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绪言1

第一章 X射线物理与X射线机3

第一节 X射线的本质3

第二节 X射线谱4

1.2.1 白色射线4

1.2.2 标识射线4

第三节 X射线的散射和吸收6

1.3.1 散射现象6

1.3.2 吸收现象7

1.3.3 X射线强度的衰减与吸收系数7

1.3.4 吸收跳变和吸收边7

1.3.5 吸收边的实际应用8

1.4.2 黑度与曝光量10

1.4.1 照相效应10

第四节 X射线的照相效应、荧光效应和电离效应10

1.4.3 荧光效应11

1.4.4 电离效应11

第五节 发生X射线的装置11

1.5.1 X射线管11

1.5.2 X射线机的基本电路13

1.5.3 X射线机的基本构造14

1.5.4 X射线机的使用和操作16

第六节 X射线的生理作用及其防护16

1.6.1 X射线的生理作用18

1.6.2 X射线工作的保安技术18

第二章 晶体对X射线的衍射20

第一节 晶体结构的一般性质20

2.1.1 晶体结构的共同规律20

2.1.2 点阵的性质21

2.1.3 14种布拉维空间格子22

2.1.4 晶胞24

2.1.5 面网族的符号24

2.1.6 面网间距与晶胞参数间的关系25

2.1.7 倒易点阵的基本概念26

第二节 晶体结构对X射线的衍射效应28

2.2.1 原子对X射线的散射28

2.2.2 简单晶体结构对X射线的衍射效应和布拉格公式28

2.2.3 一般晶体结构对X射线的衍射效应30

2.2.4 衍射系统消光的概念32

2.2.5 获得晶体衍射花样的三种基本方法34

第三节 粉晶的X射线衍射35

2.3.1 粉晶法在X射线物相分析中的意义35

2.3.2 粉晶X射线衍射的方向36

2.3.3 粉晶X射线衍射的强度37

第三章 粉晶照相技术40

第一节 德拜-谢乐相机40

3.1.1 常规的德拜-谢乐相机40

3.1.2 特殊的德拜-谢乐相机43

3.1.3 双圆旋转单晶相机43

第二节 样品的制备和安装43

3.2.1 粉晶柱的制作43

3.2.2 样品柱的安装和调节44

第三节 底片的安装方式与德拜图的图形45

3.3.1 不对称式德拜图45

3.3.2 对称式德拜图46

3.3.3 倒置式德拜图46

第四节 德拜-谢乐法中掠射角和反射面网间距的计算47

3.3.4 半分式德拜图47

第五节 德拜图的测量和计算49

3.5.1 不对称式德拜图的测量和计算49

3.5.2 对称式德拜图的测量和计算50

3.5.3 吸收误差的修正52

3.5.4 内标法校正误差55

第六节 d尺56

3.6.1 用d尺求面网间距值d的原理56

3.6.2 d尺的制作57

3.6.3 d尺的使用58

第七节 Kα衍射线与Kβ衍射线的鉴别及Kα双重线的鉴别59

3.7.1 德拜图上Kα线与Kβ线的鉴别59

3.7.2 Kα1线与Kα2线的鉴别60

3.8.1 相对强度的目估法61

第八节 照相法衍射强度的估计和测量61

3.8.2 强度标法62

3.8.3 光度计法64

第九节 德拜图的分辨能力65

3.9.1 德拜图的分辨率65

3.9.2 影响德拜图分辨能力的间接因素67

第十节 德拜图的背景及其产生的原因67

3.10.1 晶体非完美性引起的背景67

3.10.2 白色射线引起的背景68

3.10.3 空气散射引起的背景68

3.10.4 样品荧光辐射引起的背景69

第十一节 德拜图上的异常线及伪线69

3.11.1 德拜图上的异常线69

3.11.2 德拜图上的伪线71

3.12.2 不对称式聚焦相机72

第十二节 聚焦法72

3.12.1 聚焦原理72

3.12.3 对称式背射聚焦相机74

3.12.4 晶体单色器74

3.12.5 纪尼叶相机76

第四章 粉晶衍射仪技术77

第一节 粉晶衍射仪的几何光学77

4.1.1 粉晶衍射仪的一般特点77

4.1.2 工作原理77

第二节 粉晶衍射仪的结构79

4.2.1 X射线发生器79

4.2.2 测角计80

4.2.3 辐射探测器81

4.2.4 检测记录装置83

4.2.5 单色化装置85

4.2.6 高温和低温装置86

第三节 测角计的光路调节和角度校准87

4.3.1 光路调节和零位校准87

4.3.2 角度读数的校正88

第四节 样品的制备89

4.4.1 制备样品的方法89

4.4.2 样品制备中应注意的因素90

第五节 扫描方式和衍射强度分布图91

4.5.1 连续扫描及其强度分布图91

4.5.2 步进扫描及其强度分布图92

第六节 衍射数据的测量93

4.6.1 衍射峰2θ位置的测量93

4.6.3 选压衍射峰的分解95

4.6.2 衍射强度Ⅰ的测量95

第七节 实验条件的选择96

4.7.1 辐射波长的选择97

4.7.2 光源宽度的选择97

4.7.3 样品厚度的选择97

4.7.4 狭缝系统的选择98

4.7.5 分辨能力和强度的关系98

4.7.6 扫描速度与时间常数的选择和配合99

4.7.6 典型目的的实验条件选择100

第八节 与照相法的比较101

5.1.1 指标化的概念及意义103

