材料分析技術

前言

我們每天使用的所有物品都是由很多原材料或者一些材料的復合物組成的。我們在日常生活中使用不同的材料，像金屬、陶瓷、聚合物、半導體、合成物等。我們把材料的技術應用著眼于科學原理、加工和工程設計三方面。為了使大家在相關高度理解材料結構以及材料結構如何決定它的性質，在本書中我們介紹了基本的化學、物理及生物原理。為了滿足現(xiàn)代科技的要求，我們設計了制造材料的科學加工過程。最后我們重點關注材料在一些特殊場合的特別用處。也許原理中最顯著的特點是鑒別和重點關注加工、結構、性質和性能之間的內在關系和相互依賴性。材料的制備和性能分析組成了材料研究中最重要的最具決定性的方面，而精密尖端的儀器現(xiàn)在可以為廣泛的理解加工、結構和材料之間的相互作用提供一個各學科間的支持。本書的目的是為參加跨學科研究的本科四年級學生和研究生提供關于現(xiàn)代材料性能分析的入門課程。性能分析在近一個世紀以來一直是材料科學的支柱之一，現(xiàn)在由于納米科技的出現(xiàn)，它仍然涉及很多現(xiàn)代分析技術。本書重點關注了主要用于工程材料分析的各種儀器的原理和應用。本書收錄了近十年間每個作者關于相關內容的講座，而其中有一些材料源于作者為專業(yè)團體所撰寫的學術專著或作者自己的研究活動。我們感謝各個專業(yè)的學生，他們對材料性能分析的專業(yè)要求是我們完成本書的動力。我們希望這本書能夠一定程度上幫助現(xiàn)在和將來的學生們加強對材料的理解，尤其是對納米技術、納米醫(yī)療、納米工程等領域的理解。

內容概要

本書著重于工程材料分析中的各種常用現(xiàn)代儀器的原理和應用。本書共十一章，分別是接觸角在表面分析中的應用、X射線光電子能譜和俄歇電子能譜、掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡、X射線衍射、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、色譜分析、紅外光譜及紫外一可見光譜、宏觀和微觀熱分析以及激光共焦熒光顯微鏡等。內容涵蓋了樣品的制備和選擇及多種實用案例分析，有利于讀者對材料性能分析技術的理解掌握和實際應用。    本書是為參加跨學科研究的本科高年級學生和研究生提供的關于現(xiàn)代材料性能分析技術的實用教材。也可以為從事材料研究的工程技術人員提供參考。

作者簡介

作者：（新加坡）Sam Zhang （新加坡）Lin Li （新加坡）Ashok Kumar 譯者：劉東平 王麗梅 牛金海 等

書籍目錄

前言第一章  緒論第二章  接觸角在表面分析中的應用第三章  X射線光電子能譜和俄歇電子能譜第四章  掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡第五章  X射線衍射第六章  透射電子顯微鏡第七章  掃描電子顯微鏡第八章  色譜分析第九章  紅外光譜及紫外線-可見光譜第十章  宏觀和微觀熱分析第十一章  激光共焦熒光顯微鏡英漢詞匯對照

章節(jié)摘錄

插圖：利用設備在微米、納米及原子（埃）尺度上來研究材料的微結構、物理和化學性質，現(xiàn)代科學取得了巨大的進步。雖然可以依靠現(xiàn)有的技術如掃描和透射電子顯微鏡技術可以獲得結構信息，但對于材料局域電子結構、電勢和化學特異性的高清檢測仍是一個挑戰(zhàn)。1981年，在蘇黎世IBM公司由Binnig等研制成功了掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM）技術，利用STM可以對局域電子的性質進行研究。5年后，其創(chuàng)始人獲得了諾貝爾物理學獎?；谠谠咏饘籴樇夂蛯щ姳砻嬷g的量子力學隧穿，STM成為第一個在原子表面分辨圖像下可生成真實空間的設備，并帶動與之相關的新技術的發(fā)展。1986年，Binnig等[2]又開發(fā)了基于在針尖與樣品表面間以微懸臂對范德瓦爾斯力探測的原子力顯微鏡（atomic：force microscope，AFM）技術。Binnig等很快就意識到AFM能夠測試各種類型的力，比如磁力和靜電力，同樣也可探測化學相互作用。由于能夠在納米和原子量級上探測電流與力的雙重性能，在過去的20年AFM促進了各種掃描探針顯微鏡（sanning probe microscope，SPM）技術的快速發(fā)展。諸如AFM、磁力顯微鏡技術、靜電力顯微鏡技術、掃描電容顯微鏡技術、近場掃描光學顯微鏡技術等的出現(xiàn)，讓使用者們能在納米量級上研究材料的局域電子的、磁的、化學的、力學的、光學的與熱學的性質?，F(xiàn)已表明，SPM技術不僅可以成像，還能讓使用者在納米和原子量級上控制和修改局部結構和材料性能。于是，過去的20年SPM技術的利用得到高速增長，SPM技術被廣泛應用于各個科學領域，從凝聚物理學、化學、材料學到醫(yī)藥和生物學。毫不夸張地說，納米科技20年的高速發(fā)展得益于SPM技術的應用，同時也促進了新的SPM探測技術的發(fā)展。

編輯推薦

《材料分析技術》由科學出版社出版。

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