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| 內容簡介： |
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X射线粉末衍射是材料的晶体结构表征最常用的技术之一。本书涵盖X射线粉末衍射中的大部分知识点，包括晶体学基础知识、X射线衍射原理、X射线粉末衍射的实验技术、X射线粉末衍射的理解、衍射数据的基本处理、物相识别与定量分析、晶格参数和空间群的确定、晶体结构解析与晶体结构精修等内容。同时，本书还精选了大量的实例，通过图文分步进行介绍，有助于读者掌握晶体学基础知识及X射线粉末衍射的原理、实验技术与分析方法。 本书可作为材料、物理、化学等相关专业的本科生教材，也可作为材料、物理、化学、采矿、生物、医药、考古、深空探测等领域相关专业研究生和相关科研工作者的参考书。
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| 關於作者： |
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施洪龙，男，副教授。本科毕业院校及专业：山东理工大学，物理学；硕士毕业院校及专业：中国科学院物理研究所，凝聚态物理；博士毕业院校及专业：中国科学院物理研究所，凝聚态物理。主要著作出版情况：X-射线粉末衍射和电子衍射：常用实验技术与数据分析，中央民族大学出版社，2014年。教学及科研获奖：2019-2022：中央民族大学优秀青年人才培养计划；2016-2019：中央民族大学优秀人才。
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| 目錄：
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第1章 X射线粉末衍射简介1
1.1 X射线衍射的发展史1
1.2 X射线粉末衍射的主要用途2
1.3 课程知识脉络5
第2章 晶体学基础知识7
2.1 晶体学概述8
2.1.1 晶体学的发展8
2.1.2 晶体的基本特征9
2.2 晶体结构的描述10
2.2.1 原胞与晶胞10
2.2.2 晶胞内的原子12
2.3 晶体的对称性14
2.3.1 晶体的宏观对称元素14
2.3.2 点群18
2.3.3 劳厄群20
2.3.4 晶系21
2.3.5 晶体的微观对称元素21
2.3.6 空间群23
2.3.7 国际晶体学表32
2.4 常见晶体结构35
2.4.1 晶体结构建模35
2.4.2 简单立方结构36
2.4.3 体心立方结构37
2.4.4 面心立方结构38
2.4.5 六角密排结构39
2.4.6 密排结构40
2.4.7 金刚石结构40
2.4.8 闪锌矿结构41
2.5 晶体中的点、线、面42
2.5.1 利用Crystal Impact Diamond软件学习晶体中的点、线、面42
2.5.2 格点的坐标43
2.5.3 晶向与晶向指数43
2.5.4 晶面与晶面指数44
2.6 倒易点阵45
2.6.1 倒易基矢、倒易格子、倒易点阵45
2.6.2 倒易关系46
2.7 常见晶体学计算方法48
2.7.1 晶胞的正交化48
2.7.2 正格子和倒格子的转换49
2.7.3 正格子和倒格子的指数转换49
2.7.4 晶向长度、晶向夹角的计算50
2.7.5 晶面间距、晶面夹角的计算51
2.7.6 六角晶系、三角晶系中的指数转换52
2.7.7 晶体衍射中的其他转换54
小结55
思考题56
第3章 X射线衍射原理57
3.1 X射线的电磁波属性57
3.2 X射线散射58
3.2.1 电子对X射线的散射58
3.2.2 原子对X射线的散射59
3.2.3 晶体对X射线的散射60
3.3 X射线衍射几何61
3.3.1 劳厄方程61
3.3.2 布拉格方程62
3.3.3 埃瓦尔德球与粉末衍射63
小结64
思考题64
第4章 X射线粉末衍射的实验技术65
4.1 X射线衍射仪的结构和功能66
4.1.1 X射线的产生66
4.1.2 X射线的调节69
4.1.3 X射线的探测72
4.1.4 X射线的聚焦衍射几何74
4.2 X射线粉末衍射实验76
4.2.1 实验方案的制订76
4.2.2 粉末样品的制备77
4.2.3 实验参数的设置81
4.2.4 实验数据的评估85
4.3 X射线衍射仪的日常维护86
4.3.1 实验环境和冷却水86
4.3.2 升降管流、管压和X射线光管老化86
4.3.3 光路合轴87
4.3.4 标准样品87
4.3.5 制作角度校正曲线88
4.3.6 制作半高宽曲线88
4.3.7 X射线的防护89
小结90
思考题91
第5章 X射线粉末衍射的理解92
5.1 X射线粉末衍射概述92
5.2 X射线粉末衍射图的模拟93
5.2.1 利用晶体结构数据计算PDF卡片93
5.2.2 利用PDF卡片模拟X射线粉末衍射图95
5.3 X射线粉末衍射与晶体结构95
5.3.1 背底96
5.3.2 峰位与晶胞大小96
5.3.3 峰强与晶胞内的原子99
5.3.4 峰形与晶粒尺寸、晶格应变108
5.4 X射线衍射图的表示113
5.4.1 含PDF卡片的多曲线绘图113
5.4.2 Rietveld晶体结构精修结果的绘图115
5.4.3 不同波长衍射数据的绘图117
小结118
思考题118
第6章 衍射数据的基本处理120
6.1 MDI Jade软件的介绍120
6.1.1 安装MDI Jade软件121
6.1.2 导入PDF卡片121
6.1.3 MDI Jade软件的界面和功能122
6.2 MDI Jade软件中的常见衍射数据127
6.2.1 mdi、dif格式的衍射数据127
6.2.2 txt、xy格式的衍射数据128
6.3 导入衍射数据128
6.3.1 MDI Jade软件支持的数据128
6.3.2 外来格式的数据129
6.4 背底130
6.4.1 背底曲线的特征130
