第一篇X射线衍射分析

第1章晶体学基础 4

1.1晶体与非晶体 4

1.2空间点阵和晶胞 5

1.3七大晶系与14种布拉菲点阵 5

1.4点群与空间群 6

1.5晶向指数和晶面指数 7

1.5.1晶向指数 7

1.5.2晶面指数 7

1.5.3金属晶体中3种典型的晶体

结构 9

1.6晶带、晶面间距和晶面夹角 10

1.6.1晶带 10

1.6.2晶面间距 11

1.6.3晶面夹角 11

习题 12

第2章X射线的性质及X射线的产生 13

2.1X射线的性质 13

2.2X射线的产生 14

2.2.1X射线管 14

2.2.2X射线管工作条件的确定 15

2.3X射线光谱 17

2.3.1连续光谱 17

2.3.2特征光谱 18

习题 20

第3章X射线与物质的相互作用 21

3.1X射线的散射效应 21

3.1.1相干散射 22

3.1.2非相干散射 22

3.1.3散射系数 23

3.2X射线的吸收 23

3.2.1光电效应 23

3.2.2X射线的衰减规律与吸收

系数 23

3.2.3实验波长的选择 25

3.2.4X射线的单色化 26

习题 27

第4章X射线衍射基本理论 28

4.1X射线衍射几何条件 28

4.1.1劳埃方程 28

4.1.2布拉格方程 29

4.2衍射强度 32

4.2.1一个电子对X射线的衍射 33

4.2.2一个原子对X射线的散射 34

4.2.3一个晶胞对X射线的散射 36

4.2.4理想小晶体的衍射强度 39

4.2.5实际小晶粒的衍射强度 40

4.2.6影响多晶体衍射的其他因子 40

4.2.7多晶体的衍射线强度 43

习题 44

第5章X射线的检测 45

5.1X射线的检测 45

5.1.1荧光板 45

5.1.2照相方法 45

5.1.3正比计数管 45

5.1.4NaI(Tl)闪烁计数管 46

5.1.5固体检测器 47

5.1.6位敏正比计数管 48

5.1.7成像屏 48

5.1.8X射线电视 49

5.2X射线衍射分析方法 49

5.2.1多晶体和粉末材料衍射

方法 50

5.2.2单晶X射线衍射分析研究 57

习题 60

第6章多晶自动X射线衍射仪

及其实验技术 61

6.1多晶X射线衍射仪 61

6.1.1X射线发生器 61

6.1.2测角仪的光路系统 62

6.1.3X射线强度测量记录系统 64

6.1.4衍射仪控制及衍射数据采集

分析系统 64

6.2多晶X射线衍射仪实验技术 65

6.2.1具体实验条件的选定 65

6.2.2样品的制备 67

6.2.3原始数据的初步处理 69

6.2.4衍射强度的测量 72

习题 72

第7章粉末衍射方法的应用 73

7.1物相分析 73

7.1.1物相定性鉴定 73

7.1.2物相定量分析 75

7.2晶胞参数的精确测定及其应用 78

7.2.1晶胞参数的精确测定 78

7.2.2精确晶胞参数数据的应用 79

7.3衍射线强度分布数据的应用 81

习题 82

第二篇电子显微分析

第8章电磁透镜 84

8.1光学显微镜的分辨率极限 84

8.2电子波的波长 87

8.3电磁透镜概述 88

8.3.1静电透镜 88

8.3.2电子在磁场中的运动 89

8.3.3电磁透镜结构的发展过程 90

8.3.4电磁透镜与光学透镜聚焦

原理对比 92

8.4电磁透镜的像差和理论分辨本领 93

8.4.1像差 93

8.4.2电磁透镜的衍射效应 95

8.4.3电磁透镜的理论分辨距离 96

8.5电磁透镜的景深和焦深 97

8.5.1景深 97

8.5.2焦深 98

习题 99

第9章透射电子显微镜结构

及其衍射成像原理 100

9.1电子显微镜的发展史 100

9.2电子显微镜的构造 102

9.2.1电子光学系统的照明系统 102

9.2.2电子光学系统的成像系统 107

9.2.3电子光学系统的观察与记录

系统 112

9.3真空系统 113

9.4透射电子显微镜分辨本领

和放大倍数 114

9.4.1点分辨率的测定 114

9.4.2晶格分辨率的测定 115

9.4.3放大倍数的测定 116

9.5图像与衍射花样的摄取 116

9.5.1电磁透镜的合轴调整与消像散

及物镜聚焦调整 116

9.5.2磁转角校正 117

9.5.3选区电子衍射与成像操作 117

习题 118

第10章　透射电镜的样品制备 119

10.1透射电镜对样品的要求 119

10.2复型样品的制备 119

10.2.1一级复型 120

10.2.2二级复型 121

10.2.3萃取复型 122

10.3块体薄膜样品的制备 122

10.3.1初切薄片 123

10.3.2预先减薄 123

10.3.3最终减薄 125

10.4薄膜的透射电镜样品制备 127

10.5高分子及生物样品的制备 128

10.5.1包埋 128

10.5.2制作玻璃刀 129

10.5.3修样 129

10.5.4捞取切片 130

10.6粉末样品的制备 130

10.6.1支持膜 130

10.6.2透射电子显微镜粉末

及纳米线样品的制备 131

