微晶大小、微应力的测定 192

12.4.2 六方β－Ni（OH）2中的微结构的研究 193

12.4.3 密堆六方ZnO中的微结构的研究 198

12.5　纳米材料小角X射线散射分析原理 200

12.5.1 粒子的形状、大小完全相同时小角散射强度及其分布—Guinier近似 201

12.5.2 样品中粒子形状相同但大小不同时的强度 202

12.6　纳米材料颗粒大小及其分布的测定 203

12.7　纳米材料分形结构研究 205

12.7.1 分形 205

12.7.2 来自质量和表面尺幂度体的小角散射 207

12.7.3 散射强度与尺幂度体维度的关系 208

练习题 209

第13章　介孔材料的X射线分析 210

13.1 概述 210

13.1.1 介孔材料的分类 210

13.1.2 介孔材料的结构特征 211

13.1.3　介孔材料应用 212

13.1.4　介孔材料X射线表征方法的特点 213

13.1.5 孔结构参数的计算 213

13.2　介孔氧化硅材料的合成和X射线表征 214

13.2.1 介孔氧化硅材料合成原理和典型的孔径 214

13.2.2 二维六方结构的介孔氧化硅——MCM-41和SBA-15 215

13.2.3　立方孔道结构 217

13.2.4 三维六方－立方共生结构——SBA-2，SBA-12和FDU-1 219

13.3　金属氧化物介孔材料 220

13.3.1　介孔氧化物材料的制备方法 220

13.3.2 金属氧化物介孔材料的结构特征 221

13.3.3　氧化钛介孔材料 222

13.3.4 纳米浇铸法合成的氧化铁介观结构 223

13.3.5 介孔Co3O4和Cr2O3的制备及X射线表征 225

13.3.6 介孔NiO的制备和X射线表征 226

13.3.7 介孔MnO2的制备和表征 226

13.3.8　介孔稀土氧化物的制备和表征 227

13.4　介孔碳材料 228

13.5　介孔聚合物和高分子材料 231

13.5.1 以介孔氧化硅为模板制备高分子介孔材料 231

13.5.2 有机－有机自组装制备的高分子介孔材料 233

13.5.3　硫酸脱除模板法合成高分子介孔材料 236

13.6　介孔材料的分形结构SAXS研究 238

练习题 239

附录 240

附录1　分离多重宽化效应的最小二乘方法和计算程序 240

附录2　常用物理常数 248

附录3　元素物理性质与点阵类型 248

附录4　元素标识谱线及吸收极限 250

附录5　K系及L标识谱线的激发电压 252

附录6　质量吸收系数 253

附录7　原子散射因子 254

附录8　点阵几何 255

附录9　结构因子 257

附录10　多重因子 257

附录11　温度因子 258

附录12　应力常数 258

参考文献 260