矿物X射线粉晶鉴定

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页数:756
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出版时间:2011-1
价格:298.00元
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isbn号码:9787560967738
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  • 矿物X射线粉晶鉴定手册
  • 工具书
  • 地质学
  • 中国
  • 矿物学
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具体描述

《矿物X射线粉晶鉴定手册(图谱)》主要内容简介:自1895年由伦琴发现X射线以来,可利用X射线分辨的物质系统越来越复杂。从简单物质系统到复杂的生物大分子,x射线已经为我们提供了大量关于物质晶体结构的信息。X射线粉晶衍射分析已渗透到物理、化学、地球科学、生命科学、材料科学以及各种工程技术科学领域,尤其是在矿物、岩石、矿床、地球化学、石油、地层、古生物、构造地质等学科得到广泛应用。在物相定性和定量分析中,x射线粉晶衍射法是不可或缺的最有效、最快捷的方法之一。

随着我国科学实验技术水平的提高,大多数科研机构、大专院校及工矿企业都配备了x射线粉晶衍射仪。尽管仪器操作很简单,然而数据的分析却是一个复杂的过程。当然,现在的x射线粉晶衍射仪都配备有各式各样的计算机分析软件,但都不能满足测试分析者直观的要求,特别是那些需要分析数据而又接触粉晶衍射方法少的研究人员。为了使x射线粉晶衍射分析方法得到进一步的普及与应用,我们主要针对岩石矿物收集整理了这本《矿物x射线粉晶鉴定手册(图谱)》。本手册共收集矿物861种,含自然元素、碳化物及相关化合物、硫化物、氧化物和氢氧化物、卤化物、碳酸盐及相关盐类、硫酸盐及相关盐类、磷酸盐及相关盐类、硅酸盐(岛状、环状、链状、层状、架状、沸石)等9大类矿物。

