多晶X射线衍射技术与应用
《多晶X射线衍射技术与应用》凝聚了北京大学江超华教授五十多年在多晶X射线衍射技术开发、设备研制与实际应用方面的丰富经验。本书内容深入浅出、实用性强，对从事化学、化工、材料科学、矿物冶金等领域中固态物质材料分析的研究人员，以及一线粉末衍射分析技术人员在仪器调试与技能提升方面具有重要参考价值。强烈推荐作为行业初学者的入门指南和实操手册，同时也适用于仪器制造商及相关机构作为专业培训教材。
图书目录1 绪论 1
0.1 X射线衍射分析法是探索物质微观结构的基础实验手段 1
0.2 物质特性与其内部结构密切相关 2
0.3 多晶（粉末）X射线衍射分析技术的广泛应用 2
参考文献 6
第1章 X射线基础理论 7
1.1 X射线基本特性概述 7
1.2 X射线的产生机制 10
1.3 X射线谱分类 11
1.3.1 连续光谱 12
1.3.2 特征光谱 13
1.3.3 X射线管工作条件选择 16
1.4 物质对X射线的衰减规律 17
1.4.1 衰减基本公式 17
1.4.2 质量吸收系数 18
1.4.3 X射线的光电效应 20
1.4.4 吸收特性在X射线实验中的应用 21
1.5 X射线的散射现象 22
1.5.1 相干散射 22
1.5.2 非相干散射 23
1.6 X射线强度检测技术综述 24
1.6.1 荧光板检测 24
1.6.2 照相记录方法 25
1.6.3 单点检测器 25
1.6.4 固体阵列检测器 29
1.6.5 位敏正比计数器 30
1.6.6 成像板技术 30
1.6.7 数字化X射线成像进展 31
1.7 X射线安全防护要点 32
参考文献 33
第2章 晶体学基本原理 34
2.1.1 晶体的基本特征 34
2.极速赛车开奖直播1.2 点阵结构理论 36
2.1.3 晶体对称性与晶系划分 40
2.1.4 晶胞概念与选择 43
2.1.5 晶体学空间群和点群简介 46
2.1.6 晶体外形研究 47
2.1.7 实际晶体与晶格缺陷分析 48
2.2 晶体对X射线的衍射原理 54
极速赛车开奖直播2.2.1 衍射方向确定 55
2.2.2 衍射强度计算 58
2.2.3 衍射线峰形特征 61
2.3 准晶体的衍射特性 64
2.3.1 准晶体简介 64
2.3.2 准晶体衍射模式 65
参考文献 65
第3章 多晶X射线衍射仪详解 66
3.1 X射线衍射仪器概述 66
3.1.1 两种多晶衍射几何配置 67
3.1.2 X射线多晶衍射记录方法比较 69
3.1.3 X射线源类型与选择 75
3.1.4 单色化技术 79
3.1.5 X射线光学元件功能 82
3.2 X射线多晶衍射仪组成 83
3.2.1 仪器整体结构 83
3.2.2 X射线发生器原理 83
<极速赛车开奖直播p>3.2.3 测角仪工作机制 843.2.4 X射线强度测量系统 90
3.2.5 衍射数据采集与分析系统 93
3.2.6 样品台与附件介绍 95
3.3 多晶粉末衍射数据库与软件工具 95
参考文献 96
第4章 粉末X射线衍射图获取方法 98
4.1 样品制备与制片技术 98
4.1.1 粉末粒度要求 99
4.1.2 样品试片平面制备 100
4.1.3 试片厚度控制 101
4.1.4 制样技巧分享 102
4.1.5 制样要点总结 104
4.2 数据收集策略 105
4.2.1 实验波长选择原则 105
4.2.2 扫描参数优化 106
4.2.3 实验条件选择示例与总结 110
4.3 粉末衍射图初步检查方法 112
参考文献 114
第5章 粉末X射线衍射数据处理 115
5.1 粉末X射线衍射图特征数据提取 115
5.1.1 衍射数据构成 115
5.1.2 衍射峰位确定方法 116
5.1.3 衍射峰强度表示 118
5.1.4 衍射线峰形参数 119
5.2 粉末衍射峰位与强度数据提取技术 120
5.2.1 图谱平滑处理 121
5.2.2 背景扣除与弱峰识别 123
5.2.3 Kα2衍射分离方法 125
5.2.4 平滑二阶导数法自动峰位读取 128
5.2.5 峰处理流程设计 130
参考文献 131
第6章 粉末X射线衍射数据不确定度分析 132
6.1 测量不确定度概念 132
6.1.1 测量评价方法演进 132
6.1.2 测量不确定度与误差区别 134
6.2 衍射角测量系统误差及修正 137
6.2.1 几何因素引起的误差 137
6.2.2 测角仪机械误差 140
6.2.3 物理因素引入的误差 141
6.2.4 粉末衍射角实验值修正方法 143
6.3 粉末衍射仪衍射角测量不确定度评定 147
6.3.1 不确定度来源分析 147
6.3.2 各不确定度分量评定 148
6.3.3 衍射角合成不确定度计算 150