5.1.2 晶胞参数已知时衍射线的指标化103

第一节 粉晶法衍射线的指标化103

第五章 衍射线的指标化及晶胞参数的精确测定103

5.1.3 晶胞参数未知时衍射线的指标化105

5.1.4 衍射线指标化的图解法107

5.1.5 衍射线指标化的伊藤法109

第二节 粉晶法精确测定晶胞参数的原理116

5.2.1 精确测定晶胞参数的意义116

5.2.2 精确测定晶胞参数的途径和方法116

第三节 德拜图系统误差的性质118

5.3.1 半径误差118

5.3.2 底片均匀伸缩误差118

5.3.3 偏心误差119

5.3.4 吸收误差120

5.3.5 总的角误差120

5.4.1 图解外推法精确测定等轴晶系晶体的晶胞参数121

5.4.2 图解外推法精确测定中级晶族晶体的晶胞参数122

第五节 德拜图精确测定晶胞参数的最小二乘法124

5.5.1 最小二乘法原理124

5.5.2 晶胞参数精确测定的柯亨最小二乘法125

第六节 聚焦相机法精确测定晶胞参数130

第七节 衍射仪法精确测定晶胞参数130

第二节 单一物相的鉴定132

第一节 粉晶X射线物相分析的基本原理132

6.2.1 概述132

第六章 物相的粉晶X射线分析方法132

6.2.2 直接对比德拜图或衍射强度分布曲线的鉴定法133

6.2.3 应用JCPDS卡片的鉴定法134

6.2.4 应用《矿物伦琴射线鉴定手册》的鉴定法140

6.2.5 应用《矿物X射线粉晶鉴定手册》的鉴定法144

6.2.6 电子计算机自动检索X射线粉晶衍射谱方法144

6.2.7 物相鉴定过程中应注意的问题145

第三节 混合物相的定性分析147

6.3.1 方法的原理147

6.3.2 直接对比德拜图或衍射强度分布曲线的分析法148

6.3.3 对比衍射数据进行分析的一般过程148

6.3.4 芬克索引的使用152

6.3.5 混合物相定性分析中应注意的问题154

第四节 混合物相的定量分析159

6.4.1 方法的原理159

6.4.2 直接分析法(纯品标准法)160

6.4.3 内标准法161

6.4.4 稀释法164

6.4.5 基体清洗法165

6.4.6 自清洗法167

6.4.7 混合物相定量分析中存在的问题168

第五节 粉晶X射线物相分析法中的一般问题之探讨169

6.5.1 样品纯度的问题169

6.5.2 样品结晶度的问题169

6.5.3 样品吸收的影响170

6.5.4 分辨能力的问题170

6.5.5 最低可见度的问题170

6.5.6 背景和存在杂线的问题171

6.5.7 曝光和显影条件的问题171

第六节 X射线物相分析法的特点及其应用范围171

第七章 粘土矿物的粉晶X射线物相分析法174

第一节 粘土矿物的概念和特点174

7.1.1 粘土矿物的基本概念174

7.1.2 粘土矿物晶体结构的特点174

第二节 粘土矿物X射线分析粉晶样品的制备176

7.2.1 样品的分选176

7.2.2 样品的处理178

7.2.3 X射线衍射仪分析的样品制片178

第三节 粘土矿物的X射线定性分析180

7.3.1 各族主要粘土矿物的X射线衍射特征180

7.3.2 各族主要粘土矿物的X射线定性分析186

7.4.1 半定量分析的原理及其影响因素192

7.4.2 粘土矿物的X射线半定量分析法192

第四节 粘土矿物的X射线半定量分析192

第五节 粘土矿物结晶度的估计193

7.5.1 结晶度对衍射峰的影响193

7.5.2 主要粘土矿物的结晶度估计194

第六节 粘土矿物的粉晶X射线物相分析中的一般问题之探讨197

8.1.1 类质同象的概念和X射线测定其成分的原理199

第一节 类质同象系列矿物成分的测定199

8.1.2 测定的方法和实例199

第八章 粉晶X射线物相分析法在矿物学中的应用199

8.1.3 固溶极限的测定206

第二节 多型的鉴别207

8.2.1 多型的概念207

8.2.2 多型的鉴别208

8.3.1 有序-无序结构的概念209

8.3.2 测定有序-无序结构的基本原理209

第三节 晶体结构有序-无序状态的测定209

8.3.3 长石的有序-无序结构的概念211

8.3.4 碱性长石有序-无序结构状态的测定方法212

第四节 德拜图的图解外推法求精确的晶胞参数212

8.3.5 斜长石的成分及其结构状态的测定220

第四节 X射线地质温度计和压力计221

8.4.1 基本原理221

8.4.2 X射线地质温度计222

8.4.3 X射线地质压力计224

附表及附图226

附表1 常用靶的K系发射线之波长和强度及激发电压226

附表2 对于常用靶Kβ辐射的滤波片226

附表3 矿物中主要元素对常用靶Ka辐射的质量吸收系数μm227

附表4 常用靶Ka之间λ/λR的换算系数228

附表5 a-石英对CuKa辐射的某些衍射线之2θ值228

附表6 等轴、四方、六方晶系衍射指数平方和表229

附图1 四方晶系布恩图234

附图2 六方及三方晶系的布恩图235

附表7 sin2θ值和cos2θ值表236

附表8 ？(？+？)值表238

附表9 刚玉(a-Al2O2)主要衍射线的相对强度240

主要参考书240