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