6.4 衍射强度测量误差与不确定度 150
6.4.1 概述 150
6.4.2 计数损失与修正 151
6.4.3 强度测值统计涨落分量 152
6.4.4 粉末衍射强度不确定度评定 155
6.4.5 数据运算中不确定度传递 156
6.5 粉末X射线衍射图谱品质指数 157
6.6 多晶衍射仪验收与性能评估 158
6.6.1 问题背景 158
6.6.2 衍射角校准标准物质 159
6.6.3 衍射强度校准标准物质 161
6.6.4 衍射仪性能指标评估方法 163
6.极速赛车开奖直播6.5 仪器运行状态质量控制 165
参考文献 166
第7章 X射线衍射物相定性分析详解 168
7.1 物相定义 168
7.2 物相分析含义 169
7.3 分析方法依据 170
7.3.1 基本原理 170
7.3.2 粉末衍射图数据库介绍 171
7.3.3 PDF-2粉末衍射卡内容解析 173
7.4 参考衍射图检索与匹配技术 177
7.4.1 参考衍射图检索方法 177
7.4.2 图卡比对策略 178
7.4.3 匹配判定要点 183
7.5 《MDI Jade》XRD图谱处理与检索匹配 188
7.5.1 基于峰形的检索匹配步骤 188
7.5.2 物相检索结果输出解读 192
7.6 检索匹配结论不确定性分析 195
7.7 物相检索匹配实例演示 197
7.8 未知物相鉴定方法 极速赛车开奖直播201
7.8.1 两种常见情况 201
7.8.2 物相结构测定一般流程 202
7.8.3 粉末衍射图指标化方法 203
7.8.4 未知相晶体结构类型确定 205
7.8.5 新标准衍射数据卡建立 206
7.9 异常衍射图例分析 206
参考文献 208
第8章 X射线衍射物相定量分析技术 209
8.1 衍射强度与物相组成关系 209
8.2 比强度法应用 211
8.2.1 内标方程与比强度（K值） 211
8.2.2 外标方程与外标法 213
8.2.3 参考比强度数据库建立 214
8.2.4 应用实例解析 217
8.3 无标样法实现途径 219
8.3.1 方法基本原理 219
8.3.2 样间同相消约无标样法 220
8.3.3 内标消约无标样法 223
8.3.4 样内异相消约无标样法 224
8.4 外标消约无标样定量法 226
8.4.1 方法原理阐述 226
8.4.2 定量参数（Ksj、μjs）测定 229
8.4.3 样品含量分析步骤 231
8.4.4 外标消约增量法介绍 234
8.5 特殊定量方法 234
8.5.1 吸收-衍射直接定量法 234
8.5.2 微量直接定量分析方法 235
8.5.3 Compton散射校正法 237
8.6 衍射全谱拟合物相分析法 237
8.6.1 理论依据 237
8.6.2 全谱拟合技术要点 238
8.6.3 基于已知晶体结构的全谱拟合 240
8.6.4 基于物相纯态标准谱的全谱拟合 241
8.7 分析策略与衍射定量方法构建 242
8.7.1 分析策略概念 242
8.7.2 内标消约法实施 244
8.7.3 外标消约法应用 244
8.7.4 样内异相消约法操作 245
8.7.5 样间同相消约法流程 245
8.7.6 样间异相消约法步骤 246
8.7.7 归并c值法介绍 246
8.7.8 理论计算K值法 247
8.8 衍射定量实验关键技术 247
8.8.1 一般注意事项 248
8.8.2 样品制备要求 249
8.8.3 实验条件选择建议 250
8.8.4 衍射峰“净”强度获取 250
8.8.5 全谱拟合方法实验要求 251
8.9 定量分析结果不确定度与检出限 254
8.9.1 定量分析结果不确定度评估 254
8.9.2 物相检出限确定方法 257
8.10 非晶质相定量分析 259
8.10.1 非晶质含量估算方法 259
8.10.2 差值法测定非晶质含量 260
8.10.3 结晶度测定技术 261
参考文献 264
第9章 晶胞参数精确测定与应用 266
9.1 总体考虑因素 266
9.1.1 高角度衍射峰选用 266
9.1.2 峰位测定方法比较 268
9.1.3 衍射图获取方法选择 268
9.2 系统误差消除策略 269
9.2.1 图解外推法 269
9.2.2 柯亨最小二乘法应用 270
9.2.3 线对法介绍 273
9.2.4 内标法操作 273
9.3 精确晶胞参数实际测量步骤 273
9.3.1 仪器调整与校验 274
9.3.2 样品制备规范 274
9.3.3 测量过程控制 274
9.3.4 结果计算处理 275
9.4 精确晶胞参数应用领域 275
9.4.1 固溶体类型研究 275
