现代材料测试与分析简明教程

本书系统而深入浅出地阐述了材料测试分析方法的一般原理、材料硬度及表面形貌表征，讲解了材料耐磨性能测试与分析、材料防腐性能测试与分析、X射线衍射分析以及利用扫描电子显微镜进行样品微观结构观察和能谱分析技术，以帮助读者掌握相关现代材料测试方法的基本原理，熟悉各类相应仪器设备的操作过程，了解相关分析测试技术在机械工程及材料科学领域科研中的应用。 本书可作为高等学校机械工程专业学生或机械类、材料类、近机类学生开展材料测试与分析教育的教学用书，也可以作为近机类专业教师的教学参考书，还可供从事机械工程类相关工作的工程技术人员学习参考。

李勇峰，工学博士，博士研究生导师，国外访问学者，河南科技学院机电学院科研副院长，副教授。河南省优秀青年科技专家，河南省教育技术装备和实践教育专家，河南省教育厅学术技术带头人，河南省高校青年骨干教师，河南省高校“表面工程技术与新材料制造”科技创新团队带头人，新乡市“表面再制造工程”重点实验室主任，新乡市“先进材料制备与表面强化”工程技术研究中心主任，中国机械工程学会特种加工分会第十二届委员会委员，中国机械工程学会会员，河南省机械工程学会摩擦学专业委员会理事，国内外多个期刊论文审稿人。 主要研究方向为：先进制造技术、先进材料制备与表面防护技术、表面强化及再制造修复关键技术。近年来，主持及参与国家自然科学基金、省部级、市厅级项目20余项；主持产学研横向项目多项；指导大学生创新创业项目3项；主持省部级成果鉴定4项；在国内外学术期刊上发表学术论文60余篇，其中被SCI/EI收录论文50余篇；授权专利20余项，其中发明专利12项；获省级科技进步三等奖2项；获市厅级科技成果二等奖5项。

第1章绪论1 1.1材料测试分析方法的一般原理1 1.2主要分析方法的共性基础3 思考题4 参考文献4 第2章材料的硬度及表面形貌表征5 2.1硬度的概念5 2.2硬度的分类及其试验原理6 2.2.1布氏硬度6 2.2.2洛氏硬度9 2.2.3维氏硬度11 2.3显微硬度13 2.3.1显微硬度概念及其试验原理13 2.3.2显微硬度计的构造14 2.3.3VMH-002型显微硬度计的操作方法14 2.3.4操作实例及注意事项16 2.4表面形貌的测量方法17 2.5光学金相显微技术19 2.5.1光学显微镜的成像原理19 2.5.2光学金相显微镜的类型及构造20 2.5.3金相显微镜的操作方法23 2.5.4操作实例及注意事项23 思考题25 参考文献25 第3章材料耐磨性能测试与分析27 3.1摩擦理论28 3.1.1概述28 3.1.2摩擦理论解析29 3.1.3摩擦性能的影响因素39 3.2磨损理论42 3.2.1磨损及耐磨性42 3.2.2磨损类型44 3.2.3磨损的控制和防磨措施50 3.2.4高分子材料的磨损52 3.3摩擦磨损性能测试53 3.3.1磨损试验方法53 3.3.2摩擦磨损试验设备56 3.3.3MWF-500往复式摩擦磨损试验机60 3.3.4MS-T3000摩擦磨损试验仪63 3.4材料耐磨性能的表征分析66 3.4.1磨损量的测量66 3.4.2摩擦温度的测量69 3.4.3摩擦系数的测量70 思考题72 参考文献72 第4章材料防腐性能测试与分析74 4.1材料腐蚀的定义与防护74 4.1.1腐蚀的概念74 4.1.2腐蚀的防护75 4.2金属常见腐蚀形态76 4.2.1全面腐蚀与局部腐蚀76 4.2.2电偶腐蚀77 4.2.3点蚀80 4.2.4缝隙腐蚀81 4.2.5晶间腐蚀82 4.2.6选择性腐蚀82 4.3腐蚀性能评价的电化学测试方法83 4.3.1测试体系和测试装置83 4.3.2稳态极化曲线85 4.3.3电化学阻抗90 4.4材料防腐性能表征分析96 思考题100 参考文献100 第5章X射线衍射分析102 5.1X射线谱103 5.1.1连续X射线谱103 5.1.2特征X射线谱106 5.2X射线与物质的相互作用107 5.2.1X射线散射108 5.2.2X射线真吸收109 5.2.3X射线衰减111 5.2.4吸收限的应用112 5.3X射线的衍射原理112 5.3.1X射线的衍射方向113 5.3.2X射线的衍射强度115 5.4X射线衍射仪119 5.4.1X射线衍射仪结构原理119 5.4.2X射线衍射仪样品制备121 5.5X射线衍射图谱分析122 5.5.1定性分析122 5.5.2定量分析125 思考题129 参考文献130 第6章扫描电子显微镜分析132 6.1扫描电子显微镜简介132 6.2扫描电子显微镜发展历程133 6.2.1场发射扫描电子显微镜133 6.2.2分析型扫描电子显微镜133 6.2.3现代扫描电子显微镜134 6.3扫描电子显微镜基本构造135 6.3.1电子光学系统135 6.3.2信号的收集和图像显示系统136 6.3.3真空系统136 6.4扫描电子显微镜类型136 6.4.1热游离式电子枪136 6.4.2场发射电子枪137 6.5扫描电子显微镜工作原理137 6.5.1二次电子形貌衬度原理137 6.5.2背散射电子原子序数衬度原理138 6.5.3特征X射线原理138 6.6扫描电子显微镜样品制备技术138 6.6.1扫描电子显微镜观测样品基本要求139 6.6.2样品的预处理工艺139 6.6.3样品的喷镀处理工艺140 6.7扫描电子显微镜成像特点141 6.8扫描电子显微镜成像影响因素142 6.8.1加速电压142 6.8.2扫描速度和信噪比143 6.8.3探针电流143 6.8.4其他干扰144 6.9扫描电子显微镜样品实例分析145 6.9.1Ni-P-PTFE复合涂层表面微观形貌分析145 6.9.2硬质合金镍涂层表面微观形貌分析145 6.9.3空气环境中不同功率刀具织构表面微观形貌分析147 6.9.4自退让固结磨粒抛光垫表面微观形貌分析149 思考题150 参考文献151