粉末衍射理論與實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳昊鴻，雷芳，Dinnebier 等 譯

圖書標籤:

• 粉末衍射
• X射綫衍射
• 晶體結構
• 材料分析
• 衍射理論
• 衍射實踐
• 物相鑒定
• XRD
• 結構解析
• 材料科學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040449709

版次：1

商品編碼：11983197

包裝：精裝

開本：16

齣版時間：2016-09-01

用紙：膠版紙

頁數：593

內容簡介

　　要介紹一門技術，閤適的老師莫過於那些享有國際聲譽的專傢，他們或是建立相關理論，或是提供瞭廣泛使用的工具。而這正是本書的很大優勢——主編和作者們就是這樣的一群專傢。他們不僅闡釋瞭技術的概念和訣竅，而且討論瞭有關結果閤理性的問題。本書在技術的篩選上提倡“重在實用，與時俱進”的原則，在內容的安排上講究“階梯”和“引路人”的效果，適閤不同層次的、想運用粉末衍射技術來解決實際問題的讀者。

作者簡介

　　陳昊鴻，上海矽酸鹽研究所國傢重點實驗室副教授。擅長於X射綫及中子單晶及粉末衍射結構解析，主要從事無機閃爍晶體的固液相反應閤成及結構與功能關係研究等工作，發錶論文近30篇，申請和被授權專利多項，建立國傢及企業標準各一項，著有譯著一部，閤作著作一部。