习题 132

第11章透射电子显微镜的电子衍射 133

11.1概述 133

11.2倒易点阵与爱瓦尔德球图解法 133

11.2.1倒易点阵的引入 133

11.2.2倒易点阵的性质 136

11.2.3倒易阵点的强度 137

11.2.4倒易点阵与正点阵的几何

对应关系 138

11.3晶带定律与零层倒易面 141

11.4标准零层倒易面与标准电子衍射

斑点 142

11.5偏离矢量与倒易点阵扩展 144

11.6电子衍射基本公式 149

11.6.1选区电子衍射 149

11.6.2相机常数 150

11.6.3有效相机常数 151

11.6.4测定相机常数的方法 153

11.7晶体电子衍射花样标定 153

11.7.1单晶体电子衍射花样的

标定 153

11.7.2多晶体电子衍射花样的

标定 157

11.7.3非晶体电子衍射花样的

标定 159

11.8钢中典型组成相的电子衍射花样

标定 160

11.8.1马氏体衍射花样的标定 160

11.8.2残余奥氏体电子衍射花样的

标定 161

11.8.3渗碳体电子衍射花样的

标定 162

11.9复杂电子衍射花样的标定 163

11.9.1高阶劳埃斑的标定 163

11.9.2超点阵斑点的标定 163

11.9.3二次衍射斑点的标定 165

11.9.4孪晶斑点的标定 165

11.9.5菊池衍射花样的标定 167

习题 170

第12章透射电子显微镜图像分析 171

12.1质厚衬度像 171

12.2衍射衬度像 173

12.2.1衍射衬度成像原理 173

12.2.2衍射衬度运动学理论

及应用 175

12.3相位像 190

12.3.1相位衬度形成原理 190

12.3.2高分辨电子显微像的类型

与分析 195

12.4透射电子显微镜的最新技术进展 207

12.4.1透射电子显微镜相关部件的

进展 207

12.4.2会聚束电子衍射 208

12.4.3电子能量损失谱 209

12.4.4原子序数衬度成像与原位电子

能量损失谱分析 209

12.4.5材料的微观结构表征

与原位性能测试 211

习题 212

第13章扫描电子显微镜 213

13.1电子束与固体样品作用时产生的

信号 213

13.1.1背散射电子 213

13.1.2二次电子 214

13.1.3吸收电子 214

13.1.4透射电子 214

13.1.5特征X射线 216

13.1.6俄歇电子 216

13.2扫描电子显微镜的构造和工作

原理 216

13.2.1电子光学系统(镜筒) 217

13.2.2信号的收集和图像显示

系统 219

13.2.3真空系统 219

13.3扫描电子显微镜的分辨率与样品 219

13.3.1分辨率 219

13.3.2放大倍数 222

13.3.3扫描电子显微镜的样品 222

13.4表面形貌衬度原理及其应用 222

13.4.1二次电子成像原理 222

13.4.2二次电子形貌衬度的应用 225

13.4.3背散射电子衬度原理

及其应用 229

13.4.4吸收电子的成像 233

13.5背散射电子衍射分析及其应用 233

13.5.1背散射电子衍射实验条件

与工作原理 233

13.5.2背散射电子衍射取向技术的

应用 235

习题 238

第14章电子探针显微分析 239

14.1电子探针仪的结构与工作原理 239

14.1.1波长分散谱仪 240

14.1.2能量分散谱仪 243

14.2电子探针仪的分析方法及应用 246

14.2.1定性分析 246

14.2.2定量分析简介 251

习题 252

第15章表面分析技术 253

15.1离子探针 253

15.2低能电子衍射 256

15.2.1二维点阵的衍射 256

15.2.2衍射花样的观察和记录 258

15.2.3低能电子衍射的应用 259

15.3俄歇电子能谱仪 260

15.3.1俄歇跃迁及其概率 260

15.3.2俄歇电子能谱的检测 262

15.3.3定量分析 264

15.3.4俄歇谱仪的应用 264

15.3.5方法局限性分析 268

15.4场离子显微镜 269

15.4.1场离子显微镜的结构 270

15.4.2场致电离和原子成像 270

15.4.3图像的解释 271

15.4.4场致蒸发和剥层分析 272

15.4.5原子探针 272

15.4.6场离子显微镜的应用 273

15.5扫描隧道显微镜与原子力显微镜 274

15.5.1扫描隧道显微镜 275

15.5.2原子力显微镜 277

15.6X射线光电子能谱仪 279

15.6.1X射线光电子能谱的测量

原理 279

15.6.2XPS的定性分析 281

15.6.3定量分析与半定量分析 282

15.6.4XPS在材料研究中的应用

与分析 282

习题 284

附录 285

附录1元素的物理性质 286

附录2特征X射线的波长和能量表 288

附录3常见晶体标准电子衍射花样 291

附录4钢中常见相的电子衍射花样

标定用数据表 295

附录5练习题部分 298

参考文献 327 2100433B