納米材料的X射線分析（第二版）

《 納米材料的X射線分析（第二版）》是化學工業出版社2019年6月出版的圖書，作者是程國峰、楊傳錚。

基本介紹

• 書名：納米材料的X射線分析（第二版）
• 作者：程國峰、楊傳錚
• ISBN：978-7-122-33416-9
• 頁數：351頁
• 出版時間：2019年6月
• 裝幀：平
• 開本：B5 710×1000　1/16
• 版次：2版1次

內容簡介

本書是主要介紹利用X射線等激發樣品從而表征材料結構，特別是納米材料晶體結構相關信息的專著。考慮到納米材料的特殊性，本書分為三個部分：晶體學基礎、X射線衍射理論基礎、X射線實驗裝置和方法等四章為基礎部分；中間部分是X射線衍射分析方法和套用，包括物相定性和定量、晶體學參數測定、納米材料微結構的衍射線形分析、Rietveld結構精修和小角散射等；最後介紹了化學組成和原子價態、納米薄膜和介孔材料等的X射線分析。
本書可供從事X射線衍射與散射技術以及X射線譜等分析的專業人員參考，也可供從事納米材料相關的研究人員、工程技術人員以及高等院校相關專業的教師和學生閱讀。

目錄

第1章晶體幾何學基礎001

1.1晶體點陣/001

1.1.1點陣概念/001

1.1.2晶胞、晶系/003

1.1.3點陣類型/003

1.2晶體的巨觀對稱性和點群/005

1.2.1巨觀對稱元素和巨觀對稱操作/005

1.2.2巨觀對稱性和點群/008

1.3晶體的微觀對稱性和空間群/011

1.3.1微觀對稱要素與對稱操作/011

1.3.2230種空間群/012

1.4倒易點陣/013

1.4.1倒易點陣概念的引入/013

1.4.2正點陣與倒易點陣間的幾何關係/015

1.4.3晶帶、晶帶定律/016

1.5晶體的結合類型/017

1.5.1離子結合/017

1.5.2共價結合/019

1.5.3金屬結合/019

1.5.4分子結合/020

1.5.5氫鍵結合/020

1.5.6混合鍵晶體/020

參考文獻/021

第2章X射線衍射理論基礎022

2.1X射線及X射線譜/022

2.1.1X射線的本質/022

2.1.2X射線譜/022

2.2射線與物質的互動作用/026

2.2.1X射線的吸收/026

2.2.2激發效應/027

2.2.3X射線的折射/027

2.2.4X射線的反射/027

2.2.5物質對X射線的散射和衍射/028

2.3衍射線的方向/029

2.3.1勞厄方程/029

2.3.2布拉格定律/031

2.4多晶體衍射強度的運動學理論/035

2.4.1單個電子散射強度/035

2.4.2單個原子散射強度/036

2.4.3單個晶胞散射強度/037

2.4.4實際小晶粒積分衍射強度/039

2.4.5實際多晶體衍射強度/040

2.5X射線衍射及相關的研究方法/044

參考文獻/0452

第3章X射線衍射實驗裝置046

3.1X射線衍射儀原理和實驗技術/047

3.1.1一般特點/047

3.1.2光學原理/049

3.1.3衍射儀的準直和角度校準/050

3.1.4衍射儀參數的選擇/050

3.1.5晶體單色器/050

3.2X射線源/052

3.2.1普通X射線源/052

3.2.2同步輻射光源/054

3.3X射線探測器和記錄系統/060

3.3.1蓋格計數器、正比計數器和閃爍計數器/060

3.3.2能量探測器/063

3.3.3面探測器/064

3.3.4陣列探測器/065

3.3.5記錄系統的發展/066

3.4工作模式及附屬檔案/066

3.4.1粉末衍射儀的工作模式/067

3.4.2X射線粉末衍射儀中的附屬檔案/070

參考文獻/073

第4章多晶X射線衍射實驗方法074

4.1測角儀/074

4.2狹縫系統及幾何光學/077

4.3樣品製備/078

4.3.1粉末的要求和製備/079

4.3.2填樣寬度和深度/080

4.3.3樣品的放置位置/083

4.3.4樣品顆粒粗細對數據的影響/083

4.4粉末衍射數據的獲取/084

4.4.1波長的選擇/084

4.4.2單色化/085

4.4.3功率設定/085

4.4.4步進掃描/086

4.4.5連續掃描/086

4.4.6掃描範圍/087

4.5實驗方法和數據處理方法對實驗結果的影響/087

4.6X射線的安全與防護/088

參考文獻/089

第5章物相定性分析091

5.1物相定性原理和ICDD資料庫/091

5.1.1物相定性分析的原理和方法/091

5.1.2粉末衍射卡組(PDF)及其索引/092

5.1.3PDF資料庫/96

5.2定性分析的步驟/100

5.2.1實驗獲得待檢測物質的衍射數據/100

5.2.2數據觀測與分析/101

5.2.3檢索和匹配/101

5.2.4最後判斷/101

5.2.5具體示例/102

5.3定性分析的計算機檢索/104