9.4.2 固溶体与类质同象矿物成分测定 277
9.4.3 X型、Y型分子筛SiO2/Al2O3比测定 280
9.4.4 固溶度测定方法 282
9.4.5 晶体有序-无序结构表征 283
9.4.6 晶体性质数据测定 285
9.4.7 金属材料宏观应力测量 285
参考文献 287
第10章 峰形分析技术与应用 288
10.1 概述 288
10.2 衍射线实测峰形与真实峰形关系 289
10.2.1 卷积概念介绍 289
10.2.2 实测峰形数学表达 291
10.2.3 其他影响因素及修正 291
10.3 真实峰形提取技术 292
10.3.1 Fourier变换解卷积方法 292
10.3.2 迭代法解卷积实现 294
10.4 峰形宽化分析方法 294
10.4.1 真实峰形积分宽计算 294
10.4.2 两种宽化效应关系 295
10.4.3 峰形宽化分析方法分类 296
10.5 近似函数法在峰形宽化分析中的应用 297
10.5.1 应用步骤详解 297
10.5.2 真实峰形积分宽度求取 297
10.5.3 峰形近似函数选择原则 299
10.6 衍射线真实峰形数据应用场景 300
10.6.1 Scherrer公式再探讨 301
10.6.2 微观应力测定技术 302
10.6.3 两种宽化效应共存情况处理 303
10.6.4 《MDI Jade》晶粒大小与应变估算功能 304
10.6.5 “球”模型应用 307
10.6.6 黏土矿物结构缺陷表征方法 313
参考文献 321
附录部分 323
附录1 μt=1和衍射强度衰减为10%时试样厚度计算值 323
附录2 常见矿物质量吸收系数μ（CuKα） 324
附录3 晶面间距与点阵参数关系表 325
附录4 多晶（粉末）衍射强度计算公式 326
附录5 X射线衍射分析用X射线管特征波长及相关数据 330
附录6 立方晶系衍射指标表 331
附录7 Si粉末试样衍射仪衍射角测值2θ系统误差数据 332
附录8 衍射分析常用参考物质衍射数据 333
附录9 常见矿物RIR（K值）表 343
附录10 黏土矿物结构分类表 344
附录11 测量不确定度报告与表示规范 345
附录12 X射线晶体学资料及数据库资源简介 347
序言多晶衍射技术是对晶态物质组成、结构和存在状态进行分析的关键方法。其突出优势包括：第一，样品用量少、制备简便，适用领域广泛；第二，属于非破坏性分析技术，测试过程中通常不会造成样品化学损伤，测试后样品可继续用于其他研究；第三，仪器设备持续升级，分析方法易于掌握，一般应用不要求操作者具备高深理论背景，便于推广。多晶衍射技术已广泛应用于工业产品、化学制品、医药材料、电路板、焊接点、地质样品、水泥混凝土等分析，甚至在名画颜料成分分析、犯罪现场取证等领域发挥重要作用。在化学、物理学、矿物学、地质学、材料科学、生物学、医药学、考古学乃至刑事侦查、商品检验等现代技术及国民经济各领域，如能源、交通、通信、航空、航天、军工、环保、健康等方面都具有重要价值。
江超华教授作为北京大学教授级高级工程师，长期从事多晶衍射技术研究与教学工作，历时超过五十年，涵盖仪器研发、分析测试、人才培养、教材编写等多个方面，是该领域的权威专家。
20世纪80年代，江教授曾撰写《多晶X射线衍射仪实验技术基础》作为衍射仪用户培训教材。因其简明实用、篇幅精炼，深受读者欢迎。热心读者还将该书转化为PDF格式广泛传播。应化学工业出版社邀请，江教授在原有基础上增补了大量新技术内容，秉持“简明而不失深度，实用且注重理论”的原则，完成了本书的撰写。
全书内容由浅入深，在介绍X射线物理基础、强度检测技术及其发展、晶体与晶体衍射理论知识的基础上，重点阐述了X射线衍射仪器及多晶衍射仪原理，详细讨论了如何获取准确衍射数据、评估数据可靠性及仪器状态等实验技术问题。随后在物相分析、晶面间距或晶胞参数精确测定以及峰形分析三个方面深入介绍了多晶衍射数据的实际应用，并列举了相关实例和已发布的多晶衍射测试标准方法。
这是一部系统介绍多晶衍射实验技术的优秀著作。全书既注重理论概念的准确清晰，更强调如何通过仪器方法（包括相关软件）实现分析测试目标。书中还隐含一条重要主线：科学发现依赖于可靠实验数据，而获得准确数据的基础在于对方法原理的正确理解与实验条件的精准掌控。例如，书中讲述了关于物质自发单层分散现象发现的过程（第8章关于衍射分析检出限的讨论），极具启发性。
欣见作者此书出版，认为非常适合多晶衍射仪使用者需求，也可供希望运用该技术的人士参考，特此作序推荐。
2013年6月16日于北大中关园
参考资料 >
标签： 多晶衍射图样 多晶x射线衍射原理 多晶衍射射线的特点
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