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最新更新时间:2017/11/1 21:46:00  访问数量:5205
黄继武
个人简介

黄继武

男  湖南宁乡人

材料物理学博士,博士生导师,教授级高级实验师。

实验中心主任。

承担X射线衍射的教学与科研实验。

出版教材:《多晶材料X射线衍射实验原理方法与应用》;《材料科学与工程实验教程》;《金属材料科学与工程实验教程》。

联系方式:

办公电话:0731-88836426

手机:13077388763

Email:406089079@qq.com

huangjw@csu.edu.cn

办公地点:特冶楼103。



课程名称:《材料结构分析》,《粉末X射线衍射技术及其应用》,《现代分析测试技术及其工程应用》

教学对象:本科生,硕士研究生,博士研究生

教学课时:40,32,24

教学内容:

1 X射线物理

2 X射线衍射原理

3 衍射实验方法与应用

4 粉末衍射仪操作与应用

5 基本数据处理

6 物相定性分析

7 物相定量计算

8 结晶度计算

9 晶胞参数精修

10 指标化

11 微结构(晶粒尺寸与微观应变)分析

12 残余应力计算

13 WPF-Rietveld whole pattern fit

14 高级数据处理

15 WPF-Maud的应用

16 织构测量与分析


科研方向
_________________________________________________________________________________________

主要研究方向:

工业铝合金研究与应用;

WC-Co硬质合金组织与性能研究;

材料微观结构与表征方法研究。


学术成果
_________________________________________________________________________________________

近期发表的主要论文:

 

Effects of carbon content on microstructure and properties of WC-20Co cemented carbides.Journal of Refractory Metals and Hard Materials 42(2014)228-232

Effects of deep cryogenic treatment on the microstructure and properties of WC-11Co cemented carbides with various carbon contents.Journal of Alloys and Compounds 620(2015)116-119

Microstructure and properties of 7A52 Al alloy welded joint, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 1003-6326, 2008.8

Aging Characteristics of 7A52 Al-Zn-Mg Alloy, Materials Science Forum, 1662-9752, 2007.2

罐体用3104大铸锭均匀化过程中的组织性能演变, 中南大学学报(自然科学版), 1672-7207, 2013.5

均匀化处理温度对6082铝合金组织和性能的影响, 中南大学学报(自然科学版), 1672-7207, 2012.3

稳定化退火对5B01合金性能和织构转变的影响, 特种铸造及有色合金, 1001-2249, 2012.10

不同时效工艺对6063铝合金组织和力学性能的影响, 机械工程材料, 1000-3738, 2013.3

7A52铝合金MIG焊接头的X射线衍射分析, 焊接学报, 0253-360X, 2007.10

7A52铝合金的焊接热模拟, 材料科学与工艺, 1005-0299, 2008.10

时效工艺对7A52铝合金晶间腐蚀和剥蚀行为的影响, 中南大学学报(自然科学版), 1672-7207, 2007.8

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响, 热加工工艺, 1001-3814, 2012.1

7A52铝合金原位加热过程中的物相转变与热膨胀系数测量, 兵器材料科学与工程, 1004-244X, 2007.7

双级时效对7A52铝合金组织与性能的影响, 中南大学学报(自然科学版), 1672-7207, 2007.10

均匀化处理对7A52铝合金组织和性能的影响, 中南大学学报(自然科学版), 1672-7207, 2006.12

均匀化处理对7055合金硬度和电导率的影响, 稀有金属, 0258-7076, 2004.2

编写的主要教材:

多晶材料X射线衍射-实验原理方法与应用冶金工业出版社,2012,普通高等教育十二五规划教材黄继武,李周编著,潘清淋,徐国富主审。

内容提要:

  本书详细讲述粉末X射线衍射的实验原理、方法及其应用,同时也介绍了粉末X射线衍射实验设备、样品制备方法及技巧,以及通用X射线衍射实验数据处理软件Jade, Maud等软件的操作方法。

  对于X射线衍射实验按实验目的分章讨论了实验原理、实验方法、数据处理方法及实验技巧。实用性、可操作性和技巧性是本书的特点。

  实验原理根据实用原则进行简单讲述,实验操作步骤具体,注意事项全面。

  对于不具备X射线衍射实验技术知识的读者,可作为入门教材。

  对于有一定基础的读者及仪器操作人员,通过阅读本书将对实验技术水平的提高很有帮助。全书内容全面,用词浅显易懂,各章安排有序而又独立,作为参考书可根据需要选阅相应章节内容。本书可作为本科生、硕士生和博士生的实验教学用书,也可作为专业技术人员和仪器操作人员的工具书。

