具体描述
内容提要
本书介绍了晶体学和X射线衍射基本原理，现代衍射仪设备
及实验技术，国内外厂家新近生产的衍射仪产品，以及常用X射
线衍射方法等。
编写时力求介绍国内外新的技术、方法、设备及其发展，也着
眼于X射线衍射技术的实际应用与推广、普及。
本书除适合于X射线衍射技术应用工作者使用外，还适合于
金属物理、金属学、材料、冶金、机械、地质、矿物、陶瓷、建材、化工、
汽车、纺织、铁路、硅酸盐、环保、药物、耐火材料、高分子材料、考
古、电子陶瓷等专业有关工程、科技人员和大专院校有关专业师生
参考。
作者简介
目录信息
1X射线衍射基本原理
1.1衍射计算中常用的晶体学表示方法
1.1.1晶体、晶轴及晶面指数
1.1.2倒易矢量及倒易点阵
1.1.3反射球
1.1.4晶系
1.1.5晶体的对称性
1.1.6点群
1.1.7布拉维点阵
1.1.8空间群
1.1.9晶面间距的计算
1.1.10晶带
1.2原子对X射线的散射
1.2.1单个自由电子对X射线的散射
1.2.2n个电子的散射及复数计算法
1.2.3一个原子的X射线的散射
1.3小晶体的散射
1.3.1小晶体的散射强度
1.3.2三个劳厄方程式
1.3.3布拉格衍射的结构因子
1.3.4热振动对小晶体散射强度的影响
1.4衍射线的积分强度
1.4.1小单晶体衍射的积分强度
1.4.2面积稍大的不完整晶体的积分强度
1.4.3粉末样品衍射的积分强度
参考文献
2现代X射线衍射仪系统及实验技术
2.1概述
2.2X射线源――种类及性能要求
2.2.1X射线源的稳定性
2.2.2X射线源的强度
2.2.3光谱纯净度及单色性
2.2.4X射线源的适用性
2.3测角仪
2.3.1测角仪结构及布拉格－布伦塔诺聚焦原理
2.3.2狭缝系统及几何光学
2.3.3测角仪的调整
2.4探测器与记录系统
2.4.1正比计数器
2.4.2位置灵敏计数器
2.4.3平面位敏计数器
2.4.4闪烁计数器
2.4.5Si（Li）半导体固态探测器
2.4.6前置放大器和主放大器及脉冲成形器
2.4.7单道脉冲分析器
2.4.8多道脉冲分析器
2.4.9定标器
2.4.10速率计
2.4.11探测器扫测方式及参数
2.4.12X射线衍射能量色散测量
2.5衍射仪的自动化
2.5.1高压和管流的控制
2.5.2测角仪自动调整，试样和狭缝的自动变换
2.5.3自动测量、数据收集和处理
2.5.4各种衍射应用程序和数据库
2.5.5故障诊断的现代化
2.6衍射仪考核检定及验收
2.6.1衍射仪综合稳定度
2.6.2高压及管流稳定度
2.6.3测角仪测角准确度、重复精度及仪器分辨率
2.6.4探测器的相对半高宽
2.6.5计算机硬件
2.6.6计算机软件和应用衍射软件
2.6.7各种衍射仪附件
2.6.8其它有关装置和附件
2.7实验测量技术
2.7.1实验参数的选择及其对粉末衍射花样的影响
2.7.2强度、峰位、线形的测量
2.8国内外一些厂家X射线衍射仪产品软、硬件简介
2.8.1北京大学仪器厂产品BDX系列X射线衍射仪产品简介
2.8.2美国布鲁卡尔（BRUKER）公司D8ADVANCEX射线衍射仪简介
2.8.3荷兰菲利浦（Philips）公司X射线衍射仪产品简介
2.8.4德国西门子（Siemens）公司X射线衍射仪产品简介
2.8.5日本理学公司X射线衍射仪产品简介
2.9衍射仪的选购、实验室注意事项及安全防护
2.9.1衍射仪的选购
2.9.2实验室注意事项
2.9.3X射线安全防护
参考文献
3定性相分析
3.1引言
3.2定性相分析的理论基础
3.3粉末衍射文件PDF
3.3.1粉末衍射文件（PDF）卡片的新老格式
