材料研究方法

內(nèi)容概要

　　本書的內(nèi)容主要包括光學(xué)金相、X射線衍射、電子顯微分析、無損探傷和熱分析等幾部分，共十七章。其中，X射線衍射和電子顯微分析是全書的主體。光學(xué)金相的內(nèi)容設(shè)兩章，無損探傷設(shè)兩章，DSC和DTA單獨為一章。書中盡可能避免煩瑣公式的推導(dǎo)，抓住本質(zhì)和精華，講清楚基本原理和常用方法。
本書既可作為金屬材料工程專業(yè)本科生和研究生的教材或教學(xué)參考書，也可作為從事冶金、機械等行業(yè)相關(guān)科研人員及工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第一章　光學(xué)金相分析
　第一節(jié)　光學(xué)透鏡基礎(chǔ)知識
　　一、光的折射
　　二、光學(xué)透鏡的像差
　第二節(jié)　金相顯微鏡的原理及結(jié)構(gòu)
　　一、金相顯微鏡的工作原理
　　二、金相顯微鏡的結(jié)構(gòu)
　第三節(jié)　金相顯微鏡的性能
　　一、顯微鏡的分辨率
　　二、顯微鏡的有效放大倍數(shù)
　　三、顯微鏡的景深(垂直分辨能力)
　第四節(jié)　金相試樣的制備
　　一、取樣
　　二、鑲嵌
　　三、粗磨
　　四、細(xì)磨
　　五、拋光
　　六、浸蝕
　第五節(jié)　定量金相
　　一、定量金相的基本符號
　　二、定量金相的基本原理
　　三、定量金相的測試方法
　　四、誤差分析
　　五、圖像分析儀定量金相分析
　習(xí)題
第二章　特殊光學(xué)金相技術(shù)
　第一節(jié)　偏振光的基礎(chǔ)知識
　　一、偏振光和自然光
　　二、偏振光的類型
　　三、偏振光的產(chǎn)生
　第二節(jié)　偏振光金相顯微鏡
　　一、偏振顯微鏡的裝置
　　二、偏振顯微鏡的調(diào)整
　第三節(jié)　偏振光金相分析原理
　　一、偏振光在各向異性金屬磨面上的反射
　　二、偏振光在各向同性金屬磨面上的反射
　第四節(jié)　偏振光在金相分析過程中的應(yīng)用
　　一、材料顯微組織的顯示
　　二、非金屬夾雜物的鑒定
　第五節(jié)　干涉顯微鏡
　　一、干涉原理
　　二、干涉顯微鏡的結(jié)構(gòu)
　第六節(jié)　相襯金相顯微鏡
　　一、相襯分析原理
　　二、相襯顯微鏡
　習(xí)題
第三章　X射線運動學(xué)衍射理論
　第一節(jié)　布拉格方程
　　一、布拉格方程的導(dǎo)出
　　二、布拉格方程的討論
　第二節(jié)　倒易點陣與埃瓦爾德球
　　一、倒易點陣的概念
　　二、倒易矢量及其性質(zhì)
　　三、布拉格定律的埃瓦爾德球圖解法
　第三節(jié)　單位晶胞對X射線的散射與結(jié)構(gòu)因數(shù)
　　一、結(jié)構(gòu)因數(shù)公式的推導(dǎo)
　　二、幾種點陣的結(jié)構(gòu)因數(shù)計算
　第四節(jié)　多晶體衍射的積分強度
　　一、洛倫茲因數(shù)
　　二、多重性因數(shù)
　　三、吸收因數(shù)
　　四、溫度因數(shù)
　　五、多晶體衍射的積分強度公式
　習(xí)題
第四章　X射線衍射方法
　第一節(jié)　勞埃法
　　一、勞埃相機
　　二、勞埃圖像的形成原理
　第二節(jié)　德拜謝樂法
　　一、衍射圖的形成原理
　　二、德拜相機
　　三、德拜相的誤差及修正
　　四、立方結(jié)構(gòu)物質(zhì)的德拜相分析
　第三節(jié)　X射線衍射儀
　　一、測角儀部分
　　二、光學(xué)布置
　　三、探測與記錄系統(tǒng)
　　四、探測器掃描方式及參數(shù)
　習(xí)題
第五章　物相分析及點陣參數(shù)精確測定
　第一節(jié)　定性分析
　　一、基本原理
　　二、粉末衍射卡片(PDF)
　　三、索引
　　四、定性分析過程
　第二節(jié)　定量分析
　　一、定量分析原理
　　二、外標(biāo)法
　　三、內(nèi)標(biāo)法
　　四、基體沖洗法(K值法)
　第三節(jié)　點陣常數(shù)的精確測定
　　一、誤差的來源
　　二、圖解外推法
　　三、最小二乘方法
　　四、標(biāo)準(zhǔn)樣校正法
　第四節(jié)　非晶態(tài)物質(zhì)及其晶化過程的X射線衍射分析
