X射线多晶衍射数据Rietveld精修及GSAS软件入门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑振环，李强 著

图书标签:

• X射线衍射
• Rietveld精修
• GSAS
• 多晶材料
• 结构分析
• 粉末衍射
• 材料科学
• 晶体学
• 数据处理
• 软件应用

出版社： 中国建材工业出版社

ISBN：9787516014561

版次：1

商品编码：12154618

包装：平装

开本：16

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：120

字数：110000

编辑推荐

　　《X射线多晶衍射数据Rietveld精修及GSAS软件入门》一书具有很强的实用性，可以作为材料、化学以及地质等领域学习X射线多晶衍射Rietveld法结构精修和GSAS软件的研究人员的入门参考书，也可以作为本科生、研究生教学的实验教材

内容简介

　　Rietveld法全谱拟合已成为X射线多晶衍射修正晶体结构的重要方法。本书共分为四章，侧重从操作示例介绍Rietveld法的基本原理和精修过程。第1章简要介绍Rietveld法的发展概况和基本原理。第2章介绍精修软件EXPGUI-GSAS的安装和使用界面。第3章介绍Rietveld法X射线多晶衍射数据的实验测试，并以简单例子演示EXPGUI-GSAS精修过程以及结果的提取和图谱绘图。第4章给出了三个提高练习示例，包括创建仪器参数文件、含非晶混合物的定量分析以及占位修正等。

内页插图

目录

第1章　Rietveld法结构精修
　1.1　Rietveld法结构精修发展概况
　1.2　Rietveld法基本原理
　1.3　参数修正顺序与结果判据
　　1.3.1　参数修正的顺序
　　1.3.2　精修的数值判据
　　1.3.3　精修的图示判断
　1.4　精修过程出现的问题和对策
　1.5　Rietveld法结构精修的应用
　　1.5.1　修正晶体结构
　　1.5.2　相变研究和点阵常数测定
　　1.5.3　物相定量分析
　　1.5.4　晶粒尺寸和微应变测定

第2章　EXPGUI-GSAS软件安装与界面介绍
　2.1　GSAS软件简介
　2.2　EXPGUI-GSAS软件的安装
　2.3　EXPGUI-GSAS软件界面介绍
　　2.3.1　菜单栏
　　2.3.2　选项卡界面
　　2.3.3　EXPGUI帮助内容

第3章　EXPGUI-GSAS结构精修起步
　3.1　精修前的准备工作
　　3.1.1　衍射数据的测定
　　3.1.2　衍射数据的转换
　　3.1.3　初始结构的获取
　3.2　EXPGUI精修简单示例
　　3.2.1　生成EXP文件
　　3.2.2　精修过程
　　3.2.3　常见问题
　3.3　精修结果提取与绘图
　　3.3.1　精修结果提取
　　3.3.2　精修图谱绘图

第4章　EXPGUI-GSAS提高练习
　4.1　仪器参数文件的建立
　　4.1.1　基本知识
　　4.1.2　操作过程
　4.2　物相（含非晶）定量分析
　　4.2.1　基本原理
　　4.2.2　衍射数据测试
　　4.2.3　精修过程
　4.3　Le Bail法拟合以及约束的使用
　　4.3.1　问题描述
　　4.3.2　精修过程

