材料現(xiàn)代分析技術(shù)

前言

　　材料、信息和能源是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展的三大領(lǐng)域，而材料又是信息和能源發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是重中之重，可以說沒有先進(jìn)材料就沒有現(xiàn)代科技。然而，對材料的科學(xué)分析是獲得先進(jìn)材料的核心環(huán)節(jié)，也是材料科學(xué)工作者的必備知識?！　　恫牧犀F(xiàn)代分析技術(shù)》是在朱和國、王恒志編著的國家“十一五”規(guī)劃教材《材料科學(xué)研究與測試方法》基礎(chǔ)上全面改版而成，主要體現(xiàn)在各章節(jié)中圖表的部分更新，特別是織構(gòu)、高分辨、熱分析和光譜分析等章節(jié)，刪去了應(yīng)用較少的卷積內(nèi)容，增加了高分辨的理論基礎(chǔ)及熱分析的應(yīng)用舉例，擴(kuò)充了紅外與拉曼光譜及其應(yīng)用，從而使該書的結(jié)構(gòu)更合理、內(nèi)容更充實(shí)。全書主要包括晶體學(xué)基礎(chǔ)、X射線的衍射分析及應(yīng)用、電子衍射分析及應(yīng)用、表面分析技術(shù)、熱分析技術(shù)和光譜分析技術(shù)等內(nèi)容。書中所涉及的材料包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、非晶材料、復(fù)合材料等。對每章內(nèi)容均作了提綱式的小結(jié)，便于讀者復(fù)習(xí)和掌握所學(xué)內(nèi)容，對一些重要的分析方法，還列舉了相關(guān)的分析實(shí)例，幫助讀者深刻領(lǐng)會(huì)材料研究的科學(xué)思路，懂得該分析什么、為何分析及怎么分析。全書力求內(nèi)容深度適中，表述繁簡結(jié)合，通俗易懂?！　”緯悄暇├砉ご髮W(xué)一線教師共同努力、辛勤耕耘的結(jié)果。全書共11章并有附錄，第1章～第9章及附錄由朱和國編寫；第10章由杜宇雷、朱和國編寫；第11章由趙軍編寫，全書由朱和國統(tǒng)稿，劉金強(qiáng)主審?！　　?/pre>


內(nèi)容概要
　　《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》首先介紹了晶體學(xué)基礎(chǔ)知識，然后系統(tǒng)介紹了x射線的物理基礎(chǔ)、x射線衍射的方向與強(qiáng)度、多晶體x射線衍射分析的方法、x射線衍射儀及其在物相鑒定、宏微觀應(yīng)力與晶粒尺寸的測定、多晶體的織構(gòu)分析等方面的應(yīng)用；介紹了電子衍射的物理基礎(chǔ)、透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與原理、衍射成像、運(yùn)動(dòng)學(xué)襯度理論、高分辨透射電子顯微技術(shù)、掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與原理、電子探針及其應(yīng)用；介紹了俄歇電予能譜儀(aes)、x射線光電子能譜儀(xps)、掃描隧道電鏡(stm)、低能電子衍射(leed)等常用表面分析技術(shù)和熱重分析法(tg)、差熱分析法(dta)、差示掃描量熱法(dsc)等常用熱分析技術(shù)的原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用；最后簡要介紹了光譜分析技術(shù)，包括原子光譜、紅外光譜、激光光譜等。書中研究和測試的材料包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、非晶態(tài)材料、金屬問化合物、復(fù)合材料等。對每章內(nèi)容作了提綱式的小結(jié)，并附有適量的思考題。書中采用了一些作者尚未發(fā)表的圖片和曲線，同時(shí)在實(shí)例分析中還注重—引入了一些當(dāng)前材料界最新的研究成果。
　　《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》可作為材料科學(xué)與工程學(xué)本科生的學(xué)習(xí)用書，也可供相關(guān)學(xué)科與專業(yè)的研究生、教師和科技工作者使用。