　　一、非晶態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要特征
　　二、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的徑向分布函數(shù)
　　三、非晶態(tài)物質(zhì)的晶化
　習(xí)題
第六章　宏觀應(yīng)力的測定
　第一節(jié)　X射線宏觀應(yīng)力測定的基本原理
　　一、彈性應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系
　　二、X射線應(yīng)力測定計算公式的推導(dǎo)
　　三、X射線應(yīng)力測定的方位角選擇
　第二節(jié)　宏觀應(yīng)力測試方法
　　一、固定ψ法
　　二、固定ψ0法
　　三、側(cè)傾法
　第三節(jié)　X射線宏觀應(yīng)力測定中的一些問題
　　一、定峰法
　　二、應(yīng)力常數(shù)K的確定
　　三、影響宏觀應(yīng)力測量精度的因素
　習(xí)題
第七章　織構(gòu)的測定
　第一節(jié)　晶體取向和織構(gòu)的定義
　　一、晶體取向以及表示方法
　　二、織構(gòu)的概念及類型
　第二節(jié)　極射投影及極圖
　　一、極射投影
　　二、極圖的繪制及織構(gòu)組分的判斷
　　三、反極圖
　第三節(jié)　極圖測試方法
　第四節(jié)　反極圖測試方法
　第五節(jié)　取向分布函數(shù)
　　一、取向分布函數(shù)的概念
　　二、取向分布函數(shù)計算中的級數(shù)展開
　習(xí)題
第八章　電子光學(xué)及透射電子顯微鏡的構(gòu)造
　第一節(jié)　成像原理及分辨率
　　一、凸透鏡成像
　　二、分辨率
　　三、電磁透鏡
　第二節(jié)　電磁透鏡的像差
　　一、像差
　　二、像差對分辨率的影響
　第三節(jié)　景深和焦長
　　一、景深
　　二、焦長
　第四節(jié)　透射電鏡的結(jié)構(gòu)
　　一、照明系統(tǒng)
　　二、成像系統(tǒng)
　　三、觀察記錄系統(tǒng)
　　四、光闌
　　五、樣品臺
　習(xí)題
第九章　透射電子顯微鏡樣品的制備方法
　第一節(jié)　復(fù)型樣品制備
　　一、一級復(fù)型
　　二、二級復(fù)型
　　三、萃取復(fù)型
　第二節(jié)　薄膜樣品的制備
　　一、金屬薄膜樣品的制備
　　二、無機非金屬塊體薄膜樣品的制備
　　三、高分子塊體薄膜樣品的制備
　第三節(jié)　其他制樣方法
　　一、粉末樣品的制備
　　二、截面樣品的制備
　　三、聚焦離子束方法
　　四、真空蒸涂方法
　習(xí)題
第十章　電子衍射
　第一節(jié)　電子衍射與X射線衍射的比較
　第二節(jié)　電子衍射原理
　　一、布拉格定律與埃瓦爾德球圖解法
　　二、晶帶軸定律和零層倒易面
　　三、干涉函數(shù)與倒易點陣擴(kuò)展
　　四、電子衍射基本公式
　第三節(jié)　電子顯微鏡中的電子衍射
　　一、有效相機常數(shù)
　　二、選區(qū)電子衍射
　　三、磁轉(zhuǎn)角
　第四節(jié)　單晶體電子衍射花樣的標(biāo)定
　　一、已知晶體結(jié)構(gòu)時衍射花樣的標(biāo)定
　　二、未知晶體結(jié)構(gòu)時衍射花樣的標(biāo)定
　　三、標(biāo)準(zhǔn)花樣對照法
　第五節(jié)　復(fù)雜電子衍射花樣
　　一、高階勞厄區(qū)斑點
　　二、超點陣斑點
　　三、孿晶斑點
　　四、菊池線分析
　習(xí)題
第十一章　高分辨電子顯微術(shù)
　第一節(jié)　高分辨像的成像原理
　　一、高分辨電子顯微像的成像過程
　　二、透射函數(shù)
　　三、襯度傳遞函數(shù)
　　四、謝爾策欠焦
　　五、色差和會聚角對像分辨率的影響
　第二節(jié)　弱相位體高分辨像的直接解釋
　　一、晶格條紋像和一維結(jié)構(gòu)像
　　二、二維結(jié)構(gòu)像
　第三節(jié)　高分辨像顯示位錯特征的方法
　習(xí)題
第十二章　晶體薄膜衍襯成像分析
　第一節(jié)　電子顯微鏡圖像的襯度
　　一、質(zhì)厚襯度
　　二、相位襯度
　　三、衍射襯度
　第二節(jié)　消光距離
　第三節(jié)　衍襯運動學(xué)
　　一、基本假設(shè)
