普通高等教育“十二五”規劃教材·多晶材料X射綫衍射：實驗原理、方法與應用 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

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內容簡介

《普通高等教育“十二五”規劃教材·多晶材料X射綫衍射：實驗原理、方法與應用》內容分為4部分：（1）數據測量方法：介紹瞭粉末X射綫衍射實驗設備、樣品製備方法及技巧；（2）數據處理軟件操作：講解X射綫衍射實驗數據處理軟件Jade的基本操作方法；（3）X射綫衍射傳統分析方法：物相定性分析、定量分析、結晶度、點陣常數精確測量、晶粒尺寸與微觀應變、殘餘應力計算；（4）Rietveld全譜擬閤精修方法：通過Jade的精修功能模塊和Maud軟件對Rietveld方法的原理、實驗方法、數據處理方法及實驗技巧進行詳細講解。實用性、可操作性和技巧性是本書的特點。實驗原理根據實用原則進行簡單講述，實驗操作步驟具體，注意事項全麵，對於不具備X射綫衍射實驗技術知識的讀者，可作為入門教材；對於有一定基礎的讀者及儀器操作人員，通過閱讀本書將對實驗技術水平的提高很有幫助。《普通高等教育“十二五”規劃教材·多晶材料X射綫衍射：實驗原理、方法與應用》內容全麵，用詞淺顯易懂，各章安排有序而又獨立，作為參考書可根據需要選閱相應章節內容。
本書可作為本科生、碩士生和博士生的實驗教學用書，也可作為專業技術人員和儀器操作人員的工具書。

內頁插圖

目錄

1 X射綫衍射儀的操作與數據測量
1.1 多晶X射綫衍射儀的基本原理與構造
1.1.1 X射綫發生器
1.1.2 測角儀
1.1.3 X射綫強度測量記錄係統
1.2 X射綫輻射防護
1.3 X射綫衍射儀使用的注意事項
1.4 多晶衍射樣品的製備方法
1.4.1 塊體樣品的製備
1.4.2 粉末樣品的製備
1.4.3 平闆試樣製備的其它一些問題
1.5 測量方式和實驗參數的選擇
1.5.1 X射綫波長的選擇
1.5.2 X射綫的單色方法選擇
1.5.3 管壓管流選擇
1.5.4 狹縫的選擇
1.5.5 掃描參數選擇
1.6 Rigaku D/max 2500型X射綫衍射儀操作實例

2 Jade的基本操作
2.1 Jade的功能
2.2 Jade的用戶界麵和基本功能操作
2.2.1 窗口功能
2.2.2 菜單功能
2.2.3 主工具欄和編輯工具欄
2.2.4 彈齣菜單
2.2.5 基本顯示操作按鈕
2.2.6 狀態欄
2.3 程序設置
2.3.1 顯示設置（display）
2.3.2 儀器參數 （Instrument）
2.3.3 報告內容設置（Report）
2.3.4 個性化設置 （Misc）
2.4 數據文件格式與讀入文件
2.4.1 讀入衍射數據文件
2.4.2 讀入文件的參數設置
2.5 建立PDF數據庫檢索文件
2.5.1 建立PDF卡片索引的方法
2.5.2 建立ICSD數據庫索引
2.6 尋峰
2.6.1 尋峰
2.6.2 尋峰報告
2.7 圖譜擬閤
2.7.1 擬閤參數設置
2.7.2 手動擬閤方式
2.7.3 擬閤函數和誤差
2.7.4 全譜擬閤
2.7.5 單峰擬閤
2.7.6 分段擬閤
2.7.7 擬閤報告
2.7.8 擬閤數據的輸齣
2.8 打印預覽
2.8.1 安裝打印機
2.8.2 打印預覽窗口
2.8.3 布局設置

3 Jade的高級操作
3.1 多譜操作
3.1.1 多譜讀入
3.1.2 多譜操作
3.1.3 多譜比較
3.1.4 多譜顯示與打印
3.1.5 多譜閤並
3.1.6 多譜擬閤
3.1.7 多譜擬閤計算結晶度
3.2 根據d值計算衍射麵指數
3.3 檢索PDF光盤
3.4 根據晶體結構計算XRD譜圖

4 物相定性分析
4.1 物相的含義
……
5 傳統物相定量方法
6 結晶度計算
7 點陣常數的精密化計算
8 晶粒大小及微觀應變的計算
9 殘餘應力測量
10 Rietveld全譜擬閤精修——Jade
11 Rietveld全譜擬閤精修——Maud
參考文獻

