材料分析技術(shù)

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(fù)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(dǎo)體、合成物等。我們把材料的技術(shù)應(yīng)用著眼于科學(xué)原理、加工和工程設(shè)計(jì)三方面。為了使大家在相關(guān)高度理解材料結(jié)構(gòu)以及材料結(jié)構(gòu)如何決定它的性質(zhì)，在本書中我們介紹了基本的化學(xué)、物理及生物原理。為了滿足現(xiàn)代科技的要求，我們設(shè)計(jì)了制造材料的科學(xué)加工過程。最后我們重點(diǎn)關(guān)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(diǎn)是鑒別和重點(diǎn)關(guān)注加工、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和性能之間的內(nèi)在關(guān)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(jié)構(gòu)和材料之間的相互作用提供一個(gè)各學(xué)科間的支持。本書的目的是為參加跨學(xué)科研究的本科四年級學(xué)生和研究生提供關(guān)于現(xiàn)代材料性能分析的入門課程。性能分析在近一個(gè)世紀(jì)以來一直是材料科學(xué)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(shù)。本書重點(diǎn)關(guān)注了主要用于工程材料分析的各種儀器的原理和應(yīng)用。本書收錄了近十年間每個(gè)作者關(guān)于相關(guān)內(nèi)容的講座，而其中有一些材料源于作者為專業(yè)團(tuán)體所撰寫的學(xué)術(shù)專著或作者自己的研究活動(dòng)。我們感謝各個(gè)專業(yè)的學(xué)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(dòng)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(xué)生們加強(qiáng)對材料的理解，尤其是對納米技術(shù)、納米醫(yī)療、納米工程等領(lǐng)域的理解。

內(nèi)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(yīng)用。本書共十一章，分別是接觸角在表面分析中的應(yīng)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(nèi)容涵蓋了樣品的制備和選擇及多種實(shí)用案例分析，有利于讀者對材料性能分析技術(shù)的理解掌握和實(shí)際應(yīng)用。    本書是為參加跨學(xué)科研究的本科高年級學(xué)生和研究生提供的關(guān)于現(xiàn)代材料性能分析技術(shù)的實(shí)用教材。也可以為從事材料研究的工程技術(shù)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(yīng)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(shè)備在微米、納米及原子（埃）尺度上來研究材料的微結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)性質(zhì)，現(xiàn)代科學(xué)取得了巨大的進(jìn)步。雖然可以依靠現(xiàn)有的技術(shù)如掃描和透射電子顯微鏡技術(shù)可以獲得結(jié)構(gòu)信息，但對于材料局域電子結(jié)構(gòu)、電勢和化學(xué)特異性的高清檢測仍是一個(gè)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(shù)，利用STM可以對局域電子的性質(zhì)進(jìn)行研究。5年后，其創(chuàng)始人獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?；谠谠咏饘籴樇夂蛯?dǎo)電表面之間的量子力學(xué)隧穿，STM成為第一個(gè)在原子表面分辨圖像下可生成真實(shí)空間的設(shè)備，并帶動(dòng)與之相關(guān)的新技術(shù)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(shù)。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(xué)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(jìn)了各種掃描探針顯微鏡（sanning probe microscope，SPM）技術(shù)的快速發(fā)展。諸如AFM、磁力顯微鏡技術(shù)、靜電力顯微鏡技術(shù)、掃描電容顯微鏡技術(shù)、近場掃描光學(xué)顯微鏡技術(shù)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(xué)的、力學(xué)的、光學(xué)的與熱學(xué)的性質(zhì)?，F(xiàn)已表明，SPM技術(shù)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(jié)構(gòu)和材料性能。于是，過去的20年SPM技術(shù)的利用得到高速增長，SPM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，從凝聚物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)到醫(yī)藥和生物學(xué)。毫不夸張地說，納米科技20年的高速發(fā)展得益于SPM技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)也促進(jìn)了新的SPM探測技術(shù)的發(fā)展。

編輯推薦

《材料分析技術(shù)》由科學(xué)出版社出版。

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