目 录

1 X射线衍射仪的操作与数据测量 1

1.1 多晶X射线衍射仪的基本原理与构造 1

1.1.1 X射线发生器 2

1.1.2 测角仪 4

1.1.3 X射线强度测量记录系统 9

1.2 X射线辐射防护 10

1.3 X射线衍射仪使用的注意事项 10

1.4 多晶衍射样品的制备方法 10

1.4.1 块体样品的制备 11

1.4.2 粉末样品的制备 12

1.4.3 平板试样制备的其它一些问题 13

1.5 测量方式和实验参数的选择 15

1.5.1 X射线波长的选择 15

1.5.2 X射线的单色方法选择 15

1.5.3 管压管流选择 16

1.5.4 狭缝的选择 16

1.5.5 扫描参数选择 17

1.6 Rigaku D/max 2500型X射线衍射仪操作实例 18

2 Jade的基本操作 21

2.1 Jade的功能 21

2.2 Jade的用户界面和基本功能操作 21

2.2.1 窗口功能 22

2.2.2 菜单功能 22

2.2.3 主工具栏和编辑工具栏 23

2.2.4 弹出菜单 28

2.2.5 基本显示操作按钮 28

2.2.6 状态栏 30

2.3 程序设置 30

2.3.1 显示设置(display) 31

2.3.2 仪器参数 (Instrument) 31

2.3.3 报告内容设置(Report) 33

2.3.4 个性化设置 (Misc) 34

2.4 数据文件格式与读入文件 34

2.4.1 读入衍射数据文件 34

2.4.2 读入文件的参数设置 35

2.5 建立PDF数据库检索文件 41

2.5.1 建立PDF卡片索引的方法 41

2.5.2 建立ICSD数据库索引 42

2.6 寻峰 44

2.6.1 寻峰操作 44

2.6.2 寻峰报告 46

2.7 图谱拟合 47

2.7.1 拟合参数设置 47

2.7.2 手动拟合方式 48

2.7.3 拟合函数和误差 49

2.7.4 全谱拟合 49

2.7.5 单峰拟合 50

2.7.6 分段拟合 51

2.7.7 拟合报告 52

2.7.8 拟合数据的输出 54

2.8 打印预览 57

2.8.1 安装打印机 57

2.8.2 打印预览窗口 58

2.8.3 布局设置 60

3 Jade的高级操作 63

3.1 多谱操作 63

3.1.1 多谱读入 63

3.1.2 多谱操作 64

3.1.3 多谱比较 66

3.1.4 多谱显示与打印 67

3.1.5 多谱合并 69

3.1.6 多谱拟合 70

3.1.7 多谱拟合计算结晶度 72

3.2 根据d值计算衍射面指数 73

3.3 检索PDF光盘 75

3.4 根据晶体结构计算XRD谱图 78

4 物相定性分析 81

4.1 物相的含义 81

4.2 物相检索原理 81

4.3 ICDD PDF卡片 82

4.4 PDF卡片的检索与匹配 85

4.5 物相定性分析的实验方法 87

4.5.1 图谱扫描 87

4.5.2 Jade物相检索的条件设置 87

4.5.3 Search/Match Display窗口 90

4.5.4 确定物相 92

4.5.5 根据强峰检索物相 92

4.5.6 物相检索结果的输出 93

4.6 物相定性分析实例 95

4.6.1 Al-Zn-Mg合金的物相分析 95

4.6.2 RuO2的物相检索 99

4.6.3 一个黏土矿物物相检索实例 102

4.7 X射线衍射物相检索的特点和局限性 107

4.7.1 粉末法X射线衍射物相检索的特点 107

4.7.2 粉末法X射线衍射物相分析的局限性 107

5 传统物相定量方法 109

5.1 质量分数与衍射强度的关系 109

5.2 K值法定量 110

5.2.1 K值法原理 110

5.2.2 K值法定量的实验方法 111

5.3 绝热法 112

5.3.1 绝热法定量的原理 112

5.3.2 绝热法定量的实验方法 113

5.4 定量分析实例 113

5.4.1 氧化铁的质量分数计算(绝热法) 113

5.4.2 Al-Zn-Mg合金中析出相MgZn2的质量分数计算(绝热法) 120

5.4.3 未知物相的RIR值测量和定量分析 125

5.4.4 K值法定量分析实例 129