書籍目錄
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《材料現(xiàn)代分析技術(shù)》
第1章晶體學(xué)基礎(chǔ)
1.1晶體及其基本性質(zhì)
1.2晶向、晶面及晶帶
1.3晶體的宏觀對稱及點(diǎn)群
1.4晶體的微觀對稱與空間群
1.5晶體的投影
1.6倒易點(diǎn)陣
本章小結(jié)
思考題
第2章x射線的物理基礎(chǔ)
2.1 x射線的發(fā)展史
2.2 x射線的性質(zhì)
2.3 x射線譜
2.4 x射線與物質(zhì)的相互作用
本章小結(jié)
思考題
第3章x射線的衍射原理
3.1 x射線衍射的方向
3.2 x射線的衍射強(qiáng)度
.本章小結(jié)
思考題
第4章x射線的多晶衍射分析及其應(yīng)用
4.1 x射線衍射儀
4.2 x射線物相分析
4.3點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定
4.4宏觀應(yīng)力的測定
4.5微觀應(yīng)力及晶粒大小的測定
4.6非晶態(tài)物質(zhì)及其晶化后的衍射
4.7膜厚的測量
4.8多晶體的織構(gòu)分析
本章小結(jié)
思考題
第5章電子顯微分析的基礎(chǔ)
5.1光學(xué)顯微鏡的分辨率
5.2電子波的波長
5.3電子與固體物質(zhì)的作用
5.4電子衍射
本章小結(jié)
思考題
第6章透射電子顯微鏡
6.1工作原理
6.2電磁透鏡
6.3電磁透鏡的像差
6.4電磁透鏡的景深與焦長
6.5電鏡分辨率
6.6電鏡的電子光學(xué)系統(tǒng)
6.7主要附件
6.8透射電鏡中的電子衍射
6.9常見的電子衍射花樣
6.10透射電鏡的圖像襯度理論
6.11透射電鏡的樣品制備
本章小結(jié)
思考題
第7章薄晶體的高分辨像
7.1高分辨電子顯微像的形成原理
7.2高分辨像舉例
本章小結(jié)
思考題
第8章掃描電子顯微鏡及電子探針
8.1掃描電鏡的結(jié)構(gòu)
8.2掃描電鏡的主要性能參數(shù)
8.3表面成像襯度
8.4二次電子襯度像的應(yīng)用
8.5背散射電子襯度像的應(yīng)用
8.6電子探針
8.7電子探針分析及應(yīng)用
8.8掃描電鏡的發(fā)展
本章小結(jié)
思考題
第9章表面分析技術(shù)
9.1俄歇電子能譜儀(aes)
9.2x射線光電子能譜儀(xps)
9.3掃描隧道電鏡(stm)
9.4低能電子衍射(leed)
本章小結(jié)
思考題
第10章熱分析技術(shù)
10.1熱分析技術(shù)的發(fā)展史
10.2熱分析方法
10.3熱分析測量的影響因素
10.4熱分析的應(yīng)用
10.5熱分析技術(shù)的新發(fā)展
本章小結(jié)
思考題
第11章光譜分析技術(shù)
11.1原子發(fā)射光譜
11.2原子吸收光譜
11.3原子熒光光譜法
11.4紫外一可見分光光度法
11.5紅外光譜
11.6激光拉曼光譜法
本章小結(jié)
思考題
附錄a常用物理常數(shù)
附錄b晶體的三類分法及其對稱特征
附錄c32種點(diǎn)群對稱元素示意圖
附錄d宏觀對稱元素及說明
附錄e32種點(diǎn)群的習(xí)慣符號、國際符號及圣佛利斯符號
附錄f質(zhì)量吸收系數(shù)μm
附錄g原子散射因子f
附錄h原子散射因子校正值△f
附錄i粉末法的多重因素pnkl
附錄j某些物質(zhì)的特征溫度
附錄k德拜函數(shù)φ(x)/x+1/4之值
附錄l應(yīng)力測定常數(shù)
附錄m常見晶體的標(biāo)準(zhǔn)電子衍射花樣
參考文獻(xiàn)


章節(jié)摘錄
版權(quán)頁：   插圖：   掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）是繼透射電鏡之后發(fā)展起來的一種電子顯微鏡，簡稱掃描電鏡。它是將電子束聚焦后以掃描的方式作用樣品，產(chǎn)生一系列物理信息（見5.3.2節(jié)），收集其中的二次電子，經(jīng)處理后獲得樣品表面形貌的放大圖像。掃描電鏡的原理首先是由德國人M·Knoll于1935年提出，并進(jìn)行大量的試驗(yàn)工作；M.V.Ardenne于1938年利用電子束照射薄膜樣品，用感光片記錄透過樣品的電子束形成樣品圖像，制成了第一臺透射掃描電鏡。1942年V·K·Zworykin等人采用電子束照射厚樣品，探測反射電子得到試樣的掃描像。1965年后，掃描電鏡便以商品形式出現(xiàn)，并獲得了迅猛發(fā)展，掃描電鏡具有以下特點(diǎn)： （1）分辨本領(lǐng)強(qiáng)。其分辨率可達(dá)1nm以下，介于光學(xué)顯微鏡的極限分辨率（200nm）和透射電鏡的分辨率（0.1nm）之間。 （2）有效放大倍率高。光學(xué)顯微鏡的最大有效放大倍率為1000倍左右，透射電鏡為幾百到80萬，而掃描電鏡可從數(shù)十到20萬，且一旦聚焦后，可以任意改變放大倍率，無需重新聚焦。 （3）景深大。其景深比透射電鏡高一個(gè)量級，可直接觀察各種如拉伸、擠壓、彎曲等斷口形貌以及松散的粉體試樣，得到的圖像富有立體感；通過改變電子束的入射角度，可對同一視野進(jìn)行立體觀察和分析。 （4）制樣簡單。對于金屬等導(dǎo)電試樣，在電鏡樣品室許可的情況下可以直接進(jìn)行觀察分析，也可對試樣進(jìn)行表面拋光、腐蝕處理后再進(jìn)行觀察；對于一些陶瓷、高分子等不導(dǎo)電的試樣，需在真空鍍膜機(jī)中鍍一層金膜后再進(jìn)行觀察。 （5）電子損傷小。掃描電鏡的電子束直徑一般為3nm至幾十納米，強(qiáng)度為10—9mA～10—11mA，電子束的能量較透射電鏡的小，加速電壓可以小到0.5kV，并且電子束作用在試樣上是動(dòng)態(tài)掃描，并不固定，因此對試樣的電子損傷小，污染也輕，這尤為適合高分子試樣。 （6）實(shí)現(xiàn)綜合分析。掃描電鏡中可以同時(shí)組裝其他觀察儀器，如波譜儀、能譜儀等，實(shí)現(xiàn)對試樣的表面形貌、微區(qū)成分等方面的同步分析。 SEM已成為當(dāng)前分析材料最為有力的手段之一，特別是計(jì)算機(jī)、信息數(shù)字化技術(shù)在掃描電鏡上的應(yīng)用，使其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，它除了在材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，在其他領(lǐng)域如礦產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等領(lǐng)域也得到了普遍應(yīng)用。




編輯推薦
《普通高等教育材料科學(xué)與工程"十二五"規(guī)劃教材:材料現(xiàn)代分析技術(shù)》可作為材料科學(xué)與工程學(xué)本科生的學(xué)習(xí)用書，也可供相關(guān)學(xué)科與專業(yè)的研究生、教師和科技工作者使用。





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