3.4JCPDS粉末衍射文件数据的磁盘、磁带及光盘
3.5索引和检索手册
3.5.1哈纳瓦特数值索引
3.5.2芬克数值索引
3.5.3字母索引
3.5.4其他索引
3.6定性相分析的一般步骤
3.6.1制样
3.6.2测量d和I值
3.6.3手工检索未知相的PDF卡片
3.6.4定性相分析的计算机自动检索
参考文献
4定量相分析
4.1引言
4.2基本原理
4.3外标法
4.3.1各相为同素异构的多晶型物相组成的待测试样
4.3.2待测试样中各相的质量吸收系数不同
4.4内标法
4.5基体冲洗法（K值法）
4.5.1原理
4.5.2K值的转换
4.5.3K值法国家标准
4.6绝热法
4.6.1原理
4.6.2Ki值的求法
4.6.3绝热法的优缺点
4.7直接比较法
4.7.1原理
4.7.2应用――残余奥氏体和钢材表层氧化铁体积分数的测定
4.7.3Ri值的计算
4.8无标法
4.8.1原理
4.8.2无标法的优缺点
4.9国内定量相分析方法研究成果简介
4.9.1联立方程法
4.9.2普适无标法
4.9.3回归求解法
4.9.4最优化计算法
参考文献
5线形分析方法
5.1线形宽化分析的积分宽度法
5.2Ka1及.Ka2双重线的分离
5.3线形近似函数的选择
5.4从B0值求物理宽度β值
5.5从β值进行亚晶细化宽度m及点阵畸变宽度n的分离
5.5.1亚晶细化与线形宽化效应的关系―一谢乐公式
5.5.2点阵畸变与其宽化效应的关系
5.5.3β与m及n的关系式
5.5.4亚晶细化与点阵畸变宽化效应的图解分离法
5.5.5伏格脱函数法
5.6积分宽度法中的测算误差问题
5.6.1谱线宽度测量对于物理宽度β的影响
5.6.2M1及N1分离中的误差
5.6.3实验条件的讨论
5.7线形宽化分析的傅氏级数法
5.7.1实测线形的傅氏级数展开法
5.7.2粉末样品的衍射本领表达式
5.7.3形变金属衍射谱线宽化傅氏级数分析法
5.8傅氏级数法中亚晶细化与点阵畸变宽化的分离
5.8.1傅氏系数的分离
5.8.2An系数的诠释
5.3.3“弯钩”效应问题
5.9方差分析法
5.9.1谱线方差的测定
5.9.2亚晶细化引起的方差
5.9.3点阵畸变引起的方差
5.9.4方差分析方法举例
附录 伏格脱函数法2w/β，w及βg/β数值表
参考文献
6层错率及位错分布的测定
6.1面心立方（FCC）金属中形变层错及孪生层错率的测定
6.1.1FCC金属中的形变层错及孪生层错
6.1.2晶体衍射强度的计算
6.1.3衍射强度与层错率的关系
6.1.4衍射本领观察值与层错率的关系
6.1.5形变层错率与峰巅位移的关系
6.1.6层错引起的线形宽化问题
6.1.7孪生层错与线形不对称的关系
6.2六方密堆（HCP）金属中形变层错及孪生层错的测定
6.3体心立方（BCC）金属中形变层错及孪生层错的测定
6.4位错分布的测定
6.5维尔根斯理论
6.5.1定义
6.5.2线形强度I（S）及其傅氏变换A（n）
6.5.3n组有限混乱分布螺型位错的A（n）求解
6.5.4A（n）表达式的推广
6.5.5A（n）及I（S）的归一化处理
6.6王煜明分析方法
6.6.1多晶样品线形分析
6.8.2标准曲线绘制
6.6.3从p“及M”特征值求p及M
6.6.4HCP及BCC金属的分析方法及标准曲线
6.6.5位错偶规则分布模型的分析方法
6.6.6计算机数据处理步骤
6.6.7线形分析数据与材料力学性能的联系
6.7线形精确化方法
参考文献
7织构的测定
7.1织构定义
7.2织构类型
7.3织构的表示方法
7.3.1晶体学指数表示法