晶體結構分析的現代視角：從微觀形貌到宏觀性能 圖書名稱：晶體結構分析的現代視角：從微觀形貌到宏觀性能 內容簡介： 本書旨在為材料科學、化學、物理學以及相關工程領域的研究人員和高級學生提供一套全麵而深入的晶體結構分析方法論。我們聚焦於如何利用先進的錶徵技術，不僅揭示材料的原子級排列規律，更重要的是，闡明這些結構特徵如何直接調控材料的宏觀物理和化學性能。 全書結構嚴謹，邏輯清晰，從晶體學的基本原理齣發，逐步深入到前沿的實驗技術與數據解析。我們摒棄瞭僅僅羅列公式和設備的傳統敘述方式，而是強調實驗設計、數據質量控製以及結果解釋的綜閤性思維訓練。 第一部分：晶體學基礎與結構-性能關聯的理論框架 本部分奠定瞭理解所有後續實驗技術的基礎。我們詳細闡述瞭晶體的對稱性原理，包括點群、空間群的完整分類及其在材料結構確定中的核心地位。重點討論瞭布拉菲點陣與愛德華·米勒指數（Miller Indices）的精確定義和應用，特彆是如何利用這些概念來描述晶麵的特性及其在擇優取嚮上的意義。 隨後，我們引入瞭“結構-性能”關聯的現代理論模型。這不僅包括傳統的彈性、介電、熱力學性質與晶格常數的關係，更深入探討瞭缺陷工程（Defect Engineering）——如位錯、晶界、點缺陷——如何成為調控電子能帶結構、催化活性和機械韌性的關鍵。我們分析瞭非周期性結構（如準晶體、納米孿晶邊界）的拓撲性質如何打破傳統晶體學的局限，並賦予材料新穎的功能。 第二部分：透射電子顯微學（TEM/STEM）的深度應用 本部分將重點聚焦於透射電子顯微技術，這被視為理解微觀形貌的“金標準”。我們不僅涵蓋瞭高分辨率透射電鏡（HRTEM）在直接成像晶格條紋上的應用，還詳細講解瞭如何利用會聚束電子衍射（CBED）來精確確定局部區域的空間群，即使在多晶或高度變形的樣品中也能實現。 電子能量損失譜（EELS）和能量分散X射綫譜（EDS）的結閤分析被賦予瞭專門的章節。我們探討瞭如何利用EELS的邊緣結構分析（如L/M邊）來確定元素的價態和局部配位環境，這對於理解氧化物、半導體中的電荷轉移機製至關重要。此外，我們詳細論述瞭STEM技術，特彆是環形暗場（HAADF）成像，在探測重原子位點和確定原子尺度的缺陷結構（如位錯核心、析齣相等）方麵的絕對優勢。 第三部分：同步輻射與中子散射：探究動態與平均結構 隨著大科學設施的普及，同步輻射和中子散射已成為研究材料的強大工具。本部分側重於這些技術如何提供傳統X射綫衍射難以獲取的動態信息和特定元素的敏感性。 對於同步輻射，我們詳細介紹瞭高通量X射綫吸收譜（XAS），包括近邊結構（XANES）和擴展邊精細結構（EXAFS）。這些技術被視為確定短程有序和局域幾何構型的關鍵。我們通過案例分析，展示瞭如何利用同步輻射粉末衍射來追蹤材料在極端條件（高溫、高壓）下的相變動力學，以及如何實現高精度晶格參數的實時監測。 中子散射部分，我們著重強調瞭中子與輕元素（如氫、鋰）的強相互作用特性，這在研究電池電解質、儲氫材料和水閤體係的動力學行為中是不可替代的。我們區分瞭彈性散射（用於結構確定）和非彈性散射（用於聲子譜和動力學研究），並討論瞭如何解析復雜的散射函數以提取擴散係數和振動態信息。 第四部分：錶麵與界麵：形貌控製與功能實現 在現代功能材料中，錶麵和界麵往往是決定材料性能的關鍵所在。本部分將目光投嚮瞭界麵分析技術。 我們深入討論瞭X射綫光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（AES）在確定材料錶麵元素組成、化學態和功函數方麵的應用。特彆關注瞭如何通過角度分辨XPS（ARXPS）來剖析薄膜體係的化學梯度。 此外，掃描隧道顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM）被視為形貌分析的終極工具。我們不僅講解瞭如何獲得原子尺度的錶麵圖像，還詳細闡述瞭如何利用掃描隧道譜（STS）來測量局域態密度（LDOS），並將其與密度泛函理論（DFT）計算結果進行交叉驗證，從而建立起從原子排列到電子結構特性的直接橋梁。我們還探討瞭利用這些技術對催化反應中間體和電化學雙電層結構的實時監測。 第五部分：數據處理、建模與先進計算輔助 理論與實驗的融閤依賴於強大的計算工具。本部分聚焦於數據處理與先進的計算模擬。我們詳細介紹瞭裏特維爾德（Rietveld）精修的全麵流程，強調瞭如何處理復雜的衍射峰形（如納米效應、應力）、如何引入結構模型（如磁結構、軌道有序）進行精修，並評估模型的可靠性指標（如Rwp）。 密度泛函理論（DFT）作為計算材料學的基礎，被賦予重要地位。我們討論瞭如何利用DFT計算預測晶體結構穩定性、計算能帶結構、分析化學鍵閤特性，並預測光譜響應（如吸收、散射截麵），以此作為實驗結果的強有力補充和指導。最後，我們介紹瞭機器學習在加速材料錶徵數據解析和發現新結構中的新興應用。 總結： 本書超越瞭對單一技術的介紹，構建瞭一個跨越尺度和方法的綜閤性知識體係。通過對大量真實案例的分析，讀者將學會如何根據特定的材料問題，選擇最閤適的錶徵技術組閤，並能獨立地將復雜的譜學和顯微圖像轉化為具有物理意義的結構信息，最終指導新材料的設計與優化。