材料分析檢測技術(shù)

前言

　　隨著世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料科學(xué)的研究和發(fā)展在科技發(fā)展中占據(jù)了重要地位。發(fā)展材料科學(xué)必須對材料的本質(zhì)有清楚的認識和把握，這就要求充分掌握現(xiàn)有分析檢測技術(shù)，不斷了解新的材料分析檢測技術(shù)，并不斷提高現(xiàn)有的材料分析檢測技術(shù)的精度?！　∧壳耙延谐汕ХN技術(shù)用于表征材料，以求對合金、半導(dǎo)體、聚合物及陶瓷本質(zhì)有比較全面的了解和認識。本教材以金屬材料為主要研究內(nèi)容，同時兼顧高分子和無機非金屬材料，重點介紹X射線衍射學(xué)和電子顯微分析等重要的材料分析檢測基礎(chǔ)手段，同時對近年來得到迅速發(fā)展的新的分析檢測方法（如擴展x射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜、拉曼光譜）進行了介紹。由于材料分析檢測技術(shù)具有非常強的實踐性和應(yīng)用性，因此，本書在每章都引入實踐篇幅對每種檢測手段的應(yīng)用進行了說明。隨著計算機的普及，把計算機和材料分析檢測方法相結(jié)合是未來發(fā)展的方向，本書在這方面做了探索。　　本書內(nèi)容的安排與編寫力圖實現(xiàn)本課程的教學(xué)目的：使學(xué)生對材料的各種現(xiàn)代分析方法有一個初步的、較全面的了解和認識。使學(xué)生了解衍射分析、光譜分析、電子顯微分析、電子能譜分析等方法的基本原理、過程、裝備及應(yīng)用，掌握相應(yīng)的基本知識、基本技能及必要的基礎(chǔ)理論。從而使學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后能夠做到：　?。?）面對需要分析的材料，正確選擇材料分析檢測方法；　　（2）分析結(jié)果出來后，能看懂或會分析檢測結(jié)果；　?。?）可以與分析檢測專業(yè)人員或者同專業(yè)的研究人員共同商討有關(guān)材料分析研究的實驗方案和分析較復(fù)雜的檢測結(jié)果；　?。?）具備專業(yè)從事材料分析檢測工作的基本能力和新技術(shù)的自學(xué)能力。　　《材料分析檢測技術(shù)》內(nèi)容涉及面廣、信息量大。由于教育改革中各校專業(yè)設(shè)置不盡相同，基礎(chǔ)不同，培養(yǎng)目標各具特色，因而教學(xué)要求與學(xué)時安排也各不相同。本書采用橫向綜合與縱向展開的篇章結(jié)構(gòu)，具有較大的普適性，使用本書，建議學(xué)時為50—80學(xué)時。

內(nèi)容概要

　　《材料分析檢測技術(shù)》為教育部高等學(xué)校材料科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃教材,根據(jù)新時期高等學(xué)校材料科學(xué)與工程新的教學(xué)要求編寫。《材料分析檢測技術(shù)》系統(tǒng)、扼要地闡述了當(dāng)今各主要的材料分析檢測技術(shù)的基本原理、探測過程和處理技術(shù)。全書共15章,內(nèi)容包括：材料分析檢測技術(shù)概述、X射線衍射分析、擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜分析、透射電子顯微分析、掃描電子顯微鏡和電子探針分析、掃描隧道顯微分析和原子力顯微分析、光電子能譜分析、俄歇電子能譜分析、原子光譜分析、分子光譜分析、拉曼光譜分析、核磁共振譜分析、電子自旋共振波譜分析、穆斯堡爾譜分析、熱分析等?！　　恫牧戏治鰴z測技術(shù)》除注重基礎(chǔ)知識外,還對各種檢測技術(shù)的應(yīng)用做了介紹,并力圖把計算機分析引入到材料分析檢測技術(shù)當(dāng)中?！　　恫牧戏治鰴z測技術(shù)》可作為理工科大學(xué)本科生、研究生的教學(xué)用書,也可供相關(guān)專業(yè)的科研人員、工程技術(shù)人員和管理人員參考。

