材料科学研究与测试方法

目录
1 晶体学基础
1.1 晶体及其基本性质
1.1.1 晶体的概念
1.1.2 空间点阵的四要素
1.1.3 布拉菲阵胞
1.1.4 典型晶体结构
1.1.5 晶体的基本性质
1.1.6 准晶体简介
1.2 晶向、晶面及晶带
1.2.1 晶向及其表征
1.2.2 晶面及其表征
1.2.3 晶带及其表征
1.3 晶体的宏观对称及点群
1.3.1 对称的概念
1.3.2 对称元素及对称操作
1.3.3 对称元素的组合及点群
1.3.4 晶体的分类
1.3.5 准晶体的点群及其分类
1.3.6 点群的国际符号
1.3.7 点群的圣佛利斯符号
1.4 晶体的微观对称与空间群
1.4.1 晶体的微观对称
1.4.2 晶体的空间群及其符号
1.5 晶体的投影
1.5.1 球面投影
1.5.2 极式网与乌氏网
1.5.3 晶带的极射赤面投影
1.5.4 标准极射赤面投影图(标准极图)
1.6 倒易点阵
1.6.1 正点阵
1.6.2 倒点阵(倒易点阵)
1.6.3 正倒空间之间的关系
1.6.4 倒易矢量的基本性质
1.6.5 晶带定律
1.6.6 广义晶带定律
本章小结
思考题
2 X射线的物理基础
2.1 X射线的发展史
2.2 X射线的性质
2.2.1 X射线的产生
2.2.2 X射线的本质
2.3 X射线谱
2.3.1 X射线连续谱
2.3.2 X射线特征谱
2.4 X射线与物质的相互作用
2.4.1 X射线的散射
2.4.2 X射线的吸收
2.4.3 吸收限的作用
本章小结
思考题
3 X射线的衍射原理
3.1 X射线衍射的方向
3.1.1 劳埃方程
3.1.2 布拉格方程
3.1.3 布拉格方程的讨论
3.1.4 衍射矢量方程
3.1.5 布拉格方程的厄瓦尔德图解
3.1.6 布拉格方程的应用
3.1.7 常见的衍射方法
3.2 X射线的衍射强度
3.2.1 单电子对X射线的散射
3.2.2 单原子对X射线的散射
3.2.3 单胞对X射线的散射
3.2.4 单晶体的散射强度与干涉函数
3.2.5 多晶体的衍射强度
3.2.6 影响多晶体衍射强度的其他因数
本章小结
思考题
4 X射线的多晶衍射分析及其应用
4.1 X射线衍射仪
4.1.1 测角仪
4.1.2 计数器
4.1.3 计数电路
4.1.4 X射线衍射仪的常规测量
4.2 X射线物相分析
4.2.1 物相的定性分析
4.2.2 物相的定量分析
4.3 点阵常数的精确测定
4.3.1 测量原理
4.3.2 误差源分析
4.3.3 测量方法
4.4 宏观应力的测定
4.4.1 内应力的产生、分类及其衍射效应
4.4.2 宏观应力的测定原理
4.4.3 宏观应力的测定方法
4.4.4 应力常数K的确定
4.5 微观应力及晶粒大小的测定
4.5.1 衍射线的宽化
4.5.2 衍射线形的卷积合成及其宽度表征
4.5.3 K〓双线分离——Rachinger图解法
4.5.4 物理宽度与仪器宽度的分离
4.5.5 微观应力宽度与晶粒细化宽度的分离
4.6 非晶态物质及其晶化后的衍射
4.6.1 非晶态物质结构的主要特征
4.6.2 非晶态物质的结构表征及其结构常数
4.6.3 非晶态物质的晶化
4.7 膜厚的测量
4.8 多晶体的织构分析
4.8.1 织构及其表征
4.8.2 丝织构的测定
4.8.3 板织构的测定
4.8.4 反极图的测绘与分析
本章小结
思考题
5 电子显微分析的基础
5.1 光学显微镜的分辨率
5.2 电子波的波长
5.3 电子与固体物质的作用
5.3.1 电子散射
5.3.2 电子与固体作用时激发的信息
5.4 电子衍射
5.4.1 电子衍射与X射线衍射的异同点
5.4.2 电子衍射的方向——布拉格方程
5.4.3 电子衍射的厄瓦尔德图解
5.4.4 电子衍射花样的形成原理及电子衍射的基本公式
5.4.5 零层倒易面及非零层倒易面
5.4.6 标准电子衍射花样
5.4.7 偏移矢量
本章小结
思考题
6 透射电子显微镜
6.1 工作原理
6.2 电磁透镜
6.2.1 静电透镜
6.2.2 电磁透镜
6.3 电磁透镜的像差
6.3.1 球差
6.3.2 像散
6.3.3 色差
6.4 电磁透镜的景深与焦长
6.4.1 景深
6.4.2 焦长
6.5 电镜分辨率
6.5.1 点分辨率
6.5.2 晶格分辨率
6.6 电镜的电子光学系统
6.6.1 照明系统
6.6.2 成像系统
6.6.3 观察记录系统
6.7 主要附件
6.7.1 样品倾斜装置(样品台)
6.7.2 电子束的平移和倾斜装置
6.7.3 消像散器
6.7.4 光栏
6.8 透射电镜中的电子衍射
6.8.1 有效相机常数
6.8.2 选区电子衍射
