《材料X射線衍射基礎與實踐》根據(jù)“教育部高等學校材料類專業(yè)教學指導委員會規(guī)劃教材”建設項目的要求，博采同類教材眾長并結合編者多年教學和科研心得，從學生學習角度整合教材內(nèi)容，教材深挖教學重點、剖析難點，不僅著眼于學生基礎知識結構的構建，更注重學生思考能力的培養(yǎng)。
本書內(nèi)容的安排如下：第1章緒論，闡述該課程在材料科學與工程專業(yè)課程體系中的定位，介紹衍射現(xiàn)象和衍射技術的發(fā)展歷程；第2章講解X射線的基礎物理知識；第3章為材料晶體結構的描述方法，重點解釋引入倒易空間描述晶體結構的科學性和意義；第4～6章講解X射線晶體衍射的基本理論，包括衍射方向、衍射強度和衍射線形等，重點內(nèi)容包括勞厄方程、布拉格方程、衍射矢量方程、埃瓦爾德圖解、消光規(guī)律、干涉函數(shù)等；第7章為X射線衍射技術和方法，介紹獲得衍射圖譜的常見技術和基本方法；第8、9章介紹X射線衍射技術的基本應用，主要包括材料的物相鑒定與定量分析、點陣常數(shù)測定、結晶度分析和應力分析等。
本書是高等學校材料類專業(yè)的本科和研究生教材，也可供材料研究和工程領域的技術人員參考。
王利民，男，教授、博導，河北玉田人
現(xiàn)任燕山大學材料科學與工程學院院長
教育部材料專業(yè)教學指導委員會副秘書長
教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃入選者
從事非晶材料研究，重點關注材料的非晶形成與穩(wěn)定性問題。先后主持國家重點研發(fā)計劃課題1項、國家自然科學基金5項、教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃1項、河北省杰出青年基金1項、河北省自然科學基金面上與國際合作項目4項。發(fā)表學術論文165篇。
教育經(jīng)歷：
[1]. 1998.9- 2001.7
中科院物理所 | 凝聚體物理 | 博士研究生 | 博士學位
[2]. 1995.9- 1998.7
燕山大學 | 材料科學與工程 | 碩士研究生 | 碩士
[3]. 1991.9- 1995.7
燕山大學 | 材料科學與工程 | 大學本科教育 | 學士
工作經(jīng)歷：
[1]. 2007.8- 至今
燕山大學 | 材料科學與工程學院 | 院長 | 教授 | 在崗
[2]. 2001.9- 2007.7
Arizona State University | post-doc
研究領域：
非晶態(tài)材料
非晶材料形成與熱穩(wěn)定機理
非晶弛豫
第1章緒論
1.1X射線的發(fā)現(xiàn)與應用領域 1
1.2X射線衍射學發(fā)展歷程 3
1.3衍射基本概念 5
1.4教材特點與內(nèi)容安排 7
習題與思考題 7
第2章X射線的物理學基礎
2.1X射線的產(chǎn)生 9
2.1.1X射線管 9
2.1.2同步輻射 11
2.2X射線的性質(zhì) 12
2.2.1X射線的物理本質(zhì) 12
2.2.2X射線分類 13
2.3X射線譜 13
2.3.1連續(xù)X射線譜 13
2.3.2特征X射線譜 14
2.4莫塞萊定律 17
2.5X射線與物質(zhì)的相互作用 18
2.5.1散射 18
2.5.2吸收 19
2.5.3透過與衰減 21
2.6X射線的安全與防護 23
習題與思考題 23
第3章材料晶體結構概述
3.1晶體結構的正空間表達與分類 25
3.1.1晶體結構與空間點陣 25
3.1.2晶胞與基本矢量 25
3.1.3布拉維晶胞 26
3.2晶面的標定與屬性 29
3.2.1晶面指數(shù) 29
3.2.2晶面間距 30
3.2.3晶面族 31
3.2.4六方晶系的晶面指數(shù) 31
3.3晶向和晶帶 32
3.3.1晶向和晶向指數(shù) 32
3.3.2晶向族 32
3.3.3晶帶和晶帶軸 33
3.4晶體結構的倒空間表述 33
3.4.1引入倒易變換和倒易點陣的必要性 33
3.4.2倒易點陣和倒空間 34
3.4.3倒易點陣與正點陣的變換 35
3.4.4倒易矢量及其性質(zhì) 36