書籍目錄

第1章 材料分析檢測技術(shù)概述1.1 引言1.2 衍射分析方法概述1.2.1 X射線衍射分析1.2.2 電子衍射分析1.3 電子顯微分析方法概述1.3.1 電子顯微分析的物理學(xué)基礎(chǔ)——德布羅意波1.3.2 電子顯微分析1.4 電子能譜分析方法概述1.5 光譜分析方法概述1.5.1 光譜分析過程與儀器簡述1.5.2 光譜分析方法的大致應(yīng)用1.6 計算機在分析測試技術(shù)中的應(yīng)用概述1.6.1 計算機在X射線結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用1.6.2 計算機在透射電子顯微分析中的應(yīng)用第2章 X射線衍射分析2.1 X射線物理學(xué)基礎(chǔ)2.1.1 X射線的產(chǎn)生2.1.2 連續(xù)X射線譜2.1.3 特征X射線譜2.2 X射線衍射幾何2.2.1 布拉格方程2.2.2 倒易點陣及衍射矢量方程2.3 X射線衍射強度2.3.1 一個電子的散射強度2.3.2 原子散射強度2.3.3 晶胞衍射強度2.3.4 小晶體散射的積分強度2.3.5 多晶體衍射積分強度2.3.6 影響衍射強度的其他因素2.4 X射線衍射方法2.4.1 多晶體衍射方法2.4.2 單晶體衍射方法2.5 X射線衍射分析2.5.1 物相分析2.5.2 點陣常數(shù)的精確測定2.5.3 宏觀內(nèi)應(yīng)力測定2.5.4 晶體取向的測定2.5.5 聚合物材料X射線分析2.5.6 非晶材料的X射線散射分析2.5.7 薄膜材料的X射線散射分析2.5.8 計算機在X射線結(jié)構(gòu)分析與材料設(shè)計中的應(yīng)用習(xí)題第3章 擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜分析3.1 基本原理3.1.1 XAS現(xiàn)象3.1.2 EXAFS現(xiàn)象3.1.3 波的傅立葉變換3.1.4 徑向分布函數(shù)（RDF）和徑向結(jié)構(gòu)函數(shù)（RSF）3.2 擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜實驗方法3.2.1 XAFS數(shù)據(jù)采集3.2.2 EXAFs數(shù)據(jù)擬合3.3 X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜的應(yīng)用3.3.1 擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜在催化劑研究中的應(yīng)用3.3.2 用擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜研究大氣顆粒物中鐵的種態(tài)習(xí)題第4章 透射電子顯微分析4.1 透射電子顯微鏡構(gòu)造及工作原理4.1.1 透射電鏡成像原理4.1.2 透射電鏡結(jié)構(gòu)4.1.3 透射電鏡電子光學(xué)系統(tǒng)4.1.4 加速電壓與電子波的波長4.1.5 電子束傾斜、平移原理4.1.6 電磁透鏡對電子束的會聚作用及焦距4.1.7 光闌的限場作用4.1.8 顯微鏡的分辨本領(lǐng)4.1.9 電磁透鏡的像差4.1.1 0透射電鏡合軸4.2 樣品制備4.2.1 粉末樣品的制備4.2.2 薄膜樣品的制備4.3 衍射斑的形成理論與基本成像操作4.3.1 衍射斑的形成理論4.3.2 電子衍射譜的標定4.3.3 電子衍射技術(shù)4.4 電子顯微學(xué)衍襯成像理論4.4.1 基本概念4.4.2 衍襯運動學(xué)理論4.4.3 衍襯動力學(xué)理論._4.4.4 常用衍襯分析成像方法4.5 高分辨電子顯微鏡簡介4.5.1 相位襯度4.5.2 相位傳遞函數(shù)與scherzer欠焦條件4.5.3 高分辨顯微圖像4.5.4 掃描透射技術(shù)4.5.5 球差校正技術(shù)4.6 透射電子顯微鏡在材料科學(xué)中的應(yīng)用4.6.1 位錯襯度分析及柏氏矢量的確定4.6.2 層錯分析4.6.3 波紋圖4.6.4 第二相應(yīng)變場襯度習(xí)題第5章 掃描電子顯微鏡和電子探針分析5.1 掃描電子顯微分析5.1.1 工作原理及構(gòu)造5.1.2 掃描電鏡的像襯度及其應(yīng)用5.2 電子探針顯微分析5.2.1 電子探針的分析原理和構(gòu)造5.2.2 X射線譜儀5.2.3 電子探針的分析方法和應(yīng)用習(xí)題第6章 