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第1章 X射线衍射及多晶体分析1

1.1 布拉格方程1

1.1.1 布拉格方程的导出2

1.1.2 布拉格方程的讨论2

1.2 X射线衍射方法4

1.3 单位细胞对X射线的散射与结构因子5

1.3.1 结构因数公式的推导6

1.3.2 几种点阵结构因数的计算7

1.4 洛伦兹数8

1.4.1 衍射的积分强度8

1.4.2 参加衍射的晶粒分数9

1.4.3 单位弧长的衍射强度9

1.4.4 角因数9

1.5 多晶体分析方法10

1.5.1 德拜-谢乐法成像原理10

1.5.2 德拜相的摄照10

1.5.3 德拜相机误差与修正12

1.5.4 立方系物质德拜相的标定13

1.5.5 相机的分辨率14

1.6 X射线衍射仪15

1.6.1 X射线测角仪15

1.6.2 X射线探测器16

1.6.3 X射线衍射的测量方法与实验参数18

第2章 X射线物相分析22

2.1 定性分析22

2.1.1 定性分析的原理和思路22

2.1.2 定性分析举例23

2.1.3 物相分析注意事项24

2.2 定量分析25

2.2.1 定量分析基本原理25

2.2.2 几种常见的定量分析方法26

2.3 衍射线的指标化30

2.3.1 立方晶系的衍射谱标定30

2.3.2 四方、六方的标定32

2.4 点阵参数的精确测定34

2.4.1 基本原理34

2.4.2 初始点阵参数的获得36

2.4.3 点阵参数测量误差36

2.4.4 精确测定点阵常数的方法37

2.4.5 实际应用40

2.5 晶粒尺寸和点阵畸变的测定43

2.6 全谱拟合精修45

2.6.1 标准数字参比谱全谱匹配顺序检索法45

2.6.2 计算谱权重叠加全谱拟合法47

2.6.3 Rietveld方法原理48

2.6.4 Rietveld精修的模型函数50

2.6.5 Rietveld全谱拟合的一般步骤51

2.6.6 Rietveld的精修参数分类及精修顺序51

第3章 残余应力的测定53

3.1 残余应力的种类53

3.2 X射线宏观残余应力测定原理55

3.2.1 弹性应力-应变关系55

3.2.2 X射线应力测定原理56

3.3 X射线宏观残余应力测定方法58

3.3.1 X射线应力仪法58

3.3.2 X射线衍射仪法61

3.4 X射线宏观残余应力测定实验操作61

3.4.1 样品处理61

3.4.2 实验条件62

3.4.3 数据处理63

第4章 织构测定与分析66

4.1 晶体取向与晶体学织构66

4.2 取向与织构的极图表达原理66

4.3 极图的测绘方法68

4.3.1 透射法69

4.3.2 反射法70

4.3.3 测量结果的校正71

4.3.4 极图的绘制72

4.3.5 极图分析73

4.4 反极图及其测绘73

4.4.1 反极图的测绘74

4.4.2 反极图的分析77

4.5 织构的取向分布函数表示法77

4.5.1 晶粒取向的欧拉角77

4.5.2 取向分布函数及其计算原理79

4.5.3 取向空间的划分80

4.5.4 取向分布函数分析80

第5章 电子衍射85

5.1 电子衍射原理85

5.1.1 布拉格定律85

5.1.2 倒易点阵与爱瓦尔德球作图法86

5.1.3 结构因子-倒易阵点的权重88

5.1.4 晶带定理与零层倒易截面89

5.1.5 标准零层倒易面90

5.1.6 偏离矢量与倒易阵点扩展91

5.1.7 电子衍射基本公式93

5.2 电子显微镜中的电子衍射94

5.2.1 磁转角94

5.2.2 有效相机常数95

5.2.3 选区电子衍射95

5.3 单晶体电子衍射花样标定97

5.3.1 单晶体电子衍射花样的标定程序97

5.3.2 钢中典型组成相的衍射花样标定101

5.3.3 电子衍射的计算机分析103

5.4 多晶电子衍射花样和相机长度标定104

5.5 其他复杂电子衍射谱106

5.5.1 单晶、多晶、非晶电子衍射谱和会聚束衍射比较106

5.5.2 高阶劳厄斑点107

5.5.3 超点阵斑点111

5.5.4 二次衍射斑点112

5.5.5 孪晶斑点113

5.5.6 菊池衍射花样116

第6章 衍射衬度像120

6.1 薄膜样品的制备120

6.1.1 薄膜样品的基本要求120

6.1.2 制备过程121

6.2 衍衬成像原理123

6.3 衍衬运动学简介124

6.3.1 基本假设125

6.3.2 理想晶体的衍射强度126

6.3.3 消光距离128

6.3.4 理想晶体衍衬运动学基本方程的应用129

6.3.5 非理想晶体的衍射衬度132

6.4 晶体缺陷分析132

6.4.1 层错133

6.4.2 位错135

6.4.3 小角晶界和大角晶界140

6.4.4 第二相粒子141

6.5 衍衬运动学理论的局限性142

第7章 扫描电子显微镜与电子探针显微分析144

7.1 扫描电子显微镜的工作原理及结构144

7.1.1 扫描电子显微镜的工作原理及特点144

7.1.2 扫描电子显微镜的结构145

7.2 扫描电子显微镜的成像及衍射技术148

7.2.1 低电压成像技术148

7.2.2 低真空成像技术149

7.2.3 环境扫描技术150

7.2.4 背散射电子成像技术151

7.3 扫描电子显微镜的应用152

7.3.1 金属材料方面的应用152

7.3.2 无机非金属材料方面的应用153

7.3.3 生物材料方面的应用154

7.3.4 背散射电子成像技术（EBSD）的应用155

7.4 电子探针显微分析157

7.4.1 电子探针显微分析的工作原理157

7.4.2 电子探针显微分析的结构157

7.4.3 电子探针显微分析的应用157

7.5 能谱分析159

第8章 材料测试新方法161

8.1 扫描隧道显微镜161

8.1.1 扫描隧道显微镜的基本原理161

8.1.2 扫描隧道显微镜的特点和应用162

8.2 原子力显微镜162

8.2.1 原子力显微镜的工作原理163

8.2.2 原子力显微镜的应用164

8.3 离子探针164

8.3.1 离子探针的结构与工作原理165

8.3.2 离子探针的特点及应用166

8.4 原子探针-场离子显微分析166

8.4.1 场离子显微镜的结构与工作原理166

8.4.2 原子探针-场离子显微镜的应用167

8.5 穆斯堡尔谱法168

参考文献172

附录1 常见晶体的标准电子衍射花样175

附录2 钢中相的电子衍射花样标定用数据表183