6.4.2 拟合背底131
6.4.3 扣背底131
6.5 剥离K 2132
6.6 平滑133
6.6.1 平滑原理133
6.6.2 如何平滑133
6.7 寻峰134
6.7.1 寻峰原理134
6.7.2 如何寻峰135
6.8 衍射峰拟合136
6.8.1 衍射峰拟合原理136
6.8.2 如何拟合衍射峰137
6.8.3 衍射峰拟合结果的判断138
6.8.4 衍射峰拟合结果的保存139
小结140
思考题140
第7章 物相识别与定量分析141
7.1 物相识别的原理142
7.1.1 物相识别的流程142
7.1.2 物相匹配的标准142
7.2 MDI Jade软件中的物相识别144
7.2.1 仪器零点的校正144
7.2.2 纯相的物相识别145
7.2.3 混合物的物相识别150
7.3 CSM软件中的物相识别154
7.3.1 CSM软件的界面和功能154
7.3.2 物相识别的基本步骤157
7.3.3 实例1：复杂混合物的物相识别158
7.3.4 实例2：利用d-值表进行物相识别159
7.4 定量物相分析160
7.4.1 定量物相分析的原理160
7.4.2 定量物相分析的基本步骤162
7.4.3 实例1：利用RIR值确定二氧化钛混晶的相含量162
7.4.4 实例2：利用cif文件进行定量物相分析164
7.5 晶粒尺寸和晶格应变165
7.5.1 晶粒尺寸和晶格应变的原理165
7.5.2 实例：确定二氧化钛的晶粒尺寸和晶格应变165
7.6 结晶度的计算167
7.6.1 结晶度的计算原理167
7.6.2 实例：计算锐钛矿相二氧化钛的结晶度169
小结172
思考题173
第8章 晶格参数和空间群的确定174
8.1 指标化确定晶格参数175
8.1.1 指标化原理175
8.1.2 指标化的基本步骤180
8.1.3 实例1：纯相样品的指标化（MDI Jade软件）182
8.1.4 实例2：少峰情况（MDI Jade软件）183
8.1.5 实例3：含有杂峰的情况（MDI Jade软件）184
8.2 Crysfire2020软件简介185
8.2.1 Crysfire2020软件的安装185
8.2.2 Crysfire2020软件的界面、功能185
8.2.3 实例：板钛矿相二氧化钛的指标化190
8.3 晶格参数精修191
8.3.1 晶格参数精修原理191
8.3.2 晶格参数精修的基本步骤192
8.3.3 实例1：利用PDF卡片精修晶格参数194
8.3.4 实例2：利用指标化结果精修晶格参数195
8.3.5 实例3：利用近似结构的晶格参数精修晶格参数196
8.4 空间群的确定197
8.4.1 晶系和劳厄群的确定197
8.4.2 系统消光198
8.4.3 强度的统计分布200
8.4.4 实例1：空间群的确定（Jana2020软件）200
8.4.5 实例2：空间群的确定（Expo2014软件）205
8.5 晶胞内的原子数207
小结207
思考题208
第9章 晶体结构解析与晶体结构精修209
9.1 全谱拟合提取结构因子210
9.1.1 Pawley全谱拟合210
9.1.2 Le Bail全谱拟合210
9.1.3 全谱拟合的性能指标211
9.2 晶体结构解析的原理214
9.2.1 利用帕特森函数解析晶体结构215
9.2.2 利用直接法解析晶体结构220
9.2.3 利用Charge Flipping技术解析晶体结构223
9.3 Rietveld晶体结构精修的原理和策略226
9.3.1 Rietveld晶体结构精修的原理226
9.3.2 Rietveld晶体结构精修的策略227
9.4 晶体结构解析（Jana2020软件）231
9.4.1 Jana2020软件简介231
9.4.2 Jana2020软件的界面、功能231
9.4.3 利用Jana2020软件进行晶体结构解析的步骤232
9.4.4 实例1：利用Charge Flipping技术解析PbSO4的晶体结构237
9.4.5 实例2：利用帕特森合成技术解析PbSO4的晶体结构242
9.4.6 实例3：CeRhGe3合金的晶体结构解析250
9.4.7 实例4：YFe/AlO掺杂结构的解析255
9.4.8 Jana2020软件中的常见问题260
9.5 晶体结构精修（GSAS-II软件）262
9.5.1 GSAS软件简介262
9.5.2 GSAS-II软件的界面、功能263
9.5.3 利用GSAS-II软件进行晶体结构精修的步骤264
9.5.4 制作仪器参数文件265
9.5.5 实例1：PbSO4的晶体结构精修268
9.5.6 实例2：多个物相的晶体结构精修271
9.5.7 实例3：YFe/AlO掺杂结构的精修274
9.5.8 GSAS-II软件中的常见问题277
9.6 晶体结构精修（FullProf软件）280
9.6.1 FullProf软件简介280
9.6.2 EDPCR软件的界面、功能281
9.6.3 利用FullProf软件进行晶体结构精修的步骤282
9.6.4 仪器分辨文件的制作284
9.6.5 实例1：CeO2的晶体结构精修285
9.6.6 实例2：多个物相的晶体结构精修287
9.6.7 实例3：YFe/AlO掺杂结构的精修291
9.6.8 FullProf软件中的常见问题295
小结301
思考题302
附录A 常见衍射数据格式303
A.1 MDI Jade软件中的常见数据格式303
A.2 CSM软件中的常见数据格式305
A.3 Jana软件中的常见数据格式305
A.4 Expo软件中的常见数据格式306
A.5 FullProf软件和WinPLOTR软件中的常见数据格式307
A.6 GSAS-II软件中的常见数据格式308
附录B 常用衍射数据格式转换软件311
附录C 常见衍射分析软件313
附录D 原子半径周期表315
参考文献316
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