参考文献

前言/序言

　　X射线多晶衍射技术用于分析材料的相结构、相组成、晶粒大小、晶粒取向以及微结构等，是研究多晶材料结构与性能间关系的重要手段，广泛应用于材料、化学、物理、地质、建筑、航空航天以及医药等领域。但是X射线多晶衍射具有固有的缺点，衍射峰重叠严重，丢失了大量有用的结构信息。1967年荷兰晶体学家Hugo M.Rietveld提出了利用计算机对中子多晶衍射数据进行全谱拟合的方法，克服了过去多晶衍射数据仅利用积分强度的不足，充分利用了衍射谱的所有信息，可以获得多晶材料的结构信息。1977年，Rietveld法扩展到了X射线多晶衍射数据的分析。随着计算机的发展和普遍应用，Rietveld法得到了完善和广泛应用，目前已经成为X射线多晶衍射修正晶体结构的重要方法。
　　《X射线多晶衍射数据Rietveld精修及GSAS软件入门》一书内容总共包含四章，侧重从操作示例介绍Rietveld法的基本原理和精修过程。第1章简要介绍了Rietveld法结构精修的发展概况、基本原理、精修策略及主要应用。第2章主要介绍常用精修软件EXPGUI-GSAS的安装、使用界面以及各种参数的意义。第3章简要介绍精修用X射线多晶衍射数据的测定要求以及实验条件的选择，并以简单例子演示EXPGUI-GSAS软件的操作过程、精修结果的提取以及精修图谱的绘图。第4章给出了三个提高练习示例，包括创建仪器参数文件、含非晶混合物的定量分析以及占位修正等。
　　本书可以作为材料、化学以及地质等领域学习X射线多晶衍射数据Rietveld法结构精修和GSAS软件的入门参考资料，也可以作为本科生、研究生的实验教材。
　　本书第1章由李强教授编写，第2～4章由郑振环编写。书中一些具体数据和操作示例来源于一些已经发表的文献，已列于参考文献，在此向原作者表示感谢。
　　由于作者的水平有限，书中难免存在错误和不足之处，诚恳地希望广大读者批评指正。