6.9 常见的电子衍射花样
6.9.1 单晶体的电子衍射花样
6.9.2 多晶体的电子衍射花样
6.9.3 复杂的电子衍射花样
6.10 透射电镜的图像衬度理论
6.10.1 衬度的概念与分类
6.10.2 衍射衬度运动学理论与应用
6.10.3 非理想晶体的衍射衬度
6.10.4 非理想晶体的缺陷成像分析
6.11 透射电镜的样品制备
6.11.1 基本要求
6.11.2 薄膜样品的制备过程
本章小结
思考题
7 薄晶体的高分辨像
7.1 晶格条纹像的形成
7.2 相位传递函数与Scherzer聚焦
7.2.1 相位传递函数
7.2.2 相位传递函数曲线的影响因素
7.2.3 加速电压对相位传递函数的影响
7.2.4 球差系数对相位传递函数的影响
7.3 高分辨像举例
7.3.1 晶格条纹像
7.3.2 一维结构像
7.3.3 二维晶格像
7.3.4 二维结构像
本章小结
思考题
8 扫描电子显微镜及电子探针
8.1 扫描电镜的结构
8.1.1 电子光学系统
8.1.2 信号检测处理、图像显示和记录系统
8.1.3 真空系统
8.2 扫描电镜的主要性能参数
8.2.1 分辨率
8.2.2 放大倍数
8.2.3 景深
8.3 表面成像衬度
8.3.1 二次电子成像衬度
8.3.2 背散射电子成像衬度
8.4 二次电子衬度像的应用
8.5 背散射电子衬度像的应用
8.6 电子探针
8.6.1 电子探针波谱仪
8.6.2 电子探针能谱仪
8.6.3 能谱仪与波谱仪的比较
8.7 电子探针分析及应用
8.7.1 定性分析
8.7.2 定量分析
8.8 扫描电镜的发展
本章小结
思考题
9 表面分析技术
9.1 俄歇电子能谱分析
9.1.1 俄歇电子能谱仪的结构原理
9.1.2 俄歇电子谱
9.1.3 定性分析
9.1.4 定量分析
9.1.5 化学价态分析
9.1.6 AES的应用举例
9.1.7 俄歇能谱仪的最新进展
9.2 X射线光电子能谱仪
9.2.1 X射线光电子能谱仪的工作原理
9.2.2 X射线光电子能谱仪的系统组成
9.2.3 光电子能谱
9.2.4 光电子能谱中峰的种类
9.2.5 X光电子谱仪的功用
9.2.6 XPS的应用举例
9.2.7 XPS的发展趋势
9.3 扫描隧道电镜
9.3.1 STM的基本原理
9.3.2 STM的工作模式
9.3.3 STM的特点
9.3.4 STM的应用举例
9.4 低能电子衍射
9.4.1 低能电子衍射的基本原理
9.4.2 低能电子衍射仪的结构与花样特征
9.4.3 LEED的应用举例
本章小结
思考题
10 热分析技术
10.1 热分析技术的发展史
10.2 热分析方法
10.2.1 热重分析法(TG)
10.2.2 差热分析法(DTA)
10.2.3 差示扫描量热法(DSC)
10.3 热分析测量的影响因素
10.3.1 实验条件
10.3.2 试样特性
10.4 热分析的应用
10.4.1 块体金属玻璃
10.4.2 硅酸盐
10.4.3 陶瓷反应合成
10.4.4 内生型复合材料
10.4.5 含能材料
10.5 热分析技术的新发展
10.5.1 联用技术
10.5.2 温度调制式差示扫描量热技术
10.5.3 动态热机械分析技术
本章小结
思考题
11 光谱分析技术
11.1 原子发射光谱
11.1.1 基本原理
11.1.2 仪器
11.1.3 分析方法
11.1.4 应用
11.2 原子吸收光谱
11.2.1 基本原理
11.2.2 仪器
11.2.3 干扰与去除
11.2.4 分析方法
11.2.5 应用
11.3 原子荧光光谱法
11.3.1 基本原理
11.3.2 仪器
11.3.3 原子荧光光谱法的优点
11.4 紫外—可见分光光度法
11.4.1 基本原理
11.4.2 基本概念
11.4.3 紫外—可见分光光度计
11.4.4 紫外—可见分光光度法应用
11.5 红外光谱
11.5.1 基本原理
11.5.2 红外光谱仪
11.5.3 试样的处理和制备
11.5.4 红外光谱法的应用
11.6 激光Raman光谱法
11.6.1 基本原理
11.6.2 激光Raman光谱仪
11.6.3 Raman光谱的应用
本章小结
思考题
附录
附录1 常用物理常数
附录2 晶体的三类分法及其对称特征
附录3 32种点群对称元素示意图
附录4 宏观对称元素及说明
附录5 32种点群的习惯符号、国际符号及圣佛利斯符号
附录6 质量吸收系数μ〓
附录7 原子散射因子f
附录8 原子散射因子校正值△f
附录9 粉末法的多重因素P〓
附录10 某些物质的特征温度Θ
附录11 德拜函数〓之值
附录12 应力测定常数
附录13 常见晶体的标准电子衍射花样
参考文献