前言/序言

晶體結構分析的基石：透射電子顯微鏡在材料科學中的前沿應用 本書聚焦於材料科學領域中，以透射電子顯微鏡（TEM）為核心技術，進行高分辨成像、微觀結構錶徵與成分分析的最新進展與實踐操作。 內容概述 本書係統闡述瞭透射電子顯微鏡（TEM）在現代材料科學研究，特彆是在納米材料、功能薄膜、閤金學以及半導體器件分析中的不可替代的作用。內容組織嚴謹，從TEM的基礎物理原理齣發，深入探討瞭樣品製備的精細技術，並詳盡介紹瞭如何利用高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、掃描透射電子顯微鏡（STEM）以及電子衍射（Diffraction）技術來解析復雜材料的微觀結構、晶體缺陷、界麵特性和局域化學態。 第一部分：透射電子顯微鏡基礎理論與儀器原理 本部分為理解後續復雜實驗奠定理論基礎。 第一章：電子與物質的相互作用及成像基礎 深入解析電子束穿透樣品後發生的彈性與非彈性散射過程，這是TEM成像與衍射信號的物理根源。詳細討論瞭洛倫茲散射、布拉格衍射、愛華茲散射等關鍵物理現象。闡述瞭電子槍（如熱發射槍、場發射槍）的性能對成像質量的影響，以及電磁透鏡的工作原理、物鏡與中間鏡對像差（如球差、色差）的控製和校正方法。重點介紹如何通過電子光路設計實現從衍射模式到像模式的切換。 第二章：樣品製備：獲得高質量TEM像的關鍵 強調瞭“好的樣品等於成功瞭一半”的原則。係統介紹瞭針對不同類型材料（如塊體金屬、陶瓷、聚閤物、二維材料）的樣品製備策略。詳細描述瞭機械研磨、電解拋光、離子束拋光（PIPS）、聚焦離子束（FIB）等技術的操作流程、優缺點及常見問題。特彆關注瞭超薄切片技術在生物材料和聚閤物研究中的應用，以及如何製備原子尺度的薄膜樣品以進行HRTEM分析。 第二部分：成像技術與結構解析 本部分是本書的核心，聚焦於如何利用TEM獲取結構信息。 第三章：高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）成像 詳細講解瞭晶體結構信息的獲取。闡述瞭晶格成像的基本原理，包括像差校正對分辨力的影響。討論瞭如何通過改變襯度因子（如晶麵指數、離焦量）來優化襯度，區分晶格圖像與高頻噪聲。重點剖析瞭晶體缺陷的識彆，如位錯（Edge, Screw, Mixed）、堆垛層錯、晶界（如小角度、大角度晶界）的形態學特徵與定性分析方法。 第四章：電子衍射（Diffraction）在晶體學分析中的應用 區分瞭選區電子衍射（SAED）和區域電子衍射（R-ED）的應用場景。詳述瞭如何通過衍射斑點的分布、間距和對稱性來確定晶體結構類型（FCC, BCC, HCP等）、晶帶軸方嚮以及晶體的取嚮關係。探討瞭多晶體和非晶體材料的衍射圖樣分析，以及如何利用菊池綫（Kikuchi Pattern）進行精確的樣品定位和晶體學標定。 第五章：掃描透射電子顯微鏡（STEM）成像模式 對比瞭STEM與TEM在信息獲取上的差異。重點介紹基於不同探測器的STEM成像技術： 高角度環形暗場（HAADF-STEM）： 基於原子序數（$Z$）對比度，如何清晰分辨不同元素的位置和原子列的相對強度，是進行原子尺度定量分析的首選技術。 明場（BF-STEM）和環形明場（ADF-STEM）： 如何通過調節收集角獲取與TEM互補的襯度信息，尤其適用於缺陷分析。 第三部分：成分分析與光譜學技術 本部分關注如何結閤TEM獲取材料的元素組成和化學態信息。 第六章：能量色散X射綫光譜（EDS/EDX） 係統介紹瞭利用STEM/TEM束激發的X射綫與材料相互作用的原理。詳述瞭EDS的定量和定性分析方法，包括$k$因子標定、ZAF校正等。重點討論瞭如何處理微區（幾納米尺度）的元素分布，分析不同相之間的元素擴散和偏析現象。同時也分析瞭薄膜樣品分析中襯度效應和背散射對EDS結果的影響。 第七章：電子能量損失譜（EELS） 作為高能量分辨率的化學分析工具，EELS的理論基礎包括低損失區（等離子體振蕩、彈性散射）和高損失區（內殼層激發）。詳細闡述瞭如何利用吸收邊（Absorption Edge）的形狀和位置來確定元素的化學價態、配位數和局部電子結構。探討瞭譜峰擬閤技術在確定氧空位濃度和半導體電子帶結構中的應用。 第八章：耦閤分析與動態過程研究 本部分探討多技術融閤以及原位（In-situ）實驗的最新趨勢。 第九章：多技術數據融閤與三維重建 討論如何將TEM/STEM的結構信息與EDS/EELS的成分信息進行數據立方體分析（Data Cube Analysis），實現結構-成分的四維可視化。介紹瞭STEM層析（Tomography）技術，通過傾轉樣品獲取多角度投影，利用重建算法恢復材料的三維原子排列和孔隙結構，特彆適用於多孔材料和復雜納米復閤體的研究。 第十章：原位透射電子顯微學 探討瞭在實時電鏡環境下觀測材料動態變化的尖端技術。詳細描述瞭原位電化學（In-situ Electrochemistry）夾具、原位加熱/製冷颱以及原位應力/應變加載平颱的使用方法和實驗設計。通過實例展示如何實時捕捉鋰離子電池電極材料的相變、金屬材料的塑性變形過程以及催化劑的錶麵反應機理。 目標讀者與價值 本書旨在服務於材料學、物理學、化學工程以及相關交叉學科的高年級本科生、研究生以及科研工作者。通過結閤詳實的理論闡述與豐富的實際案例分析，讀者不僅能夠掌握操作尖端電鏡設備的能力，更能深入理解如何從復雜的衍射圖樣和高分辨圖像中提取齣精確的材料結構與性能信息，從而推動新材料的設計與開發。本書側重於“解析”而非“成像”，強調對實驗數據背後的物理化學意義的深刻洞察。