5.4.5 含非晶相和未知相的物相定量实例 130

5.5 传统定量分析的优点与缺点 135

5.5.1 传统定量分析的优点 135

5.5.2 传统定量分析的缺点 135

6 计算结晶化度 136

6.1 结晶度的概念 136

6.2 结晶度的测量方法 136

6.2.1. 绝对结晶度测量 136

6.2.2. 相对结晶度的测量 138

6.3 结晶度计算实例 138

6.3.1 用纯样法计算陶瓷析晶过程中的结晶度 138

6.3.2 差异法求绝对结晶度 141

6.3.3 大米淀粉相对结晶度计算 142

6.3.4 陶瓷材料相对结晶度计算 146

6.4 其它结晶度计算方法 147

6.4.1 石英的结晶度指数 148

6.4.2 石墨化度测量 152

7 计算点阵常数 158

7.1 点阵常数精确计算的原理与误差来源 158

7.1.1 衍射仪法测量点阵常数的原理 158

7.1.2 衍射仪测量点阵常数的误差来源 159

7.2 内标法校正仪器误差 161

7.2.1 实验方法 161

7.2.2 内标法的使用方法及其优缺点 164

7.2.3 内标法的应用实例 164

7.3 外标法校正仪器误差 168

7.3.1 外标法原理 168

7.3.2 实验方法 168

7.3.3 外标法校正和点阵常数精确计算实例 170

7.4 精确计算点阵常数的注意事项 171

7.5 实例分析 172

7.5.1 ZrB2-ZrB双相的点阵常数精确计算 172

7.5.2 未知物相的点阵常数精确计算 178

8 计算晶粒大小及微观应变 181

8.1 材料微结构与衍射峰形的关系 181

8.2 测量仪器半高宽的方法 187

8.3 计算微晶尺寸与微应变的方法 190

8.4 实例分析 191

8.4.1 CoAl2O4尖晶石微晶尺寸和比表面积的计算 191

8.4.2 热处理对CoAl2O4尖晶石微晶尺寸与微观应变的影响 194

8.5 峰形分析的注意事项 196

9 残余应力测量 199

9.1 残余应力 199

9.2 残余应力的测量原理 200

9.3 实验方法 201

9.3.1 样品准备 201

9.3.2 仪器与数据测量 202

9.3.3 沿深度方向的应力梯度测量: 202

9.3.4 测量图谱 202

9.3.5 数据处理 203

9.4 计算实例 204

9.4.1 测量铝合金抛丸处理后表面的残余应力 204

9.4.2 测量WC-Co硬质合金深冷处理后表面应力 209

9.4.3 轴承钢沿深度方向的残余应力分布 213

10 Rietveld全谱拟合精修-Jade 216

10.1 Rietveld结构精化方法 216

10.2 全谱拟合精修过程 217

10.3 物相的读入 222

10.3.1 结构相与非结构相 222

10.3.2 物相的添加 223

10.4 全局变量精修 225

10.4.1 背景精修 225

10.4.2 无定形峰精修 226

10.4.3 样品和仪器校正 228

10.5 物相参数精修 228

10.5.1 峰形函数和峰形参数精修 228

10.5.2 半高宽精修 229

10.5.3 其它非原子参数精修 229

10.6 物相原子参数精修 230

10.7 精修控制 231

10.7.1 全局精修控制 231

10.7.2 物相精修控制 232

10.8 精修显示与结果输出 234

10.8.1 精修指标 234

10.8.2 精修报告 235

10.8.3 打印精修报告 236

10.9 全谱拟合精修应用实例 238

10.9.1 多相混合物的定量分析 238

10.9.2 含择尤取向物相精修 248

10.9.3 含非晶相的多相精修 254

10.9.4 加内标的物相精修定量 262

10.9.5 晶格常数精修 264

11 Rietveld全谱拟合精修-Maud 274

11.1 Maud的功能与安装 274

11.1.1 Maud的功能 274

11.1.2 软件下载与安装 274

11.2 软件自带的例子 278

11.3 简单精修 284

11.4 调整精修参数 294

11.5 含非晶相的样品处理 299

11.6 含织构样品的定量分析 303

参考文献 319