本書介紹X射線物理學基礎、X射線衍射方向和衍射強度、多晶體X射線衍射分析等基本理論知識，在此基礎上介紹當前科學研究中經常使用的各種X射線技術，包括利用X射線衍射技術分析材料的物相、殘余應力、晶粒尺寸、位錯密度、織構等，以及利用X射線光電子能譜分析材料表面元素種類、含量。此外，本書還介紹了近年來基于電子計算機斷層掃描技術發展起來的三維X射線顯微鏡分析方法。
俄羅斯科學院外籍院士，兼任中國材料研究學會鎂合金分會理事、中國鎂合金青年委員會主任。
目錄
前言
第1章 X射線物理學基礎 1
1.1 X射線的歷史 1
1.2 X射線的性質 2
1.3 X射線的產生及X射線譜 4
1.3.1 X射線管 4
1.3.2 連續X射線譜 6
1.3.3 特征X射線譜 8
1.4 X射線與物質的作用 10
1.4.1 X射線的散射 11
1.4.2 X射線的真吸收 11
1.4.3 X射線的衰減 12
1.4.4 吸收限的應用 14
1.5 X射線的防護 16
習題 17
第2章 X射線衍射方向 19
2.1 晶體幾何學簡介 19
2.1.1 晶體結構與空間點陣 19
2.1.2 晶體學指數 20
2.1.3 幾種典型的立方晶系布拉維點陣 21
2.1.4 晶帶、晶面間距、晶面夾角 22
2.2 衍射的概念與布拉格方程 23
2.2.1 衍射的概念 23
2.2.2 X射線在晶體中的衍射 24
2.2.3 布拉格方程的導出 24
2.2.4 布拉格方程的討論 25
2.3 X射線衍射測試方法 26
2.4 倒易點陣與埃瓦爾德圖解 29
習題 31
第3章 X射線衍射強度 33
3.1 多晶體衍射圖譜的形成 33
3.2 單位晶胞對X射線的散射與結構因子 35
3.2.1 結構因子問題的引出 35
3.2.2 結構因子 37
3.2.3 結構因子的計算 40
3.3 多晶體衍射強度 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 溫度因子 45
3.3.5 粉末法衍射強度 46
習題 46
第4章 多晶體分析方法 47
4.1 粉末多晶體衍射方法及成像原理 47
4.2 粉末照相法 47
4.2.1 德拜衍射花樣的埃瓦爾德圖解 48
4.2.2 德拜相機 49
4.2.3 德拜-謝樂法實驗過程 50
4.2.4 德拜相機的分辨本領 53
4.3 X射線衍射儀 55
4.3.1 X射線衍射儀的構造和幾何光學 55
4.3.2 X射線探測器 57
4.3.3 計數測量電路 57
4.4 X射線衍射儀法的測量方法和參數 58
4.4.1 制備樣品的方法 58
4.4.2 X射線衍射儀的工作方式 58
4.4.3 實驗參數的選擇 61
4.5 點陣常數的測定 62
4.5.1 基本原理 62
4.5.2 誤差來源 63
4.5.3 消除誤差的方法 65
習題 66
第5章 X射線物相分析 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 定性分析的過程 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 其他問題 83
5.3 X射線衍射儀操作流程 85
5.3.1 樣品的制備 85
5.3.2 儀器的使用 86
習題 89
第6章 殘余應力、晶粒尺寸、位錯密度分析 91
6.1 物體內應力的產生和分類 91
6.2 X射線宏觀應力測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 宏觀應力測定方法 99
6.3.1 同傾法 99
6.3.2 側傾法 101
6.3.3 樣品要求 101
6.3.4 測量參數 103
6.3.5 測試過程 104
6.3.6 X射線法測量殘余應力時需注意的問題 108
6.4 晶粒尺寸測量原理及方法 109
6.4.1 半高寬法 110
6.4.2 拋物線法 110
6.4.3 案例分析 112
6.5 位錯密度測試原理與方法 113
習題 118
第7章 織構分析 119
7.1 織構基礎 119
7.2 織構測試原理與方法 121
7.2.1 極圖的測量 121
7.2.2 反極圖的測定 126
7.2.3 織構測量的實例 128
習題 133
第8章 X射線光電子能譜分析 134
8.1 X射線光電子能譜儀結構及基本原理 134
8.1.1 X射線光電子能譜儀結構 134
8.1.2 X射線光電子能譜儀基本原理 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 化學態分析 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 化學態分析案例 146
8.4 X射線光電子能譜儀測試操作 146
習題 152
第9章 三維X射線顯微鏡 153
9.1 原理與操作方法 153
9.1.1 三維X射線顯微鏡的結構 155
9.1.2 三維X射線顯微鏡的基本原理 157
9.1.3 三維X射線顯微鏡的使用步驟 161
9.1.4 三維X射線顯微鏡的發展 163
9.2 分析案例 166
9.2.1 形貌表征 166
9.2.2 斷裂力學 167
9.2.3 三維晶體結構分析 170
習題 174
參考答案 175
參考文獻 193
附錄A 原子散射因子在吸收限近旁的減少值？f 194
附錄B 質量吸收系數μm=μl/ρ 195
附錄C 原子散射因子f 197
附錄D 各種點陣的結構因子Fhkl 198
附錄E 粉末法的多重性因子Phkl 199
附錄F 角因子* 200
附錄G * 203
附錄H 某些物質的特征溫度* 204
附錄I 特征X射線的波長和能量表 205
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