　　二、完整晶體的衍射強度
　　三、完整晶體衍射運動學(xué)理論對等厚條紋
　　和等傾條紋的解釋
　第四節(jié)　晶體缺陷分析
　　一、非理想晶體的衍射襯度
　　二、位錯
　　三、層錯
　　四、第二相粒子
　第五節(jié)　衍襯運動學(xué)理論的局限性
　習(xí)題
第十三章　掃描電子顯微鏡
　第一節(jié)　電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號
　　一、二次電子
　　二、背散射電子
　　三、吸收電子
　　四、透射電子
　　五、特征X射線
　　六、俄歇電子
　第二節(jié)　掃描電鏡的構(gòu)造和工作原理
　　一、電子光學(xué)系統(tǒng)
　　二、信號收集處理和圖像顯示記錄系統(tǒng)
　　三、真空系統(tǒng)和電子系統(tǒng)
　第三節(jié)　掃描電子顯微鏡的性能與特征
　　一、分辨率
　　二、放大倍數(shù)
　　三、景深
　　四、樣品制備
　第四節(jié)　表面形貌襯度成像原理及應(yīng)用
　　一、二次電子成像原理
　　二、二次電子形貌襯度的應(yīng)用
　第五節(jié)　原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用
　　一、背散射電子形貌襯度特點
　　二、背散射電子原子序數(shù)襯度原理
　習(xí)題
第十四章　波譜、能譜以及電子背散射衍射
　第一節(jié)　波譜儀
　　一、波譜儀分析原理
　　二、波譜儀的工作原理與結(jié)構(gòu)
　　三、波譜儀定性和定量分析
　第二節(jié)　能譜儀
　　一、能譜儀的結(jié)構(gòu)
　　二、能譜儀定性分析
　　三、能譜儀定量分析
　第三節(jié)　波譜儀/能譜儀的分析方法及
　　特點
　　一、點分析
　　二、線分析
　　三、面分析（X射線像）
　第四節(jié)　電子背散射衍射簡介
　　一、EBSD系統(tǒng)的硬件組成
　　二、EBSD花樣的標(biāo)定
　　三、EBSD的應(yīng)用
　習(xí)題
第十五章　超聲波檢測
　第一節(jié)　超聲波檢測基本原理
　　一、超聲場及介質(zhì)的聲參量簡介
　　二、超聲波的分類
　　三、超聲波的速度
　　四、超聲波在介質(zhì)中的傳播特性
　　五、超聲場的特征
　第二節(jié)　超聲波換能器
　第三節(jié)　超聲波檢測方法
　　一、接觸法與液浸法
　　二、縱波脈沖反射法
　　三、橫波探傷法
　　四、表面波探傷法
　　五、蘭姆波探傷法
　　六、穿透法檢測
　習(xí)題
第十六章　其他常見無損探測方法
　第一節(jié)　射線檢測
　　一、射線檢測的基本原理
　　二、射線檢測的方法
　　三、常見的缺陷影像特征及判斷
　　四、中子照相
　第二節(jié)　液體滲透檢測
　　一、液體滲透探傷原理
　　二、液體滲透探傷法的分類和檢測方法
　第三節(jié)　磁粉檢測
　　一、磁粉檢測的基本原理
　　二、磁粉檢測方法
　第四節(jié)　渦流檢測
　　一、渦流探傷的特點
　　二、渦流檢測的原理
　習(xí)題
第十七章　熱分析
　第一節(jié)　差熱分析
　　一、差熱曲線的形成及差熱分析的一般特點
　　二、差熱曲線提供的信息
　　三、影響DTA曲線的因素
　　四、實驗數(shù)據(jù)的處理
　第二節(jié)　差示掃描量熱法
　　一、差示掃描量熱法的特點
　　二、差示掃描量熱法的影響因素和數(shù)據(jù)處理
　第三節(jié)　熱分析在金屬合金研究中的應(yīng)用
　　一、相圖的測繪
　　二、熔點的確定
　　三、測定鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線
　　四、研究合金的有序?無序轉(zhuǎn)變
　　五、研究淬火鋼的回火
　　六、非晶態(tài)合金晶化過程的研究
　　七、居里點的測定
　習(xí)題
附錄
　附錄A物理常數(shù)
　附錄B常見晶體的標(biāo)準(zhǔn)電子衍射花樣
　附錄C質(zhì)量吸收系數(shù)μl/ρ
　附錄D原子散射因子f
　附錄E特征X射線的波長和能量表
　附錄F立方和六方晶體可能出現(xiàn)的反射
參考文獻(xiàn)
　　　　

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