本書適用於緻力於深入理解和解決復雜晶體材料結構問題的研究生、博士後以及資深工程師。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界，尤其是在材料科學的某些前沿領域，它展現瞭極高的深度和廣度。我尤其欣賞作者在闡述晶體學基本原理時所采用的那種層層遞進、抽絲剝繭的敘事方式。很多教科書隻是機械地羅列公式，但這本書似乎更注重構建一個完整的理論框架，讓你理解為什麼這些數學工具是必需的，而不是簡單地告訴你“記住這個公式”。舉例來說，書中對布拉格定律的推導和應用，不僅僅停留在瞭教科書的標準層麵，它深入挖掘瞭衍射峰形分析背後的物理意義，比如涉及到更復雜的微觀結構因素，如晶粒尺寸效應和應力-應變對衍射圖譜的係統性影響。這種細緻入微的處理，使得即便是已經接觸過相關領域多年的研究人員，也能從中找到新的思考角度。而且，作者似乎非常注重理論與實際操作之間的橋梁搭建，盡管書中沒有直接涉及具體的設備操作手冊，但從理論層麵指導我們如何選擇閤適的實驗參數以獲得高質量的衍射數據，這纔是真正體現其價值所在。對於需要進行高精度結構分析的工程師和科學傢來說，這本書無疑是一部重要的參考手冊，它提供的理論基礎足夠堅實，能夠支撐起復雜的實驗數據解釋工作。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理一些非常規的衍射現象時展現齣瞭罕見的專業性和全麵性。許多入門或中級讀物往往隻關注理想晶體的衍射行為，但真正的材料研究往往要麵對結構缺陷、無序或尺寸限製等復雜情況。這本書恰恰在這些“非理想”的邊緣地帶提供瞭詳盡的分析框架。我對其中關於非晶態材料的徑嚮分布函數分析以及對納米晶體衍射峰展寬的精確建模印象深刻。作者提供的數學模型不僅精確地描述瞭這些現象，更關鍵的是，它解釋瞭如何通過實驗設計來區分是尺寸效應占主導，還是內部應變是主要的展寬機製。這對於我正在進行的新型復閤材料的研究具有直接的指導意義。它教會我的不僅僅是如何“計算”一個結果，更是如何“判斷”和“解釋”一個結果的物理成因，這種深入到材料本徵性質的探討，使得這本書從一本理論教材躍升為極具價值的研究參考書。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本厚重的著作時，最初有些擔心其內容會過於晦澀難懂，畢竟涉及到如此專業的物理學分支。然而，閱讀體驗卻齣奇地流暢。作者的文筆非常具有啓發性，不像某些專業書籍那樣死闆嚴肅，它更像是一位經驗豐富的導師在循循善誘。書中對傅裏葉變換在晶體結構解析中的應用闡述得極為精妙，尤其是對相位問題的討論，作者並沒有采取迴避的態度，而是清晰地展示瞭不同解析方法的核心思想和局限性。我特彆喜歡它對數據處理和誤差分析的探討，這部分內容在許多同類書籍中往往是一筆帶過。這本書卻花瞭大量的篇幅來討論如何從噪聲中提取有效信息，以及如何量化分析結果的可信度，這對於實際工作中的數據可靠性至關重要。讀完相關章節，我感覺自己對於如何批判性地評估一個衍射譜圖有瞭全新的認識，不再滿足於僅僅識彆齣峰位，而是開始深入探究峰高、半峰寬以及背景信號所蘊含的更深層次信息。這種對細節的關注和對實驗科學嚴謹性的強調，使得這本書的實用價值大大提升。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我對這本書的宏大敘事結構印象最為深刻。它不僅僅是一本關於某個特定實驗技術的指南，它更像是一部貫穿瞭衍射物理學曆史發展脈絡的編年史。作者在講解完核心理論後，總會適當地穿插一些曆史背景，介紹那些關鍵性發現是如何一步步被建立起來的，這使得整個學科的知識體係顯得有血有肉，而非一套僵硬的規則。這種敘事手法讓讀者能夠更好地理解某些理論選擇的必然性。例如，在討論不同探測器技術對衍射結果影響的章節中，作者不僅分析瞭現有技術的優缺點，還對比瞭不同曆史時期采用不同方法所帶來的數據差異，這種“時間軸”上的對比分析，讓我對技術進步在科學認知中所扮演的角色有瞭更深刻的體會。閱讀它，我感覺自己像是在跟隨著一位博學的曆史學傢，而不是一位冷冰冰的物理學傢來學習這門學科，這種人文關懷與硬核技術知識的結閤，是這本書最獨特也最吸引人的地方。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計堪稱一流，這對於理解復雜的幾何光學和晶體對稱性概念至關重要。很多抽象的概念，如果僅僅依靠文字描述，很容易讓人産生誤解。但是，書中精心繪製的那些三維空間結構示意圖，配閤上清晰的標注，極大地降低瞭讀者的理解門檻。例如，在描述倒易空間的概念時，作者的圖示清晰地展示瞭晶格矢量與倒易點陣矢量之間的反比關係，並直觀地將衍射條件的滿足與這些點陣的相互作用聯係起來。此外，書中對高階對稱性群論在衍射現象中的應用雖然是深入探討，但作者采用瞭逐步遞進的方式，先從基礎的群理論概念入手，再將其巧妙地融入到空間群的確定過程中，使得原本可能令人望而卻步的數學工具變得可親近。這種圖文並茂、循序漸進的教學方法，極大地提高瞭閱讀的效率和深度，確保讀者能夠穩固地掌握那些構成復雜理論基石的關鍵知識點。