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第1章 晶体的基本对称结构及其X射线检测 1

1.1 晶体及其基本特性 2

1.1.1 晶体的基本概念 2

1.1.2 晶体的对称特征 4

1.1.3 晶体的基本共性 5

1.2 晶体的基本对称性 6

1.2.1 平移对称性与点阵理论 6

1.2.2 点对称性与点对称操作 9

1.2.3 晶体可能的旋转对称性 10

1.2.4 点对称操作的坐标变换及常用符号 11

1.2.5 7种晶系的划分及其单胞边角关系的限制 14

1.2.6 14种布拉维点阵 15

1.2.7 非晶体 19

1.3 晶体的晶向、晶面及其几何关系 19

1.3.1 晶向指数的常规表达方法 19

1.3.2 晶面指数的常规表达方法 21

1.3.3 六方晶系的晶向指数和晶面指数 22

1.3.4 晶面的多重性因子 25

1.3.5 晶面、晶向的几何关系 25

1.3.6 晶带定律 28

1.4 X射线衍射的晶体学基础 29

1.4.1 布拉格方程 29

1.4.2 多晶体衍射强度 30

1.4.3 温度因子 32

1.4.4 吸收因子 34

1.4.5 结构因子 41

1.4.6 晶体点阵类型与系统消光 47

1.4.7 不同晶系的X射线衍射规律 48

本章重点 50

参考文献 50

思考题 51

练习题 51

第2章 晶体的对称特性 55

2.1 点群与平移群 56

2.1.1 数学上群的概念 56

2.1.2 晶体学点群与平移群 57

2.1.3 晶体学点群的简略推导 59

2.2 旋转群与中心对称劳厄群 75

2.2.1 点群中的旋转群与中心对称点群 75

2.2.2 X射线衍射的中心对称定律 77

2.2.3 11种劳厄群 78

2.2.4 晶体中心对称性的X射线衍射强度统计分布检验法 79

2.3 空间群简介 81

2.3.1 空间群的概念 84

2.3.2 非点式对称操作 85

2.3.3 点式空间群 96

2.3.4 非点式空间群与空间群的商群 101

2.3.5 空间群非点式基本操作造成的系统消光 103

2.3.6 空间群特征要略 106

2.3.7 国际表 112

2.3.8 用空间群描述真实晶体对称性 118

本章重点 120

参考文献 121

思考题 121

练习题 121

附录 126

附录2.1 常用点对称操作的操作矩阵 126

附录2.2 230种空间群的符号 127

附录2.3 与11种劳厄群对应的120种衍射群所涉及的空间群及其消光规律 131

第3章 无机材料晶体结构的分析与检测 139

3.1 晶体结构概述与常见晶体结构 140

3.1.1 晶体结构的概念 140

3.1.2 单质晶体结构 141

3.1.3 AX型化合物 144

3.1.4 AX2型化合物 145

3.1.5 AX3型化合物 149

3.1.6 离子晶体结构的一般规律 151

3.1.7 氧化物晶体结构示例 153

3.2 简单结构未知无机晶体的检测与分析实践 158

3.2.1 未知物相基础数据检测及其所属晶系的判断 159

3.2.2 Cr2Al晶体衍射线的指数化及其单胞常数的确定 162

3.2.3 Cr2Al晶体完整对称性的确定 165

3.2.4 Cr2Al晶体单胞内各原子的位置坐标 167

3.3 金属铀晶体结构参数的检测与确定 170

3.3.1 铀固溶体基础数据检测及其所属晶系的判断 170

3.3.2 铀固溶体晶体衍射线指数化标定及相应点阵参数 174

3.3.3 铀固溶体晶体完整对称性的确定 176

3.3.4 铀固溶体晶体单胞内各原子的位置坐标 178

3.4 有序结构与概率占位 180

3.4.1 典型与非典型有序结构的长程有序 180

3.4.2 占位概率与结构转变 183

3.4.3 拓扑密堆型化合物 185

3.4.4 有序结构占位概率的测定 186

本章重点 189

参考文献 189

思考题 189

练习题 190

第4章 无机晶体的取向特征及其检测技术 195

4.1 晶体的取向与多晶体织构 196

4.1.1 晶体取向的概念 196

4.1.2 非立方晶系的晶体取向 198

4.1.3 多晶体中的晶粒与织构的概念 200

4.1.4 多晶织构的普遍性及其利用 201

4.2 多晶体取向分布及其检测 202

4.2.1 取向与织构的极图表达 202

4.2.2 反极图 206

4.2.3 多晶体极图X射线测量原理 208

4.2.4 取向分布函数原理 209

4.2.5 背散射电子衍射技术及其检测晶体取向原理 211

4.3 织构的表达与定量分析 217

4.3.1 立方晶系与非立方晶系的取向空间 217

4.3.2 取向分布函数的表达方法 221

4.3.3 织构与宏观性质的定量关系及织构定量分析的概念 225

4.3.4 织构占有率的定量计算 227

本章重点 231

参考文献 231

思考题 232

练习题 232

第5章 无机材料中的晶体缺陷 235

5.1 晶体结构中的点缺陷 236

5.1.1 晶体点缺陷的类型与基本热力学 236

5.1.2 空位浓度的测量 237

5.1.3 自间隙原子的产生 238

5.1.4 有序结构的点缺陷特征 240

5.1.5 晶体结构中点缺陷的组态及点缺陷流引起的原子再分布 242

5.1.6 点缺陷对晶体材料结构与物理性能的影响 245

5.2 晶体结构中的位错与弹性效应 248

5.2.1 晶体中的位错及其应力场 248

5.2.2 位错弹性应力场引起的位错能量 251

5.2.3 辐照下点缺陷与位错弹性场交互作用引起的缺陷自组织及其对晶体的影响 255

5.3 晶体中位错的受力 258

5.3.1 位错在外应力场下的受力 258

5.3.2 位错的线张力 259

5.3.3 位错线承受的化学力 262

5.3.4 位错映像力 265

5.3.5 非自由表面附近位错的受力 267

5.4 晶体中的位错结构 270

5.4.1 典型晶体结构中的位错 271

5.4.2 单质晶体结构中全位错的分解 272

5.4.3 非单质晶体中的位错 278

5.5 塑性变形及晶体取向的变化 281

5.5.1 位错滑移造成的塑性变形及独立的滑移系 281

5.5.2 机械孪生造成的塑性变形 286

5.5.3 晶体取向在塑性变形过程中的变化 288

5.5.4 平面应变轧制引起取向变化的定量计算 290

5.5.5 晶体塑性变形时滑移系及孪生系的选择 291

5.6 晶体界面的取向差特征 294

5.6.1 晶界的自由度及取向差 294

5.6.2 取向差的计算方法 296

5.6.3 常规晶粒界面 297

5.6.4 重合点阵晶界及特殊晶界的取向差 299

5.6.5 多晶体晶界的取向差分布 301

本章重点 303

参考文献 304

思考题 304

练习题 305

思考题与练习题参考答案 311

第1章 思考题参考答案 311

第1章 练习题参考答案 313

第2章 思考题参考答案 322

第2章 练习题参考答案 323

第3章 思考题参考答案 329

第3章 练习题参考答案 330

第4章 思考题参考答案 332

第4章 练习题参考答案 334

第5章 思考题参考答案 335

第5章 练习题参考答案 337

索引 347