7.3.2直接极图表示法
7.3.3反极图表示法
7.3.4三维取向分布函数（Orientationdistributionfuction）表示法
7.4直接极图测定方法及织构判定
7.4.1（Schulg）反射法
7.4.2透射法
7.4.3完整极图的绘制
7.4.4织构的判定
7.4.5取向比例指数的确定
7.5反极图及其测定
7.5.1反极图定义及反极图表示法
7.5.2反极图的测绘
参考文献
8晶粒取向分布函数分析方法
8.1晶粒取向分布函数
8.1.1晶粒取向表示法
8.1.2晶粒取向分布函数
8.1.3取向分布函数与极图的关系
8.2从完整极图计算ODF
8.2.1两个级数系数之间的关系
8.2.2用实函数表示的ODF级数
8.3对称性在计算中的简化作用
8.3.1弗里德耳定律的影响
8.3.2晶体结构对称性对Wmn的影响
8.3.3晶粒取向统计分布的影响
8.3.4旋转一反演对称对Wlmn的制约
8.4关于ODF测算中的误差及提高其准确度的方法
8.4.1测算中的误差问题
8.4.2提高ODF准确度的方法
8.5ODF的测算步骤、表示方法及其与（hkl）［uvw］的关系
8.5.1ODF测算步骤要点
8.5.2ODF的表示方法
8.5.3取向空间坐标与（hkl）［uvw］的对应关系
8.6从不完整极图计算ODF
8.6.1邦厄方法的原理
8.6.2计算ODF的二步法
8.7关于完整ODF的探讨
8.7.1单晶衍射法
8.7.2零区法
8.7.3反常散射法
8.7.4织构组分拟合法
8.8从ODF计算极图和反极图
8.8.1计算极图
8.8.2计算反极图
8.8.3最大熵方法计算反极图
8.9材料宏观各向异性的计算
附录 立方系各WLmn之间的关系
参考文献
9宏观应力的测定
9.1引言
9.2弹性应力和应变的关系
9.3X射线测定表面应力的原理
9.3.1X射线应力测定计算公式的推导
9.3.2试样表面应力状态的确定
9.3.3X射线波长及衍射晶面的选择
9.4Ψ角的选择及应力的计算
9.4.1双入射法（0°～45°法）
9.4.2单入射法
9.4.3sin2Ψ法
9.4.4用最小二乘法计算2θ－sin2Ψ关系的最佳斜率
9.5应用衍射仪测定应力的方法
9.5.1半聚焦法
9.5.2平行光束法
9.6侧倾法应力测量
9.6.1有倾角侧倾法
9.6.2无倾角侧倾法
9.6.3侧倾法实验装置
9.6.4侧倾法应力测量的特点
9.7X射线宏观应力常数
9.7.1关于X射线应力常数的若干讨论
9.7.2X射线应力常数的标定方法
9.8X射线应力测量举例及若干实际问题
9.8.1X射线宏观应力测量举例
9.8.2复杂形状部件的应力测量
9.8.3X射线应力测量实际工作中的若干误差问题
9.8.42θ－sin2Ψ的非线性关系问题
附录1常用金属材料X射线宏观应力测定中的有关常数
附录2常用金属材料应力测定中的di数值表
参考文献
10晶体点阵常数的精确测定
10.1基本原理
10.1.1精确测定点阵常数的基本原理
10.1.2误差简介
10.2德拜－谢乐照相法的系统误差
10.2.1相机半径误差
10.2.2底片伸缩误差
10.2.3试样偏心误差
10.2.4试样吸收误差
10.2.5光束水平发散误差与吸收误差
10.2.6光束垂直发散误差
10.2.7系统误差的外推函数
10.2.8图解外推法消除系统误差
10.2.9用精密实验技术消除误差
10.2.10用柯亨法（最小二乘法）消除误差
10.3用衍射仪精确测定点阵常数
10.3.1主要误差种类及分析
10.3.2多晶体点阵常数的实际测量
10.4实际应用
