緒 言 1
0.1　X射線衍射是材料結(jié)構(gòu)表征的重要手段　 1
0.2　X射線衍射技術(shù)的應用與發(fā)展　 3
0.3　教學內(nèi)容與教學方法　 7

第1章 X射線的產(chǎn)生和性質(zhì) 9
1.1　X射線的本質(zhì)　 9
1.2　X射線的產(chǎn)生　 10
1.2.1　X射線管　 10
1.2.2　同步輻射光源　 13
1.3　X射線譜　 14
1.3.1　連續(xù)X射線譜　 14
1.3.2　標識X射線譜　 15
1.4　X射線與物質(zhì)的相互作用　 18
1.4.1　X射線的散射　 19
1.4.2　X射線的吸收　 20
1.4.3　X射線的衰減規(guī)律　 22
1.4.4　濾波片和實驗波長的選擇　 24
1.4.5　X射線的折射　 25
1.5　X射線的探測與防護　 26
1.5.1　X射線的探測　 26
1.5.2　X射線的防護　 27
練習　 27
　　　　　　　　
第2章 晶體學基礎 29
2.1　晶體結(jié)構(gòu)　 29
2.2　晶體結(jié)構(gòu)的點陣空間　 30
2.2.1　點陣　 30
2.2.2　點陣類型　 32
2.3　空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)的對應關(guān)系　 37
2.4　晶面與晶向指數(shù)　 38
2.4.1　晶面指數(shù)　 39
2.4.2　晶向指數(shù)　 40
2.4.3　六方晶系的晶面指數(shù)和晶向指數(shù)　 40
2.4.4　晶面間距　 41
2.5　晶體對稱性　 42
2.5.1　晶體對稱的基本概念　 42
2.5.2　宏觀對稱變換　 42
2.5.3　點群　 44
2.5.4　微觀對稱變換　 45
2.5.5　空間群的概念　 47
2.5.6　勞厄群　 48
2.6　倒易點陣　 48
2.6.1　倒易點陣的定義　 49
2.6.2　倒易矢量的基本性質(zhì)　 52
2.6.3　晶面間距的計算公式　 54
2.6.4　晶面夾角的計算公式　 55
2.6.5　倒易點陣與正點陣的指數(shù)變換　 56
2.7　晶帶　 57
2.8　晶體投影　 59
2.8.1　球面投影　 59
2.8.2　極射赤面投影和吳里夫網(wǎng)　 61
2.8.3　晶帶的極射赤面投影　 64
2.8.4　單晶標準投影圖　 65
練習　 67

第3章 X射線衍射幾何 69
3.1　勞厄方程　 69
3.1.1　一維原子列的衍射　 69
3.1.2　二維原子列的衍射　 71
3.1.3　三維原子列的衍射　 71
3.1.4　勞厄方程的討論　 72
3.2　布拉格定律　 72
3.2.1　布拉格方程的推導　 72
3.2.2　布拉格方程的討論　 74
3.3　衍射矢量方程和厄瓦爾德圖解　 77
3.3.1　衍射矢量方程　 77
3.3.2　衍射方向三種表示方法之間的聯(lián)系　 78
3.3.3　衍射矢量方程的圖解法　 78
3.4　X射線衍射方法　 80
3.4.1　X射線衍射方法的發(fā)展歷程　 80
3.4.2　單晶衍射方法　 80
3.4.3　粉末法　 84
練習　 86

第4章 X射線衍射強度 88
4.1　一個電子對X射線的散射　 88
4.2　一個原子對X射線的散射　 90
4.2.1　原子散射因子　 90
4.2.2　原子散射因子的校正　 92
4.3　單胞對X射線的散射　 92
4.3.1　結(jié)構(gòu)因子　 92
4.3.2　結(jié)構(gòu)因子與系統(tǒng)消光　 94
4.4　結(jié)構(gòu)因子與倒易陣點權(quán)重　 98
4.5　一個小晶體對X射線的散射　 100
4.5.1　干涉函數(shù)　 100
4.5.2　選擇反射區(qū)　 102
4.5.3　小晶體的衍射積分強度　 104
4.6　粉末多晶體衍射的積分強度　 106
4.6.1　多重因子　 106
4.6.2　角因子　 108
4.6.3　溫度因子　 108
4.6.4　吸收因子　 110
4.6.5　消光效應　 112
練習　 113

第5章 X射線衍射儀和數(shù)據(jù)采集方法 115
5.1　X射線衍射儀的基本組成　 115
5.2　測角儀的工作原理　 116
5.3　濾波方法　 119
5.4　輻射探測器　 121
5.5　計數(shù)測量中的主要電路　 125
5.6　數(shù)據(jù)采集參數(shù)的選擇　 126
5.6.1　掃描方法　 126
5.6.2　掃描方式　 127
5.7　X射線衍射儀的操作　 128
5.7.1　衍射儀的啟動與關(guān)機　 128
5.7.2　儀器參數(shù)設置程序　 129
5.7.3　測量參數(shù)設置　 129
5.8　樣品的制備方法　 131
5.8.1　塊體樣品的制備　 131
5.8.2　粉末樣品的制備　 132
5.8.3　粉末樣品的固定　 132
5.8.4　試樣制備注意事項　 134
練習　 136