5.3.1PCPDFWIN定性相分析系統的套用/104

5.3.2Jade 定性相分析系統的套用/109

5.3.3人工檢索和計算機檢索的比較/115

5.4復相分析和無卡相分析/1165

5.4.1復相分析/118

5.4.2無卡相分析/120

5.5物相定性分析中應注意的問題/122

參考文獻/124

第6章物相定量分析125

6.1多晶物相定量分析原理/125

6.1.1單相試樣衍射強度的表達式/126

6.1.2多重性因數/126

6.1.3結構因數/126

6.1.4溫度因數/127

6.1.5吸收因數/128

6.1.6衍射體積/128

6.1.7多相試樣的衍射強度/129

6.2採用標樣的定量相分析方法/130

6.2.1內標法/131

6.2.2增量法/134

6.2.3外標法/142

6.2.4基體效應消除法（K值法）/147

6.2.5標樣方法的實驗比較/151

6.3無標樣的定量相分析方法/152

6.3.1直接比較法/152

6.3.2絕熱法/154

6.3.3Zevin的無標樣法及其改進/156

6.3.4無標樣法的實驗比較/164

6.4定量分析的最新進展和注意的問題/165

6.4.1定量分析的最新進展/165

6.4.2Rietveld定量分析/167

6.4.3X射線物相定量分析中應注意的問題/169

參考文獻/170

第7章指標化和晶胞參數的測定171

7.1多晶衍射圖的指標化/171

7.1.1 已知精確晶胞參數時衍射線的指標化/171

7.1.2已知粗略晶胞參數時衍射線的指標化/171

7.1.3指標立方晶系衍射圖的sin2θ比值法/172

7.1.4指標四方和六方晶系衍射圖的圖解法/172

7.1.5指標未知晶系衍射圖的嘗試法/175

7.1.6指標未知晶系衍射圖的伊藤法(Ito)/175

7.2晶胞參數的精確測定/177

7.2.1德拜-謝樂照相法/179

7.2.2聚焦相機法/183

7.2.3衍射儀法/184

參考文獻/184

第8章納米材料微結構的X射線表征185

8.1譜線線形的卷積關係/185

8.2微晶寬化與微應力寬化效應/186

8.2.1微晶寬化效應——謝樂公式/186

8.2.2微應力引起的寬化/188

8.3分離微晶和微應力寬化效應的各種方法/188

8.3.1Fourier級數法/188

8.3.2方差分解法/190

8.3.3近似函式法/191

8.3.4前述幾種方法的比較/191

8.4堆垛層錯引起的寬化效應/192

8.4.1密堆六方的堆垛層錯效應/192

8.4.2面心立方的堆垛層錯效應/192

8.4.3體心立方的堆垛層錯效應/193

8.4.4分離密堆六方ZnO中微晶-層錯寬化效應的Langford方法/194

8.5分離多重寬化效應的最小二乘法/195

8.5.1分離微晶-微應力寬化效應的最小二乘法/195

8.5.2分離微晶-層錯寬化效應的最小二乘法/196

8.5.3分離微應力-層錯二重寬化效應的最小二乘法/197

8.5.4分離微晶-微應力-層錯三重寬化效應的最小二乘法/198

8.5.5計算程式的結構/200

8.6套用舉例/201

8.6.1MmB5儲氫合金微結構的研究/202

8.6.2納米NiO的製備和微結構的表征/204

8.6.3納米Ni粉的製備和微結構的表征/205

8.6.4V-Ti合金在儲放氫過程中的微結構研究/207

8.6.5β-Ni(OH)2中微結構的研究/209

8.6.6納米ZnO微結構的研究/218

8.6.7Mg-Al合金的微結構研究/220

8.6.8石墨堆垛無序度的研究/222

8.6.9套用小結/227

參考文獻/228

第9章Rietveld結構精修原理與方法230

9.1Rietveld方法的發展史/231

9.2Rietveld方法的基本原理/232

9.2.1Rietveld方法的算法/233

9.2.2Rietveid方法結果的評價/234

9.3Rietveld方法中衍射峰的線形分析/235

9.3.1峰形函式分析方法/235

9.3.2峰形函式擬合/235

9.3.3微結構分析/237

9.4Rietveld分析中的校正/238

9.4.1擇優取向校正/238

9.4.2微吸收校正/239

9.4.3背底修正/240

9.5Rietveld方法的晶體結構分析/240

9.6Rietveld方法的相定量分析/241

9.7Rietveld方法的指標化和相分析/242

9.8Rietveld分析的實驗方案/243

9.8.1儀器的選擇/243

9.8.2波長和衍射數據範圍選擇/243

9.8.3步進方式選擇/244

9.9Rietveld精修的步驟和策略/245

參考文獻/247

第10章粒度分布和分形結構的小角散射測定250

10.1小角X射線散射理論簡介/250

