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中文版序

译者序

前言

部分结构确定

第1章单晶结构测定3

1.1引言3

1.2电子密度4

1.3衍射和相位问题7

1.4傅里叶循环和差值傅里叶图9

1.5衍射强度的统计特11

1.6帕特森函数13

1.7帕特森法16

1.8直接法17

1.9电荷翻转和低密度消除18

1.10展望结21

参考文献22

第2章现代Rietveld精修实用指南24

2.1峰值强度25

2.2峰位置27

2.3峰形27

2.4背景34

2.5数学过程34

2.6一致判断因子35

2.7模拟退火的全局优化方法36

2.8刚体39

2.9罚函数介绍40

2.10参数化Rietveld精修42

2.10.1时间相关的标度因子的参数化动力学分析43

2.10.2压力决定的晶格常数参数化以确定状态方程45

2.10.3温度相关的对称模式的参数化以确定有序参数46

参考文献50

第3章全散射分析纳米颗粒结构54

3.1引言54

3.2全散射实验56

3.2.1X射线的使用58

3.2.2中子的使用59

3.3结构模型与精修60

3.3.1粒子形状因子建模61

3.3.2有限纳米颗粒建模62

3.4案例65

3.4.1BaTiO365

3.4.2CdSe/ZnS核-壳颗粒68

3.5展望72

参考文献73

部分微结构分析

第4章衍射线形分析81

4.1引言81

4.2仪器宽化82

4.2.1使用参考（标准）样品确定仪器峰形83

4.2.2通过计算确定仪器峰形84

4.2.3扣除/结合仪器线宽84

4.3结构、样品宽化85

4.3.1衍射线宽化测量和衍射线的傅里叶级数形式85

4.3.2柱体长度/晶粒尺和柱体长度/晶粒尺分布86

4.3.3微应变宽化88

4.3.4各向异尺和（类）微应变衍射线宽化93

4.3.5宏观各向异94

4.3.6晶粒尺和衍射相干96

4.4线形分析的实际应用99

4.4.1线形分解99

4.4.2线形合成103

4.5结论107

参考文献108

第5章X射线衍射法分析残余应力117

5.1引言117

5.2近表面X射线残余应力分析的原理118

5.2.1基本关系118

5.2.2衍射数据采集的模式：角色散和能量色散119

5.2.3应变深度剖析方法：拉普拉斯和实空间法121

5.3近表面X射线残余应力分析补充方法130

5.3.1多层膜体系的残余应力深度剖析130

5.3.2表面处理的块体样品中的残余应力梯度评估135

5.4结论139

参考文献140

第6章中子衍射应力分析144

6.1引言144

6.2技术基础144

6.2.1d0问题145

6.2.2宏观应变与微观应变146

6.2.3应变张量146

6.2.4衍射线宽化147

6.3仪器147

6.3.1角色散仪147

6.3.2飞行时间仪149

6.3.3特殊仪器151

6.4测试能力151

6.4.1材料种类151

6.4.2空间分辨率151

6.4.3穿透深度152

6.4.4度152

6.4.5中子测试能力152

6.5应用实例153

6.5.1钢轨153

6.5.2焊接件154

6.5.3陶瓷材料154

6.5.4复合材料155

参考文献156

第7章通过衍射方行织构分析158

7.1引言158

7.2同步辐射X射线161

7.2.1一般方法161

7.2.2同步辐射硬X射线162

7.2.3原位高压实验163

7.2.4从衍射图像到取向分布167

7.2.5劳厄技术的展170

7.2.6同步辐射的应用171

7.3中子衍射172

7.3.1一般评价172

7.3.2单色中子174

7.3.3多色飞行时间中子175

7.3.4特殊技术178

7.3.5TOF中子的数据分析178

7.3.6中子的应用181

7.4电子衍射184

7.4.1透射电子显微镜184

7.4.2扫描电子显微镜184

7.4.3EBSD的应用187

7.5方法比较190

7.6结论192

参考文献192

第8章材料表面X射线衍射方法5

8.1引言5

8.2X射线反射率7

8.3低维材料的布拉格散射（晶体截断杆散射）211

8.3.1薄膜衍射211

8.3.2半无限体系的表面衍射213

8.4掠入射X射线衍射230

8.5实验几何233

8.6展望234

参考文献235

第9章不氧化物外延膜的微纳米结构239

9.1衍射振幅和强度240

9.1.1衍射振幅240