10.4.1合金固溶体中溶质元素固溶极限的测定――点阵常数法
10.4.2钢中马氏体和奥氏体的碳含量测定
10.4.3宏观残余应力测定
参考文献
11晶体定向
11.1乌里夫网、极点位置及晶面夹角的确定
11.1.1乌里夫网
11.1.2极点位置及其夹角的确定
11.2格伦宁格尔图尺
11.3用背反射劳厄法进行晶体定向
11.3.1劳厄斑点与其极射赤面投影极点间的几何关系
11.3.2背反射劳厄斑点转为极射赤面投影的极点
11.3.3极点的密勒指数标定
11.4用透射劳厄法进行晶体定向
11.5用衍射仪法进行晶体定向
11.6劳厄定向法的一些应用
11.6.1晶粒取向硅钢片高斯织构的测定
11.6.2晶体定向安装及对称性的测定
11.6.3滑移面（或孪生面）指数的测定
11.6.4滑移方向和孪晶对称类型的确定
参考文献
12织构测定技术的应用举例
12.1引言
12.2深冲汽车板织构
12.2.1塑性应变比r值和应变硬化指数n值
12.2.2织构与r值和深冲性能的关系
12.3含钦深冲汽车薄钢板的织构
12.4含铝低碳深冲汽车薄钢板
12.5低碳含磷高强度深冲钢板的织构
12.6易拉罐用深冲薄钢板与铝板织构
12.6.1易拉罐用镀锡深冲薄钢板的织构
12.6.2易拉罐用深冲铝板的织构
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
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用户评价
对于《X射线衍射技术及设备》这本书，我最大的感受是其前瞻性和技术深度。它不仅仅停留在对现有技术的介绍，而是对未来发展趋势进行了深入的探讨。书中关于同步辐射源在X射线衍射中的应用，让我大开眼界。作者详细解释了同步辐射的特点，例如其高亮度、连续谱以及快速扫描能力，并详细阐述了这些特点如何使得在极短时间内获取高质量衍射数据成为可能，以及在原位、动态研究等复杂实验场景下的优势。尤其是在介绍晶体结构解析方面，书中结合了同步辐射源的优势，阐述了如何利用更少的样品量，甚至是在极端条件下，完成复杂的结构解析任务。另外，书中对于“智能”X射线衍射设备的发展方向，也进行了非常有价值的展望。例如，自动化样品更换系统、机器学习辅助的数据分析方法，以及在线实时监测技术等。这些内容让我看到了XRD技术在未来自动化和智能化生产中的巨大潜力。对于希望站在技术前沿，了解XRD领域未来发展方向的研究者和工程师来说，这本书提供了宝贵的洞察。它不仅仅是一本技术手册，更是一份对未来的预判。
评分这本书《X射线衍射技术及设备》给我的感觉是，它非常注重实践操作层面的细节。我以前总觉得XRD操作很复杂，可能需要很高的专业背景才能上手，但看了这本书后，感觉有了明确的指导。书中在介绍不同仪器的操作流程时，非常细致，几乎是手把手教学。比如，在讲解样品放置和对准时，作者就强调了样品平整度的重要性，以及如何通过目镜或软件辅助来完成样品的精确定位，避免因为样品位置偏差导致的测量误差。关于衍射仪的校准和维护，书中也给出了非常实用的建议，比如定期检查X射线管的功率和稳定性，以及如何进行衍射仪的零点校准和衍射臂的平行度校准。这些操作细节对于保证测量数据的准确性和可靠性至关重要。我还注意到书中对各种实验参数的解释，比如扫描速度、步长、管压、管流等，都给出了明确的指导，并解释了这些参数如何影响衍射谱的质量和信息的丰富程度。这对于初学者来说，能够帮助他们少走弯路，更快地掌握仪器的使用方法。此外，书中关于数据处理和分析的部分，也介绍了一些常用的软件操作技巧，让整个数据处理流程更加清晰易懂。