晶体世界的微观探秘:一场由X射线驱动的物质识别之旅 想象一下,我们手中握着一块古老而沉默的石头,它可能来自深邃的地壳,承载着亿万年的地质故事,又或许是来自遥远星辰的信使,闪烁着宇宙初生的微光。我们如何才能真正认识它?如何揭开它隐藏的身份,了解它的构成,洞悉它蕴含的奥秘?答案就藏在我们肉眼看不见的微观世界里,而一把神奇的钥匙——X射线,正引领我们进入这个由原子排列构成的精密晶体王国。 本书并非一本枯燥的定理推演手册,也不是一本堆砌数据的资料汇编。它是一次引人入胜的探险,一场将理论与实践巧妙融合的探索。我们所关注的,正是那些构成地球,乃至宇宙万物的基本砖块——矿物,以及它们那令人惊叹的、高度有序的内部结构。而揭示这一切秘密的利器,便是X射线衍射(XRD)技术。 X射线:穿越物质的无形之眼 X射线,作为一种具有强大穿透力的电磁波,对我们来说既熟悉又陌生。我们在医院里利用它窥探人体的骨骼,在机场安检时用它检查行李,但当它以一种更加精妙的方式被引导和解析时,它便成为了识别物质身份的“微观指纹识别器”。 如同我们每个人都有独一无二的指纹一样,每一种晶体物质,由于其原子在空间中以特定的规律排列,也拥有其独特的X射线衍射图谱。当X射线束照射到矿物晶体表面时,晶体内部的原子层会像无数面微小的镜子一样,将X射线按照一定的角度散射出去。这些散射出去的X射线,在空间中相互干涉,形成一系列明暗相间的衍射斑点或衍射峰,这就是我们所说的“X射线衍射图”。 这些衍射图的“位置”(角度)和“强度”(高度),是由晶体的原子种类、原子间的距离、以及原子在空间中的排列方式(晶格结构)所共同决定的。打个比方,就像同一个音符,在不同的乐器上演奏,会产生不同的音色和音量。X射线穿过不同的晶体,衍射出的“音符”(衍射峰)的“音高”(衍射角)和“音量”(衍射强度)也各不相同。 晶体结构:大自然的精密设计 在深入X射线衍射之前,我们有必要先对晶体的结构有一个初步的认识。晶体,顾名思义,并非杂乱无章的原子集合,而是由基本结构单元(原子或离子)按照特定的三维空间规律性地重复排列而形成的。这种重复排列构成了一个无限延伸的“晶格”,而晶格中的最小重复单元则被称为“晶胞”。 晶胞的大小、形状、以及其内部原子或离子的位置,共同决定了晶体的宏观性质,例如它的硬度、解理、光学特性等。更重要的是,这些精密的原子排列方式,直接决定了X射线衍射的“独特性”。不同的晶体结构,会产生不同的衍射图。例如,立方晶系、四方晶系、六方晶系、单斜晶系、三斜晶系等,它们各自的晶胞参数和对称性差异,都会在X射线衍射图上留下清晰的印记。 X射线衍射技术的实践:从样品到身份的蜕变 本书并非仅仅停留在理论的海洋,而是将重点放在X射线衍射技术在矿物鉴定中的实际应用。我们将带领读者一步步了解,如何从一块未知的矿物样品,最终准确地识别出它的身份。 1. 样品制备:让微观世界有序呈现。 任何分析都需要合格的样品。对于X射线衍射分析而言,样品的制备至关重要。我们可能需要将大块的矿物研磨成细小的粉末,以确保X射线能够均匀地穿透并与足够多的晶体颗粒发生衍射。更重要的是,粉末的细度和均匀度会直接影响衍射峰的质量。对于一些特殊的样品,比如薄膜或定向样品,则需要采用不同的制备方法。 2. 仪器操作:捕捉微观世界的信号。 X射线衍射仪,就像一台精密的“扫描仪”,它能够精确地控制X射线的发射角度,并接收和记录衍射信号。本书将详细介绍不同类型的X射线衍射仪,它们的工作原理,以及如何进行常规的操作和参数设置。例如,扫描速度、扫描范围、阳极靶材的选择(如铜靶、钼靶等),这些参数的选择都会影响最终的衍射图。 3. 数据采集与处理:从散乱信号到规律图谱。 当X射线衍射仪完成扫描后,我们得到的是一组包含衍射角和衍射强度的原始数据。这些数据经过仪器内置的软件处理,便可以转化为直观的X射线衍射图。衍射图通常以二维图谱的形式呈现,横坐标为衍射角(通常用2θ表示),纵坐标为衍射强度。每一个衍射峰,都代表着X射线在特定角度的衍射。 4. 图谱解析:解锁矿物的身份信息。 这是整个鉴定过程的核心。我们如何从这些密密麻麻的衍射峰中解读出矿物的身份呢?这需要借助庞大的矿物衍射数据库。每一个已知的矿物,都有其在数据库中记录的标准衍射图谱。我们的目标,就是将采集到的未知样品的衍射图,与数据库中的标准图谱进行比对。 峰的位置(衍射角): 数据库中记录了每一种矿物最强衍射峰的衍射角,以及其他一些重要衍射峰的衍射角。通过比对未知样品的衍射峰位置,我们可以初步筛选出可能匹配的矿物。 峰的强度: 数据库中也记录了每一种矿物的衍射峰强度。虽然强度受到样品制备、仪器状态等多种因素的影响,但相对强度的分布仍然是重要的鉴定依据。 晶面间距(d值): 根据布拉格方程(nλ = 2d sinθ),我们可以从衍射角计算出晶面间距。不同的晶体结构,其不同晶面的间距是固定的。通过计算和比对d值,可以更精确地识别矿物。 晶系和晶格参数: 通过对一系列衍射峰进行系统分析,我们可以确定样品的晶系,并计算出其晶胞参数。这是对矿物结构进行更深入表征的关键。 5. 定性与定量分析:识别与量化。 X射线衍射技术不仅可以进行定性分析,即识别出矿物的种类,还可以进行定量分析,即测定样品中各矿物组分的含量。通过分析不同矿物衍射峰的强度比例,结合一定的算法(如Rietveld方法),我们可以估算出样品中不同矿物的百分比。这在矿产资源勘探、地质工程、材料科学等领域具有重要意义。 超越鉴定:X射线衍射的广阔应用 矿物鉴定只是X射线衍射技术的一个重要应用方向。本书还将触及X射线衍射在更广泛领域的应用,展现其强大的科学价值: 材料科学: 无论是陶瓷、金属、聚合物,还是新兴的纳米材料,X射线衍射都是研究其晶体结构、相组成、晶粒尺寸、织构等关键性能的重要手段。了解材料的微观结构,是优化其宏观性能的基础。 地质学与地球化学: 除了鉴定常规的矿物,X射线衍射还可以研究岩石的成因、变质作用、矿床的形成过程,以及土壤、沉积物等物质的组成。 考古学: 通过分析古代陶器、金属器、建筑材料的物相组成,可以推断其制造工艺、原料来源,甚至了解古代文明的技术水平。 环境科学: 研究大气颗粒物、水体沉淀物、工业废弃物中的晶体相,有助于理解污染物的迁移转化过程,评估环境风险。 生物学与医学: 尽管生物体主要由非晶态物质构成,但一些生物矿化产物(如骨骼、牙齿、结石)的晶体结构研究,以及一些生物活性药物的晶型分析,也离不开X射线衍射。 致敬科学精神:精密仪器下的求知渴望 本书的编写,旨在向读者展示X射线衍射技术作为一种强大而精密的科学工具,如何以前所未有的方式,帮助我们揭示物质世界的微观奥秘。它不仅是物理学、化学、地质学等学科交叉融合的产物,更是人类不断追求知识、探索未知的智慧结晶。 我们相信,通过对X射线衍射原理的深入理解,以及对实际操作和数据解析的详细阐述,本书将为每一位对晶体世界充满好奇的读者,打开一扇通往微观领域的大门。它将启发您用全新的视角去审视我们身边的物质,去发现那些隐藏在普通之下的非凡。这是一场关于晶体、关于X射线、关于探知一切的科学之旅,而您,将是这场旅行中最重要的一位参与者。 这本书,将引导您不仅仅是“看”到矿物,更是“理解”它们。理解它们如何诞生,如何演变,以及它们在构成这个丰富多彩的世界中扮演着怎样不可或缺的角色。这是一次关于知识的积累,更是一次关于科学精神的传承。