探索材料微观世界的利器：X射线衍射（XRD）技术概览 X射线衍射（XRD）技术，作为一种非破坏性、无损检测手段，已在材料科学、化学、物理学、地质学、药学乃至考古学等众多领域扮演着至关重要的角色。它能够揭示物质的微观结构信息，如同为我们打开了一扇窥视原子排列世界的窗口。本文将深入浅出地介绍X射线衍射的基本原理、关键技术及其在不同领域的应用，旨在为相关从业人员和研究者提供一个全面而深入的理解。 一、 X射线衍射的基本原理：布拉格定律的奥秘 X射线衍射的核心原理基于布拉格定律（Bragg's Law）。当一束X射线照射到晶体材料上时，晶体内部的原子会像微小的散射中心一样，将X射线向各个方向散射。由于晶体具有周期性的原子排列，这些散射的X射线在特定方向上会发生相干叠加，形成衍射峰。 布拉格定律精确地描述了发生相干叠加的条件： nλ = 2d sinθ 其中： n 是整数，代表衍射级数。 λ 是入射X射线的波长。 d 是晶体中原子层之间的晶面间距。 θ 是入射X射线与晶面之间的夹角，也称为布拉格角。 当X射线以不同的角度（θ）照射到晶体上时，只有满足布拉格定律的特定角度，才会观察到强烈的衍射峰。每一个衍射峰都对应着晶体中一种特定的晶面族，其衍射角（2θ）则直接反映了该晶面族的间距（d）。通过测量和分析这些衍射峰的位置、强度和宽度，我们就能推断出材料的晶体结构、晶格参数、物相组成、晶粒尺寸、微应变甚至择优取向等关键信息。 二、 X射线衍射的关键技术与仪器：洞察微观结构的工具 实现X射线衍射分析，需要专门的仪器设备和成熟的技术方法。 1. X射线源： 产生X射线的核心设备。常见的X射线源包括X射线管，通过高能电子轰击金属靶材（如铜、钼、钴等）产生连续的X射线谱和特征X射线谱。特征X射线具有特定的波长，是进行衍射分析的主要光源。 2. 样品台与探测器： 样品台： 用于固定和旋转样品，以保证X射线能够照射到材料的各个方向。对于粉末样品，通常采用旋转样品台以获得更具代表性的衍射图谱。 探测器： 用于接收和记录衍射X射线。常用的探测器有闪烁探测器、比例计数器、半导体探测器等，它们能够将接收到的X射线信号转化为电信号，并记录下来。 3. X射线衍射仪（XRD仪）： 这是进行X射线衍射分析的核心仪器。典型的XRD仪由X射线源、样品室、测角仪（控制X射线源和探测器的角度）、计数器和数据处理系统组成。根据几何构型和探测方式的不同，XRD仪又可分为多种类型，例如： 衍射仪： 最常见的类型，通过扫描角度来记录衍射强度。 成像探测器XRD： 可以同时记录大角度范围的衍射信息。 4. 样品制备： 良好的样品制备是获得高质量衍射图谱的前提。对于粉末样品，需要研磨至细小均匀的颗粒，避免大颗粒引起的择优取向。对于块状样品，需要抛光表面以减少表面粗糙度对衍射信号的影响。 5. 数据采集与分析： 数据采集： XRD仪通过扫描2θ角度范围，记录不同角度下的衍射强度，形成X射线衍射图谱（XRD Pattern），即强度-角度（I-2θ）曲线。 数据分析： 对衍射图谱进行分析是XRD技术的核心。这通常包括： 峰识别与精确定位： 找出图谱中存在的衍射峰，并精确测定其2θ角度。 物相鉴定： 将实验衍射峰与标准衍射数据库（如JCPDS/ICDD数据库）进行比对，识别出样品中存在的晶体物相。 晶格参数测定： 利用衍射峰的位置计算晶体各轴向的晶格常数。 晶粒尺寸和微应变分析： 通过分析衍射峰的宽度，结合谢乐公式（Scherrer equation）等方法，估算晶体的平均晶粒尺寸和内部微应变。 定量物相分析： 通过比较不同物相衍射峰的强度比例，估算出样品中各物相的含量。 结构精修： 更高级的分析技术，如Rietveld精修，可以利用全谱拟合的方法，通过建立和优化晶体结构模型来精确确定晶格参数、原子坐标、占位度、微观应力等细节信息。 三、 X射线衍射在各领域的广泛应用：洞察物质世界的利器 X射线衍射技术凭借其独特的优势，在科研和工业生产中拥有极其广泛的应用。 1. 材料科学与工程： 物相分析与鉴定： 确定材料的晶体结构，是进行材料性能研究的基础。例如，在陶瓷、合金、聚合物、复合材料等领域，XRD是鉴别和控制物相组成的标准方法。 相变研究： 监测材料在不同温度、压力或气氛下的相变过程，了解相变机理和条件。 晶粒尺寸与形貌分析： 了解材料的微观结构对宏观性能的影响，例如，细小的晶粒通常能提高材料的强度。 应力与形变分析： 测量材料内部的残余应力和宏观形变，对于理解材料的力学行为至关重要，尤其在焊接、锻造等工艺后。 缺陷与畴结构研究： 探测材料中的位错、孪晶等缺陷，以及铁电、铁磁材料中的畴结构。 2. 化学与化工： 催化剂研究： 监测催化剂的晶体结构变化、活性相的形成与失活过程，为催化剂的设计与优化提供依据。 晶体工程： 研究和设计具有特定结构和性能的新型晶体材料，例如，多孔材料（MOFs）的合成与表征。 聚合物结晶度分析： 确定聚合物的结晶度，这直接影响其力学性能、光学性能和加工性能。 药物晶型研究： 药物的晶型（多晶型）直接影响其溶解度、生物利用度和稳定性，XRD是药物晶型分析的必备手段。 3. 地质学与矿物学： 矿物鉴定： 识别岩石和土壤中的矿物成分，为地质勘探、资源评价和环境保护提供信息。 矿物成分分析： 确定矿物的含量，为地球化学研究和矿物加工提供数据。 古环境研究： 通过分析沉积岩中的矿物组成，重建古代的地质环境和气候变化。 4. 考古学： 文物鉴定： 分析古代陶瓷、金属器、颜料等文物的成分和制作工艺，为文物保护和研究提供线索。 遗址分析： 研究古代遗址的土壤成分，了解古代人类的活动和生活方式。 5. 电子与半导体行业： 薄膜材料表征： 分析半导体薄膜、功能薄膜等的晶体结构、取向和质量，对于电子器件的性能至关重要。 器件失效分析： 诊断电子器件中的晶体结构问题，找出失效原因。 四、 总结与展望 X射线衍射技术以其强大的信息获取能力，已经成为理解和控制物质微观结构的关键工具。从基础研究到工业应用，XRD都发挥着不可替代的作用。随着X射线源的进步（如同步辐射光源）、探测器技术的提升以及计算方法的不断发展，XRD在精细结构分析、原位表征、多尺度成像等方面的能力将得到进一步增强。未来的XRD技术将更加智能化、集成化，并有望在新能源、生物医药、纳米材料等前沿领域展现出更广阔的应用前景，持续推动科学技术的进步。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对于如何准确地从X射线衍射图谱中提取晶体结构信息感到困惑。Rietveld精修作为一种强大的结构分析方法，其理论基础和实际操作都存在一定的门槛。在寻找相关学习资料的过程中，这本书的书名立刻吸引了我的注意。它似乎能够系统地介绍Rietveld精修的原理，并且重点讲解了GSAS软件的应用，这正是目前我急需解决的问题。我希望通过阅读这本书，能够深入理解Rietveld方法的精髓，掌握GSAS软件的操作技巧，从而能够独立地完成多晶衍射数据的精修工作，并能够自信地解释和分析所得的结构参数。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚刚接触X射线多晶衍射研究的初学者，我一直被各种专业术语和复杂的理论所困扰。市面上有很多书籍，但我总觉得它们要么过于理论化，要么又过于碎片化，很难系统地掌握Rietveld精修这一核心技术。这本书的标题让我眼前一亮，它明确指出了“入门”，并且包含了“Rietveld精修”和“GSAS软件”，这正是我目前最需要的。我希望能通过这本书，逐步建立起对衍射理论的认知，并学会如何使用GSAS这款强大的软件来进行数据处理和精修。希望它能用一种易于理解的方式，一步步引导我掌握这项技术，而不是让我望而却步。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找有关X射线衍射的入门资料，尤其对Rietveld精修方法很感兴趣，因为这是我工作中经常需要用到的一个关键技术。在网上浏览了很久，偶然看到了这本书的介绍，感觉内容介绍得非常详尽，从理论基础到软件操作都涵盖了。尤其令我期待的是，它似乎能帮助我理解Rietveld精修背后复杂的数学原理，而不是仅仅停留在“调参”的层面。我希望这本书能够清晰地解释模型的建立、参数的意义，以及如何解读精修结果，以便我能够更深入地理解我的实验数据。