第6章 數(shù)據(jù)的基本處理方法 138
6.1　X射線粉末衍射譜　 138
6.2　Jade軟件簡介　 140
6.3　Jade的用戶界面　 140
6.4　程序設置　 145
6.5　讀入數(shù)據(jù)文件　 148
6.6　建立PDF數(shù)據(jù)庫檢索文件　 150
6.7　基本數(shù)據(jù)處理方法　 151
6.7.1　數(shù)據(jù)平滑處理　 152
6.7.2　背景處理　 153
6.7.3　峰頂法定峰　 154
6.7.4　圖譜擬合　 155
6.8　打印預覽　 159
練習　 161

第7章 物相定性分析 162
7.1　物相的含義　 162
7.2　物相定性分析原理　 163
7.3　ICDD PDF卡片　 164
7.4　物相分析方法　 166
7.5　物相定性分析的實驗方法　 168
7.6　物相定性分析的應用　 175
7.7　物相定性分析的特點　 180
7.8　PDF 數(shù)據(jù)庫的檢索　 181
練習　 183

第8章 物相定量方法 184
8.1　質(zhì)量分數(shù)與衍射強度的關(guān)系　 184
8.2　外標法　 185
8.3　內(nèi)標法　 186
8.4　標準添加法　 188
8.5　殘余奧氏體定量方法　 190
8.6　RIR法　 192
8.7　加內(nèi)標的RIR法　 199
8.8　定量方法的評價　 201
練習　 202

第9章 結(jié)晶度計算方法 204
9.1　結(jié)晶度的概念　 204
9.2　結(jié)晶度計算方法　 204
9.3　結(jié)晶度計算的應用　 206
9.4　其他結(jié)晶度計算方法　 213
練習　 218

第10章 指標化與晶胞參數(shù)精修 219
10.1　晶胞參數(shù)測量原理與誤差來源　 219
10.1.1　晶胞參數(shù)測量原理　 219
10.1.2　誤差來源　 220
10.2　誤差消除方法　 222
10.2.1　圖解外推法　 222
10.2.2　最小二乘法　 223
10.3　晶胞參數(shù)精修的應用　 225
10.3.1　內(nèi)標法　 225
10.3.2　外標法　 227
10.3.3　無標樣法　 230
10.3.4　方法選擇與評價　 231
10.4　指標化　 232
10.4.1　指標化基本原理　 232
10.4.2　指標化軟件　 234
10.4.3　指標化結(jié)果正確性判據(jù)　 235
10.4.4　指標化方法的應用　 236
練習　 238

第11章 微結(jié)構(gòu)分析 239
11.1　衍射峰的寬度　 239
11.1.1　衍射峰寬度的組成　 239
11.1.2　儀器寬度　 240
11.1.3　晶粒細化引起的寬度　 240
11.1.4　晶格畸變引起的寬化　 242
11.2　衍射峰寬度的卷積關(guān)系　 243
11.2.1　衍射線形的卷積關(guān)系　 243
11.2.2　積分寬度的卷積關(guān)系　 244
11.3　微結(jié)構(gòu)求解的傅里葉變換法　 245
11.3.1　物理寬化的傅里葉變換法求解　 245
11.3.2　微結(jié)構(gòu)的傅里葉求解　 247
11.4　微結(jié)構(gòu)求解的近似函數(shù)法　 252
11.4.1　衍射峰的形狀函數(shù)　 252
11.4.2　近似函數(shù)法計算物理寬度　 253
11.4.3　近似函數(shù)方法求晶粒尺寸與微觀應變　 254
11.5　微結(jié)構(gòu)分析的應用　 256
11.5.1　測量儀器半高寬　 256
11.5.2　計算晶粒尺寸與微觀應變　 257
11.5.3　擬合結(jié)果分析　 260
練習　 262

練習參考答案 263

附錄 289
附錄1　常用基本物理常數(shù)　 289
附錄2　元素的物理性質(zhì)　 290
附錄3　K系標識譜線的波長、吸收限和激發(fā)電壓　 291
附錄4　立方晶系晶面(或晶向)間的夾角　 294
附錄5　元素的質(zhì)量衰減系數(shù)　 297
附錄6　原子散射因子　 299
附錄7　洛倫茲偏振因子（1+cos22θ）/（sinθ+cosθ） 304
附錄8　德拜-瓦洛溫度因子　 306
附錄9　吸收因子　 307

參考文獻 311