材料形貌表征和性能测试技术及应用

第1章 光学显微镜与金相分析

1.1 概述

1.2 金相试样制备

1.3 光学显微镜的放大原理

1.4 光学显微镜的分辨率

第2章 显微形貌观察

2.1 明场观察

2.2 暗场观察

2.3 偏光观察

2.4 微分衍衬观察

第3章 定量金相分析方法

3.1 晶粒大小的测定

3.2 第二相颗粒的几何特性

3.3 定量金相应用举例

第4章 其他类型显微镜简介

4.1 扫描电子显微镜（SEM）

4.2 透射电子显微镜（TEM）

4.3 近场光学显微镜

第5章 纳米材料及性能测试简介

5.1 纳米材料特征与性能

5.2 纳米材料的主要应用领域

5.3 纳米压痕技术概述

第6章 纳米压入法的接触力学基础

6.1 弹性接触

6.1.1 弹性接触问题的Sneddon解

6.1.2 压针形状的影响

6.1.3 载荷位移关系的修正及几何相似性特征

6.2 弹塑性接触

6.2.1 基本概念

6.2.2 弹性接触应力分布

6.2.3 材料的弹塑性响应

6.2.4 压人硬度理论

第7章 纳米压入法测试原理

7.1 压人过程中的弹塑性变形

7.2 准静态压人实验

7.3 连续刚度（动态）法

7.4 影响测试的因素及纳米压人的校准

7.4.1 接触零点的选择

7.4.2 压针尖端缺陷

7.4.3 试样的表面粗糙度

7.4.4 压人变形过程

7.5 各大公司纳米压痕仪简介

7.5.1 美国MTS公司纳米压痕仪（NANO Indenter）

7.5.2 瑞士CSM（微）纳米力学综合测试系统

7.5.3 美国Hysitron公司纳米力学测试系统

第8章 材料力学参量测试与原子力显微镜观察

8.1 薄膜与基体结合力的划痕测试

8.2 压痕蠕变和蠕变应力指数分析

8.3 残余应力的纳米压人测试

8.4 脆性材料的断裂韧性测试

8.5 纳米压痕与划痕形貌的原子力显微镜观察

8.5.1 原子力显微镜（AFM）的工作原理

8.5.2 非接触原子力显微镜及其三维空间分辨率

第9章 磁性材料基础

9.1 磁学发展历史

9.2 磁性材料的物理学基础

9.2.1 基本概念

9.2.2 磁学参量与单位

9.3 材料的磁性

9.3.1 轨道磁矩与自旋磁矩

9.3.2 抗磁性和顺磁性

9.3.3 铁磁性

9.3.4 反铁磁性和亚铁磁性

9.3.5 特殊的磁性

第10章 磁性材料种类

10.1 软磁材料

10.2 永磁材料

10.3 磁记录材料

10.3.1 磁带与磁头

10.3.2 磁光记录原理

第11章 纳米结构磁性材料

11.1 概述

11.2 磁性多层膜

11.3 磁性多层膜的结构特征

11.4 多层膜原子磁矩的增强或减弱

11.5 磁性多层膜结构与磁性的关系

11.6 磁学性能的尺寸效应

11.6.1 矫顽力

11.6.2 超顺磁性

11.6.3 饱和磁化强度、居里温度

第12章 磁性能测量原理

12.1 磁化曲线和磁滞回线

12.2 磁致电阻效应与磁电阻测量

12.3 居里温度的测量

12.4 层间磁耦合效应

12.5 霍尔效应

12.6 亥姆霍兹线圈测试

第13章 振动样品磁强计

13.1 测量基本原理

13.2 电磁铁

13.3 探测线圈

13.4 振动系统

13.5 温度控制

13.6 磁各向异性的测量

参考文献

材料科学是以实验为基础的学科。本书从某些材料物理力学性能表征与先进仪器测试技术及应用方面进行编写，目的是将基础理论与工程应用相结合，促进在材料性能研究中的学科交叉与综合。 本书系统阐述了有关的基础知识、实验仪器和理论计算方法，以及形貌表征，磁性材料和纳米力学等各个领域的研究进展。全书分三部分，分别介绍了材料显微形貌（第1-4章）、力学性能（第5-8章）与磁学性能（第9-13章）表征与测试的基本原理，典型的先进测试仪器结构与原理，以及在材料测试方面的应用。 本工作得到国家自然科学基金项目（90406024）的资助。 本书可供材料、物理、化工、机械等专业本科生和研究生阅读，也可供高校及科研院所的工程技术人员参考。