9.1.2衍射强度240

9.2相关体积242

9.2.1晶粒尺和形状242

9.2.2晶粒尺波动243

9.2.3晶粒形状起伏246

9.3晶格应变247

9.3.1统计247

9.3.2空间249

9.4应用实例252

9.5应变梯度254

9.5.1背景254

9.5.2应变分布反演254

9.5.3示例255

9.6结论256

参考文献257

第三部分相分析和相变

第10章Rietveld法定量相分析263

10.1引言263

10.2数学理论264

10.2.1基于Rietveld的方法264

10.2.2度提高267

10.2.3与热参数的关系269

10.3在矿物和材料研究中的应用271

10.3.1水热溶液的结晶物271

10.3.2能量色散衍射275

10.3.3矿物勘探中的定量相分析280

10.3.4雷诺杯285

10.3.5由QPA衍生的动力学在新型材料设计中的使用286

10.4结论291

参考文献291

第11章粉末衍射分析固体相变和其他间变化过程的动力学296

11.1引言296

11.2动力学概念298

11.2.1过程速率298

11.2.2温度依赖的过程速率301

11.2.3等温传导过程的速率定律303

11.2.4非等温传导过程的速率定律309

11.3通过粉末衍射跟踪过程动力学310

11.4原位和非原位测量模式比较311

11.5动力学过程的类型和实例315

11.5.1固体的局域成分保留不变315

11.5.2孤立固态体系中的局域浓度变化3

11.5.3与流体物质反应的固体成分变化322

11.6结论324

参考文献324

第四部分衍射方法和仪器

第12章实验室X射线粉末衍射仪：发展及案例335

12.1引言：历史简介335

12.2实验室X射线粉末衍射：仪器337

12.2.1概述337

12.2.2实验室X射线源的单色化339

12.2.3德拜-谢乐（-赫耳）几何341

12.2.4针孔单色技术342

12.2.5（准）聚焦几何342

12.2.6（准）聚焦几何的仪器偏差346

12.2.7平行光几何346

12.2.8近期的近期新发展353

12.3案例356

12.3.1平行光衍射法356

12.3.2二维衍射法359

参考文献360

第13章NIST参考标样校准实验室X射线衍射设备371

13.1引言371

13.2仪器线形函数372

13.3SRM、仪器和数据收集程序380

13.4数据分析方法386

13.5仪器检定和校验391

13.6结论400

参考文献401

第14章同步辐射衍射能、仪器和案例404

14.1引言404

14.2同步辐射源的基础物理学405

14.2.1辐射源存储环405

14.2.2自由电子激光和其他新兴的X射线源408

14.3采用高亮度光源的衍射应用409

14.3.1微衍射409

14.3.2表面和界面的衍射415

14.4高Q分辨率测量418

14.5波长可调的应用：共振散射419

14.5.1共振散射案例1：多重反常衍射4

14.5.2共振散射案例2：二元合金中短程局域相关的3λ确定422

14.5.3共振散射案例3：磁结构和相关长度的确定424

14.6未来展望：超快科学与相干426

14.6.1相干衍射426

14.6.2超快衍射427

参考文献427

第15章高能电子衍射能、仪器和案例431

15.1引言431

15.2仪器432

15.2.1基本原理432

15.2.2TEM中的衍射模式433

15.2.3飞秒电子衍射435

15.3TEM中的电子衍射方法436

15.3.动电子衍射（PED）436

15.3.2定量会聚电子束衍射（QCBED）437

15.3.3大角度会聚电子束衍射（LACBED）438

15.3.4大角度束衍射（LARBED）439

15.3.5衍射层析成像441

15.3.6实空间晶体学442

15.3.7电子相干衍射成像443

15.3.8应变分布的电子衍射444

15.结与展望445

参考文献445

第16章原位衍射测量：挑战、仪器和案例452

16.1引言452

16.2仪器和实验挑战453

16.2.1一般问题453

16.2.2吸收453

16.2.3探测方法的挑战455

16.3案例457

16.3.1电极材料的电化学原位研究和锂离子电池的工作态研究457

16.3.2电场中压电陶瓷的原位研究462

参考文献472

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