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用户评价

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这本书的装帧设计颇具匠心,封面选用了沉稳的深蓝色调,搭配烫金的书名字体,透露出一种专业而又不失典雅的气质。纸张的选择也相当考究,厚实而富有质感,阅读时手感极佳,即便是长时间翻阅也不会感到疲惫。内页的排版清晰明了,图文并茂,尤其是那些高分辨率的晶体结构图和衍射图谱,细节丰富,让人一目了然。作者在章节的过渡上也处理得非常流畅,逻辑性很强,使得整个阅读过程如同一次精心组织的探险之旅,层层递进,引人入胜。虽然涉及的是相对硬核的科学领域,但通过这种精良的制作,这本书在视觉和触觉上都提供了极高的享受,让人愿意反复把玩、细细品味。对于任何一位重视书籍物理体验的读者来说,这本实体书的品控绝对是值得称赞的。

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我发现这本书在阐述复杂理论时的叙事方式非常独特,它似乎不是单纯地堆砌公式和数据,而更像是一位经验丰富的老教授在用他毕生的心得向你娓娓道来。它没有采取那种教科书式的刻板说教,而是巧妙地穿插了许多历史背景和实际应用案例。例如,在讲解衍射原理时,作者会追溯到布拉格父子的早期实验,并对比不同历史时期鉴定技术的进步,这种“讲故事”的方法极大地降低了初学者的入门门槛。而且,书中的语言风格在保持严谨性的同时,又充满了人文关怀,使得那些原本枯燥的物理化学概念变得生动起来。我个人尤其欣赏作者在处理那些“陷阱”知识点时的细致入微,总能提前预判到读者可能产生的疑惑,并给出富有启发性的解答。

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这本书的结构编排堪称典范,简直是为自学爱好者量身定做的学习路径图。它采取了一种由浅入深、螺旋上升的知识构建模式。开篇部分对晶体学基础知识的复习非常到位,确保了不同背景的读者都能跟上进度。随后,难度逐步攀升,但每增加一个新概念,都会立刻提供大量的例题和相应的解题思路分析,使得学习者能够及时巩固所学。更妙的是,作者在每章末尾都设置了“思考与拓展”环节,这些问题往往具有很强的开放性,激发读者主动去探索相关文献或进行模拟计算。这种循序渐进的教学设计,极大地提升了阅读的参与感和学习的内驱力,让人感觉每翻过一页,自己对这门学科的掌握又深了一层。

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作为一本参考资料,它的索引和术语表的制作达到了近乎苛刻的细致程度。我试着查找了几个在业内经常混淆或容易遗漏的专业词汇,发现它们不仅被准确地标注在正文页码上,而且在书末的术语表中,其定义和相关公式都得到了清晰的提炼和总结。这种对细节的极致追求,对于需要在高压环境下快速检索信息的专业人士来说,无疑是巨大的便利。此外,书中的图例和表格的标注系统也做得非常一致和规范化,极大地减少了信息解码的时间成本。总而言之,这本书在“工具性”和“参考价值”方面做到了极致,它不仅仅是一本书,更是一个可靠、易用的专业资料库,体现了编著者对科研工作流程的深刻理解。

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从内容深度来看,这本书的广度令人印象深刻。它不仅仅停留在基础的理论框架之上,而是深入到了许多前沿和细分领域。我注意到其中专门辟出了章节来讨论微区分析技术与粉晶数据的结合应用,以及在材料科学中,如何利用特定的晶型变化来预测材料的宏观性能。这种多维度、跨学科的视角,让这本书的价值远远超出了单一的鉴定手册范畴。它更像是一部综合性的材料表征工具书,为研究生和科研人员提供了坚实的理论支撑和实践指导。对我而言,最宝贵的是它对数据处理和误差分析的详尽讨论,作者没有回避实际工作中可能遇到的各种“不完美”数据,而是提供了切实可行的修正思路,这在很多同类书籍中是很少见的。

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