10.1.1一個電子的散射/250

10.1.2兩個電子的散射/251

10.1.3多電子系統的散射/252

10.1.4多粒子系統的小角X射線散射/253

10.2小角X射線散射實驗裝置/255

10.2.1三狹縫系統/255

10.2.2針狀狹縫系統/256

10.2.3錐形狹縫系統/256

10.2.4Kratky狹縫系統/257

10.2.5多重晶反射系統/257

10.2.6同步輻射SAXS裝置/257

10.2.7小角X射線散射的實驗配置/258

10.3小角散射的實驗技術和方法/258

10.3.1試樣製備技術/258

10.3.2光路的校準/259

10.3.3散射數據的前處理/259

10.4異常小角X射線散射和二維小角X射線散射/260

10.4.1異常小角X射線散射/260

10.4.2二維小角X射線散射/262

10.5納米材料顆粒大小及其分布的測定/263

10.5.1一些常用的計算方法/263

10.5.2小角散射與其他方法的比較/264

10.6納米材料分形結構研究/265

10.6.1分形/265

10.6.2來自質量和表面尺冪度體的小角散射/267

10.6.3散射強度與尺冪度體維度的關係/268

參考文獻/269

第11章化學組分和原子價態的X射線分析270

11.1X射線發射譜/270

11.1.1激發X射線/270

11.1.2X射線發射譜化學分析/272

11.1.3X射線發射譜的精細結構/273

11.2X射線吸收譜/274

11.2.1吸收限/274

11.2.2用X射線吸收譜的化學定性定量分析/275

11.3俄歇電子能譜/275

11.3.1俄歇電子的能量和強度/276

11.3.2用俄歇電子譜的元素定性定量分析/277

11.3.3用俄歇譜的化學價態研究/278

11.4光電子能譜/278

11.4.1光電子譜的能量和強度/278

11.4.2X射線光電子能譜化學分析/280

11.4.3價態研究/280

11.4.4價態研究實例/282

11.5軟X射線磁圓二色譜/283

11.5.1X射線磁圓二色的基本原理/283

11.5.2軟X射線磁圓二色譜實例/284

參考文獻/286

第12章納米薄膜和一維超晶格材料的X射線分析287

12.1概述/287

12.2薄膜分析中常用的X射線方法/288

12.2.1低角度X射線散射和衍射/288

12.2.2掠入射X射線衍射/288

12.2.3粉末衍射儀和薄膜衍射儀/289

12.2.4雙晶衍射儀和多重晶衍射儀/289

12.3原子尺度薄膜的研究/290

12.4納米薄膜和多層膜的研究/291

12.4.1膜的厚度測定/291

12.4.2厚度漲落的研究/295

12.4.3薄膜組分測定/298

12.4.4薄膜的相分析和相變/299

12.4.5薄膜晶粒大小和嵌鑲塊大小的測定/300

12.4.6單晶膜完整性的觀測/301

12.5薄膜材料中的應力測定/302

12.5.1單晶薄膜的應變和彎曲度的測定/302

12.5.2多晶膜的應力測定/304

12.5.3納米薄膜材料應力測定的特徵/307

12.6一維超晶格材料的X射線分析/307

12.6.1非晶超點陣的研究/308

12.6.2多晶超點陣的研究/309

12.6.3單晶超點陣的研究/312

12.7超點陣界面粗糙度的X射線散射理論/318

12.7.1一般介紹/318

12.7.2來自不同粗糙界面的散射/322

12.8不完整性和應變的衍射空間或倒易空間圖研究/323

12.8.1衍射空間繪製/323

12.8.2倒易空間測繪/323

參考文獻/326

第13章介孔材料的X射線表征327

13.1介孔材料的分類/327

13.2介孔材料的X射線表征/328

13.2.1X射線表征的特點和實驗要求/328

13.2.2孔結構參數的計算/329

13.3介孔氧化矽材料的X射線表征/329

13.3.1二維六方結構/329

13.3.2立方孔道結構/332

13.3.3三維六方-立方共生結構/334

13.4金屬氧化物介孔材料的X射線表征/336

13.4.1金屬氧化物介孔材料的結構特徵/336

13.4.2氧化鈦介孔材料/336

13.4.3介孔氧化鐵的X射線表征/337

13.4.4介孔Co3O4和Cr2O3的X射線表征/339

13.4.5介孔NiO的X射線表征/339

13.4.6介孔MnO2的X射線表征/341

13.4.7介孔稀土氧化物的X射線表征/341

13.5介孔碳材料的X射線表征/342

13.6介孔聚合物和高分子材料的X射線表征/346

13.6.1以介孔氧化矽為模板製備的高分子介孔材料/346

13.6.2以Pluronic F127為模板製備的高分子介孔材料/347

13.7介孔材料的分形結構SAXS研究/349

參考文獻/351