X射线分析方法

本书介绍X射线物理学基础、X射线衍射方向和衍射强度、多晶体X射线衍射分析等基本理论知识，在此基础上介绍当前科学研究中经常使用的各种X射线技术，包括利用X射线衍射技术分析材料的物相、残余应力、晶粒尺寸、位错密度、织构等，以及利用X射线光电子能谱分析材料表面元素种类、含量。此外，本书还介绍了近年来基于电子计算机断层扫描技术发展起来的三维X射线显微镜分析方法。

目录
前言
第1章 X射线物理学基础 1
1.1 X射线的历史 1
1.2 X射线的性质 2
1.3 X射线的产生及X射线谱 4
1.3.1 X射线管 4
1.3.2 连续X射线谱 6
1.3.3 特征X射线谱 8
1.4 X射线与物质的作用 10
1.4.1 X射线的散射 11
1.4.2 X射线的真吸收 11
1.4.3 X射线的衰减 12
1.4.4 吸收限的应用 14
1.5 X射线的防护 16
习题 17
第2章 X射线衍射方向 19
2.1 晶体几何学简介 19
2.1.1 晶体结构与空间点阵 19
2.1.2 晶体学指数 20
2.1.3 几种典型的立方晶系布拉维点阵 21
2.1.4 晶带、晶面间距、晶面夹角 22
2.2 衍射的概念与布拉格方程 23
2.2.1 衍射的概念 23
2.2.2 X射线在晶体中的衍射 24
2.2.3 布拉格方程的导出 24
2.2.4 布拉格方程的讨论 25
2.3 X射线衍射测试方法 26
2.4 倒易点阵与埃瓦尔德图解 29
习题 31
第3章 X射线衍射强度 33
3.1 多晶体衍射图谱的形成 33
3.2 单位晶胞对X射线的散射与结构因子 35
3.2.1 结构因子问题的引出 35
3.2.2 结构因子 37
3.2.3 结构因子的计算 40
3.3 多晶体衍射强度 41
3.3.1 多重性因子 41
3.3.2 角因子 42
3.3.3 吸收因子 44
3.3.4 温度因子 45
3.3.5 粉末法衍射强度 46
习题 46
第4章 多晶体分析方法 47
4.1 粉末多晶体衍射方法及成像原理 47
4.2 粉末照相法 47
4.2.1 德拜衍射花样的埃瓦尔德图解 48
4.2.2 德拜相机 49
4.2.3 德拜-谢乐法实验过程 50
4.2.4 德拜相机的分辨本领 53
4.3 X射线衍射仪 55
4.3.1 X射线衍射仪的构造和几何光学 55
4.3.2 X射线探测器 57
4.3.3 计数测量电路 57
4.4 X射线衍射仪法的测量方法和参数 58
4.4.1 制备样品的方法 58
4.4.2 X射线衍射仪的工作方式 58
4.4.3 实验参数的选择 61
4.5 点阵常数的测定 62
4.5.1 基本原理 62
4.5.2 误差来源 63
4.5.3 消除误差的方法 65
习题 66
第5章 X射线物相分析 68
5.1 定性分析 68
5.1.1 基本原理 68
5.1.2 粉末衍射卡片 69
5.1.3 索引 70
5.1.4 定性分析的过程 71
5.2 定量分析 76
5.2.1 基本原理 76
5.2.2 分析方法 77
5.2.3 其他问题 83
5.3 X射线衍射仪操作流程 85
5.3.1 样品的制备 85
5.3.2 仪器的使用 86
习题 89
第6章 残余应力、晶粒尺寸、位错密度分析 91
6.1 物体内应力的产生和分类 91
6.2 X射线宏观应力测定的基本原理和案例分析 93
6.2.1 基本原理 93
6.2.2 案例分析 97
6.3 宏观应力测定方法 99
6.3.1 同倾法 99
6.3.2 侧倾法 101
6.3.3 样品要求 101
6.3.4 测量参数 103
6.3.5 测试过程 104
6.3.6 X射线法测量残余应力时需注意的问题 108
6.4 晶粒尺寸测量原理及方法 109
6.4.1 半高宽法 110
6.4.2 抛物线法 110
6.4.3 案例分析 112
6.5 位错密度测试原理与方法 113
习题 118
第7章 织构分析 119
7.1 织构基础 119
7.2 织构测试原理与方法 121
7.2.1 极图的测量 121
7.2.2 反极图的测定 126
7.2.3 织构测量的实例 128
习题 133
第8章 X射线光电子能谱分析 134
8.1 X射线光电子能谱仪结构及基本原理 134
8.1.1 X射线光电子能谱仪结构 134
8.1.2 X射线光电子能谱仪基本原理 136
8.2 分析方法 139
8.2.1 元素定性分析 140
8.2.2 元素定量分析 140
8.2.3 化学态分析 141
8.3 分析案例 142
8.3.1 定性分析案例 142
8.3.2 定量分析案例 144
8.3.3 化学态分析案例 146
8.4 X射线光电子能谱仪测试操作 146
习题 152
第9章 三维X射线显微镜 153
9.1 原理与操作方法 153
9.1.1 三维X射线显微镜的结构 155
9.1.2 三维X射线显微镜的基本原理 157
9.1.3 三维X射线显微镜的使用步骤 161
9.1.4 三维X射线显微镜的发展 163
9.2 分析案例 166
9.2.1 形貌表征 166
9.2.2 断裂力学 167
9.2.3 三维晶体结构分析 170
习题 174
参考答案 175
参考文献 193
附录A 原子散射因子在吸收限近旁的减少值？f 194
附录B 质量吸收系数μm=μl/ρ 195
附录C 原子散射因子f 197
附录D 各种点阵的结构因子Fhkl 198
附录E 粉末法的多重性因子Phkl 199
附录F 角因子* 200
附录G * 203
附录H 某些物质的特征温度* 204
附录I 特征X射线的波长和能量表 205