评分☆☆☆☆☆

作为一名研究生，我的研究方向涉及材料的相结构分析，X射线衍射（XRD）是我的主要实验手段之一。一直以来，我都在努力学习Rietveld精修技术，因为它是从衍射数据中获取精确晶体结构信息的最有效方法。然而，市面上关于Rietveld精修和常用软件（如GSAS）的系统性入门书籍并不多见。这本书的书名非常契合我的需求，我希望它能以清晰易懂的语言，深入浅出地讲解Rietveld精修的理论基础、基本步骤以及GSAS软件的具体操作方法，能够帮助我快速上手，并独立完成我的实验数据的精修工作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名材料学研究人员，在研究过程中经常需要进行晶体结构分析，其中X射线衍射（XRD）是必不可少的工具。Rietveld精修方法在晶体结构确定和精细结构分析方面有着举足轻重的作用，但相关的学习资源往往不够系统和全面。当我看到这本书的标题时，我立刻意识到这可能是我一直在寻找的资料。它明确指出了“Rietveld精修”以及“GSAS软件入门”，这意味着它不仅会讲解理论，还会提供实践操作的指导。我期待这本书能帮助我扎实地掌握Rietveld精修的基本原理，并熟练运用GSAS软件进行数据处理，从而更有效地进行我的材料研究。

评分☆☆☆☆☆

书并不厚，但的确很基础，入门很好

评分☆☆☆☆☆

太薄了

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挺好的不错

评分☆☆☆☆☆

书并不厚，但的确很基础，入门很好

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

太薄了

评分☆☆☆☆☆

书并不厚，但的确很基础，入门很好

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快就一个字！

评分☆☆☆☆☆

太薄了