3.4.5倒易變換本質(zhì)與數(shù)學表達 38
3.4.6倒易變換的科學意義 39
3.5非晶態(tài)材料結構 41
習題與思考題 44
第4章X射線衍射方向
4.1衍射譜的基本要素 45
4.1.1晶體X射線衍射的產(chǎn)生 45
4.1.2衍射圖像的基本要素 45
4.2衍射方向的勞厄方程 47
4.2.1勞厄方程推導 47
4.2.2三維勞厄衍射方程的討論 49
4.3衍射方向的布拉格方程 52
4.3.1布拉格方程推導 52
4.3.2布拉格方程的討論 54
4.3.3勞厄方程和布拉格方程的比較 58
4.4衍射矢量方程 58
4.4.1衍射矢量方程推導 59
4.4.2衍射矢量方程的討論 60
4.4.3埃瓦爾德圖解 62
4.5埃瓦爾德圖解應用：基于衍射原理的三種衍射方法 64
習題與思考題 68
第5章X射線衍射強度
5.1一個電子對X射線的散射 70
5.2一個原子對X射線的散射 71
5.2.1原子散射因子 71
5.2.2原子散射因子的討論 72
5.3一個晶胞對X射線的散射 73
5.3.1簡單點陣和帶心點陣的散射 74
5.3.2帶心點陣消光規(guī)律的定性分析 74
5.3.3帶心點陣消光規(guī)律的定量分析：結構因子 76
5.3.4衍射譜指標化 85
5.4一個晶粒的X射線衍射強度 86
5.5粉末多晶的X射線衍射積分強度 87
5.5.1參與衍射的晶粒數(shù)目 87
5.5.2參與衍射的衍射面數(shù)目——多重性因子PHKL 89
5.5.3單位弧長上的積分強度 90
5.5.4角因子φ(θ) 90
5.5.5吸收因子A(θ) 91
5.5.6溫度因子e-2M 91
5.5.7粉末多晶衍射積分強度 92
習題與思考題 93
第6章X射線衍射線形
6.1衍射峰的寬化 94
6.2晶粒細化引起的衍射峰寬化 95
6.2.1一個晶粒的衍射強度理論：干涉函數(shù) 95
6.2.2干涉函數(shù)的討論 96
6.2.3衍射峰寬化的分析解釋：德拜-謝樂方程 102
6.3晶格畸變導致的衍射峰寬化 105
6.4非晶態(tài)材料的衍射譜和干涉函數(shù) 107
習題與思考題 110
第7章材料衍射分析的實驗方法
7.1衍射方法與衍射儀器分類 111
7.1.1按衍射原理分類 112
7.1.2按信號記錄方式與接收系統(tǒng)分類 114
7.2衍射幾何 115
7.2.1Debye-Scherrer 衍射幾何 115
7.2.2Bragg-Brentano衍射幾何 115
7.2.3Seemann-Bohlin衍射幾何 117
7.3粉末X射線衍射儀 118
7.3.1X射線發(fā)生器 119
7.3.2測角儀 119
7.3.3晶體單色器 120
7.3.4信號接收器 121
7.4粉末衍射測量的基本參量與要求 121
7.5單晶X射線衍射儀 122
習題與思考題 122
第8章物相分析與點陣常數(shù)的精確測定
8.1物相定性分析 124
8.1.1基本原理和方法 124
8.1.2PDF卡片與分析軟件 125
8.1.3基于單晶結構構建粉末衍射 127
8.2物相定量分析 129
8.2.1基本原理 129
8.2.2常用方法 130
8.2.3非晶材料結晶度測量 134
8.3點陣常數(shù)的精確測定 136
8.3.1基本原理 136
8.3.2誤差產(chǎn)生原因和消除誤差的方法 137
8.3.3輻射源對晶胞常數(shù)測定的影響 140
8.3.4Kα1和Kα2衍射線條的分辨 140
8.3.5點陣常數(shù)精確測定的應用 141
習題與思考題 143
第9章X射線衍射應力分析
9.1應力產(chǎn)生與分類 145
9.2應力測定的方法和基本原理 146
9.3三類應力與X射線衍射譜 146
9.4X射線衍射單軸應力測定 149
9.5X射線衍射平面應力測定 151
9.5.1基本原理 152
9.5.2sin2ψ法 153
習題與思考題 155
附錄
附錄A勞厄方程與布拉格方程的等效性 157
附錄B衍射矢量方程與勞厄方程等效性 159
附錄C衍射矢量方程與布拉格方程等效性 160
參考文獻
書單推薦