评分这本书《X射线衍射技术及设备》，虽然名字听起来很专业，但读起来却意外地流畅。我原本以为会充斥着晦涩难懂的公式和枯燥的图表，没想到作者的叙述方式很贴近实际应用。它没有直接上来就讲复杂的晶体学理论，而是从“为什么要做X射线衍射”这个问题入手，阐述了其在确定物质结构、分析晶体缺陷、测量晶粒尺寸等方面的广泛用途。书中列举了许多不同行业（如制药、地质、冶金）的案例，用实际的应用场景来解释衍射技术的重要性，这让我这个非专业人士也能感受到这项技术的价值。例如，在介绍药物晶型分析时，书中就详细说明了为什么不同晶型的药物在生物利用度上会有差异，而XRD是如何帮助区分和控制这些晶型的，这对于理解制药行业对产品质量的要求非常有启发。此外，书中对于衍射谱图的解读部分，也做得相当到位。它不是简单地告诉你一个峰代表什么，而是通过对比不同样品衍射谱的变化，来展示如何从谱图信息中提取有用的数据，比如如何通过峰位偏移来判断固溶体是否形成，或者如何通过峰宽来估算晶粒大小。这些都让我觉得，这本书不仅是在介绍技术，更是在传授一种分析思维。
评分最近有幸拜读了《X射线衍射技术及设备》一书，作为一名长期从事材料表征的工程师，我一直深耕于XRD领域，所以这本书对我来说，更像是一次系统性的回顾和精进。书中对于各种衍射仪器的介绍，可以说是非常详尽且实用。它不仅仅列举了各种型号的衍射仪，更重要的是，深入剖析了不同仪器在设计上的差异以及这些差异如何影响实验的性能。例如，在介绍聚焦Bragg-Brentano几何结构时，作者详细解释了其在高角度精度方面的优势，以及在薄膜样品分析中的应用局限性。而对于其他几何结构，如平行光束法，则着重强调了其在样品表面敏感性方面的特点。我特别欣赏书中对于探测器原理的细致讲解，从传统的闪烁探测器，到后来的半导体探测器，再到最新的像素阵列探测器，书中都给出了它们的响应机制、优缺点以及在不同实验条件下的适用性。这一点对于我优化实验参数、选择合适的探测器以获得最佳数据质量至关重要。此外，书中关于真空系统、温控附件、高压附件等辅助设备的介绍，也让我对一个完整的XRD系统有了更全面的认识，这些细节往往决定了实验能否在极端条件下进行，以及数据的可靠性。对于书中关于仪器维护和故障排除的章节，我更是觉得受益匪浅，很多日常工作中遇到的问题，都能在这里找到潜在的解决方案。
评分刚拿到这本《X射线衍射技术及设备》，我本来对这个领域是完全陌生的。翻开第一页，就被书中系统性的讲解深深吸引。作者从X射线的产生原理讲起，细致地解释了如何通过激发靶材来产生不同能量的X射线，并详细介绍了各种X射线源的优缺点，比如阳极靶的材质选择、聚焦方式等等，这让我这个初学者也能大概理解X射线是如何“制造”出来的。接着，书中进入了核心部分——衍射。作者用大量图示和简洁的语言，把布拉格定律这个看似抽象的物理学概念讲得非常透彻。我尤其喜欢书中对衍射花样形成过程的模拟图，从晶体内部原子排列，到X射线束与原子层的相互作用，再到最终在探测器上形成斑点，每一步都清晰可见。而且，书中还详细对比了不同晶体结构的X射线衍射图谱特征，这对于初步判断材料的晶体类型非常有帮助。我一直在想，如果将来有机会接触到实际的衍射实验，这本书提供的理论基础一定能让我事半功倍。书中还提到了一些初步的样品制备方法，虽然不是重点，但对于理解实验的可行性提供了很好的指导。总的来说，这本书的理论深度和清晰度都做得很好，尤其适合像我这样想要入门X射线衍射领域，但又缺乏系统知识的读者。它没有一开始就抛出复杂的公式，而是循序渐进，让人感觉学习过程是可控的。
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