材料现代测试技术

1 绪论

1.1 材料结构基础

1.1.1 原子能态及其特征

1.1.2 分子运动与能态

1.1.3 原子的磁矩和原子核自旋

1.1.4 固体的能带结构

1.1.5 晶体结构

1.1.6 倒易点阵

1.1.7 晶带

1.2 电磁辐射与材料的相互作用

1.2.1 电磁辐射与波粒二象性

1.2.2 物质波

1.2.3 辐射的吸收与发射

1.2.4 辐射的散射

1.2.5 光电离

1.3 粒子束与材料的相互作用

1.3.1 散射

1.3.2 电子与固体的相互作用

1.4 材料现代分析技术分类及特点

1.4.1 X射线衍射分析

1.4.2 电子衍射分析

1.4.3 光谱分析过程与仪器简述

1.4.4 电子能谱分析方法概述

1.4.5 电子显微分析方法概述

1.4.6 色谱、质谱分析方法概述

思考题

2 X射线衍射分析及应用

2.1 概述

2.2 X射线物理学基础

2.2.1 X射线的产生与性质

2.2.2 X射线谱

2.2.3 X射线与物质的相互作用

2.2.4 X射线的吸收

2.3 X射线衍射方向

2.3.1 劳埃方程

2.3.2 布拉格方程

2.3.3 衍射矢量方程与厄瓦尔德图解

2.3.4 X射线衍射实验方法

2.4 X射线衍射强度

2.4.1 多晶衍射花样的形成

2.4.2 一个电子对X射线的散射

2.4.3 原子对X射线的散射

2.4.4 一个晶胞对X射线的散射

2.4.5 一个小晶体的衍射

2.4.6 影响多晶（粉末）积分强度的其他因素

2.4.7 多晶（粉末）衍射的积分强度

2.5 多晶衍射方法

2.5.1 德拜照相法

2.5.2 立方系多晶衍射花样的测量、计算和标定

2.5.3 X射线衍射仪

2.6 X射线衍射的应用

2.6.1 X射线物相分析

2.6.2 点阵常数的精确测定

2.6.3 宏观应力的测定

思考题

3 电子衍射分析及应用

3.1 高能电子衍射

3.1.1 电子衍射基本公式

3.1.2 多晶电子衍射成像原理与衍射花样特征

3.1.3 多晶电子衍射花样的标定

3.1.4 单晶电子衍射成像原理与衍射花样特征

3.1.5 单晶电子衍射花样的标定

3.2 低能电子衍射

3.2.1 单晶表面原子排列与二维点阵

3.2.2 二维点阵的倒易点阵

3.2.3 低能电子衍射原理

3.2.4 低能电子衍射仪

3.2.5 低能电子衍射分析与应用

思考题

4 透射电子显微分析技术及应用

4.1 光学显微镜的分辨率

4.2 透射电子显微镜简介及特点

4.2.1 透射电子显微镜简介

4.2.2 透射电子显微镜的特点

4.3 透射电子显微镜的工作原理与结构

4.3.1 透射电子显微镜的工作原理

4.3.2 透射电子显微镜的结构

4.4 试样制备

4.4.1 块体材料上制备透射电子显微镜薄膜样品

4.4.2 粉末试样

4.4.3 复型样品

4.5 透射电子显微镜的发展

4.5.1 透射电子显微镜功能的扩展

4.5.2 分辨率的不断提高

4.5.3 现代计算机技术和微电子技术的应用

4.6 透射电子显微镜的应用

4.6.1 用于气溶胶单颗粒的研究

4.6.2 用于C／C复合材料的研究

4.6.3 用于纳米粉体的研究

4.6.4 用于铁电材料电畴观察

思考题

5 扫描电子及电子探针显微分析技术及应用

5.1 扫描电镜的特点

5.2 扫描电镜的工作原理

5.3 扫描电镜的结构

5.3.1 电子光学系统

5.3.2 扫描系统

5.3.3 信号检测和放大系统

5.3.4 图像显示与记录系统

5.3.5 真空系统和电源系统

5.4 扫描电镜的主要性能指标

5.4.1 分辨率

5.4.2 放大倍数

5.4.3 景深

5.5 样品的制备

5.6 扫描电镜图像及其衬度

5.6.1 扫描电镜图像的衬度

5.6.2 二次电子像

5.6.3 背散射电子像

5.7 电子探针显微分析的原理及应用

5.7.1 电子探针的结构与工作原理

5.7.2 电子探针的分析方法及应用

5.8 扫描电镜的发展

5.8.1 概述

5.8.2 场发射扫描电镜

5.8.3 低真空扫描电镜

5.8.4 低电压扫描电镜

5.8.5 背散射衍射技术

5.8.6 微纳米显微操纵

思考题

6 热分析技术及应用

6.1 热分析技术简介

6.1.1 热分析技术的发展历史

6.1.2 热分析技术的分类

6.2 差热分析

6.2.1 差热分析的基本原理

6.2.2 差热分析仪

6.2.3 差热分析曲线及解析

6.2.4 影响差热曲线的因素

6.3 差示扫描量热分析法

6.3.1 差示扫描量热分析的基本原理

6.3.2 差示扫描量热仪

6.3.3 影响差示扫描量热曲线的因素

6.3.4 差示扫描量热的应用

6.4 热重分析

6.4.1 热重分析的基本原理及热重分析仪

6.4.2 影响热重分析的因素

6.4.3 热重分析的应用

6.5 热膨胀分析

6.5.1 热膨胀分析的基本原理和热膨胀曲线

6.5.2 热膨胀仪及其应用

6.6 热机械分析

6.6.1 静态热机械分析

6.6.2 动态热机械分析

……

7 原子光谱分析技术

8 分子光谱分析技术

9 核磁共振分析技术

10 质谱分析技术

11 色谱分析技术

参考文学

附录

《材料现代测试技术》介绍了材料现代测试技术理论基础以及现代材料常用的各种测试技术，包括衍射分析技术、电子显微分析技术、热分析技术、光谱分析技术、色谱分离技术等共11章。《材料现代测试技术》阐述了各种测试仪器组件工作原理、测试技术过程特点以及这些技术在材料研究中的应用情况。《材料现代测试技术》内容力求简明、实用，具有适用于多学科教学的特点，每章的内容提要、学习目标及思考题便于学生自主学习，符合应用型人才培养目标要求。
《材料现代测试技术》可作为冶金、石油、机械、化工工程、材料制备工程、材料加工工程等专业的本科生教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。