掃描隧道顯微分析和原子力顯微分析6.1 掃描隧道顯微鏡6.1.1 掃描隧道顯微鏡的工作原理6.1.2 掃描隧道顯微鏡分析的特點及應(yīng)用6.2 原子力顯微鏡6.2.1 原子力顯微鏡的工作原理6.2.2 原子力顯微鏡的應(yīng)用I習(xí)題第7章 光電子能譜分析7.1 X射線光電子能譜7.1.1 X射線光電子能譜的基本原理7.1.2 X射線光電子能譜儀7.1.3 X射線光電子能譜分析與應(yīng)用7.1.4 樣品的制備7.2 紫外光電子能譜7.2.1 紫外光電子能譜的原理7.2.2 紫外光電子能譜儀7.2.3 紫外光電子能譜分析與應(yīng)用習(xí)題第8章 俄歇電子能譜分析8.1 基本原理……第9章 原子光譜分析第10章 分子光譜分析第11章 拉曼光譜分析第12章 核磁共振譜分析第13章 電子自旋共振波譜分析第14章 穆斯堡爾譜分析第15章 熱分析參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 材料分析檢測技術(shù)概述　　1.1 引言　　材料分析檢測技術(shù)水平的提高直接推動了人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，同時人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進一步促進了材料分析檢測技術(shù)不斷前進。材料分析檢測技術(shù)是關(guān)于材料成分、物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌和晶體缺陷等的現(xiàn)代分析、檢測技術(shù)及其有關(guān)理論知識的科學(xué)?！　〔牧犀F(xiàn)代分析、檢測技術(shù)的發(fā)展，使得材料分析不僅包括材料（整體的）成分、結(jié)構(gòu)分析和價態(tài)分析，也包括材料表面與界面分析、微區(qū)分析、形貌分析和熱分析等諸多內(nèi)容，這些內(nèi)容的研究離開材料分析測試技術(shù)將難以進行，所以材料分析測試技術(shù)在材料科學(xué)中占有十分重要地位?！　⊥ㄟ^對表征材料的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)參數(shù)及其變化（稱為測量信號或者特征信息）的檢測實現(xiàn)材料分析檢測目的，換言之，材料分析的基本原理（或者技術(shù)基礎(chǔ)）是指測量信號與材料成分、結(jié)構(gòu)等的特征關(guān)系，采用不同的測量信號形成了各種不同的材料分析方法?！　』陔姶泡椛浼斑\動粒子束與物質(zhì)相互作用的各種物理效應(yīng)所建立的各種分析方法已成為材料分析檢測的重要組成部分，大體可分為光譜分析、電子能譜分析、衍射分析和電子顯微分析等四大類方法，此外，基于其他物理性質(zhì)或者電化學(xué)性質(zhì)與材料的特征關(guān)系建立的色譜分析、質(zhì)譜分析、電化學(xué)分析以及熱分析等方法也是材料現(xiàn)代分析檢測的重要方法?！　”M管不同材料分析檢測技術(shù)的分析原理以及具體的檢測操作過程和相應(yīng)的檢測分析儀器不同，但各種技術(shù)的分析、檢測過程均可大體分為信號發(fā)生、信號檢測、信號處理和信號讀出等幾個步驟。相應(yīng)的分析儀器則由信號發(fā)生器、檢測器、信號處理器和讀出裝置等幾部分組成。信號發(fā)生器使樣品產(chǎn)生（原始）分析信號，檢測器則將原始分析信號轉(zhuǎn)換為更易于測量的信號并加以檢測，被檢測信號經(jīng)信號處理器放大、運算、比較等處理后由讀出裝置轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀环治稣咦x出的信號被記錄或者顯示出來。依據(jù)檢測信號與材料的特征關(guān)系，分析、處理讀出信號，即可實現(xiàn)材料分析的目的。

編輯推薦

　　《材料分析檢測技術(shù)》內(nèi)容的安排與編寫力圖實現(xiàn)本課程的教學(xué)目的：使學(xué)生對材料的各種現(xiàn)代分析方法有一個初步的、較全面的了解和認識。使學(xué)生了解衍射分析、光譜分析、電子顯微分析、電子能譜分析等方法的基本原理、過程、裝備及應(yīng)用，掌握相應(yīng)的基本知識、基本技能及必要的基礎(chǔ)理論。

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