材料分析测试技术

《材料分析测试技术》注重材料分析测试综合工程应用能力培养；配套智慧树“材料分析测试技术（山东科技大学）”线上课程；专业知识与课程思政有机融合，强化教材育人功能。

《材料分析测试技术》介绍了材料物相结构、缺陷、形貌、成分分析中有典型代表性的分析测试技术，包括X射线衍射分析（物相晶体结构种类及含量）、电子衍射分析、电子显微分析技术、扫描电镜分析技术、电子探针分析技术、热分析等分析测试方法及应用技术；拓展性地介绍了Rietveld全谱拟合结构精修技术、X射线单晶衍射分析、X射线荧光分析、吸收谱分析、复杂衍射斑点分析、莫尔条纹分析技术。本书分为绪论（概述分析测试原理、内容等）、X射线衍射分析技术、电子显微分析技术、热分析技术和综合案例5个部分。在内容组织上从物理基础到测试理论再到应用技术，简化了理论推导，强化了应用实例分析。在综合案例部分，将材料制备工艺与各项分析测试技术融会贯通。
本书可供高等学校材料类专业本科教学使用，也可供从事材料分析测试的专业人员参考。

绪论1
第1章X射线物理基础5
1.1X射线的本质5
1.2X射线的产生6
1.3X射线谱7
1.3.1连续谱7
1.3.2特征谱9
1.4X射线与物质的相互作用10
1.4.1X射线的散射10
1.4.2X射线的吸收11
1.4.3吸收限的应用12
1.4.4X射线的衰减12
1.5X射线的安全防护13
习题14
第2章X射线衍射理论15
2.1晶体学基础15
2.1.1实空间晶体学基础15
2.1.2倒易点阵21
2.2X射线衍射方向理论25
2.2.1布拉格方程25
2.2.2衍射矢量方程28
2.2.3埃瓦尔德球图解法及其在粉末衍射应用29
2.3X射线衍射强度理论30
2.3.1晶胞对X射线的散射30
2.3.2结构因子33
2.3.3实际晶体结构因子计算35
2.3.4粉末多晶X射线衍射的积分强度36
2.3.5多晶体衍射的积分强度公式38
习题38
第3章X射线的分析方法40
3.1多晶X射线衍射分析方法40
3.1.1粉末照相法41
3.1.2多晶X射线衍射仪法43
3.2单晶X射线衍射分析方法53
3.2.1四圆单晶衍射仪简介54
3.2.2四圆单晶衍射仪的构造55
3.2.3单晶样品的选择56
3.2.4四圆单晶衍射仪的晶体结构分析过程57
3.3X射线荧光光谱分析法57
3.3.1X射线荧光光谱分析的基本原理58
3.3.2X射线荧光光谱仪的构造与工作原理59
3.3.3试样制备要求61
3.3.4元素定性、定量分析方法及注意事项62
3.4X射线吸收精细结构分析方法63
3.4.1XAFS谱63
3.4.2XAFS实验方法64
3.4.3国内XAFS光束现状65
习题66
第4章多晶X射线衍射的应用分析67
4.1点阵常数精密计算67
4.1.1点阵常数精密计算原理67
4.1.2测量点阵常数的误差来源69
4.1.3外推法消除系统误差69
4.1.4最小二乘法70
4.1.5标准样品校正法71
4.2物相定性分析74
4.2.1物相定性分析基本原理75
4.2.2ICDD-PDF卡片75
4.2.3物相定性分析方法77
4.2.4物相定性分析注意事项及局限性81
4.3定量分析81
4.3.1定量分析原理81
4.3.2定量分析方法82
4.3.3Jade定量分析过程85
4.3.4定量分析应注意的问题87
4.4Rietveld全谱拟合结构精修简介87
4.4.1Rietveld全谱拟合结构精修原理88
4.4.2Rietveld全谱拟合结构精修步骤89
4.4.3Jade全谱拟合结构精修过程简介89
习题93
第5章电子显微学物理基础95
5.1历史上的显微镜95
5.1.1光学显微镜95
5.1.2阿贝成像原理96
5.1.3光学显微镜分辨率极限97
5.2电磁透镜98
5.2.1电磁透镜与光学透镜比较98
5.2.2电子波波长99
5.2.3电磁透镜结构分析100
5.3电磁透镜像差对分辨率的影响102
5.3.1电磁透镜像差102
5.3.2像差对分辨率的影响105
5.4电磁透镜的景深和焦长106
5.4.1电磁透镜的景深106
5.4.2电磁透镜的焦长107
习题107
第6章透射电子显微镜结构及其制样要求108
6.1透射电子显微镜结构108
6.1.1照明系统109
6.1.2样品室109
6.1.3成像系统111
6.1.4成像模式112
6.1.5观察记录系统112
6.1.6校准系统112
6.1.7真空系统113
6.1.8电路及水冷系统113
6.2透射电子显微镜应用性能113
6.2.1分辨率113
6.2.2放大倍数113
6.3透射电子显微镜样品制备技术114
6.3.1透射电子显微镜样品制备要求114
6.3.2块体样品制备技术114
6.3.3粉末样品制备技术116
习题116
第7章电子衍射分析技术117
7.1电子衍射基本原理117
7.1.1电子衍射与X射线衍射辨析117
7.1.2埃瓦尔德球与矢量方程118
7.1.3电子衍射基本公式119
7.2电子衍射斑点分析121
7.2.1单晶衍射斑点几何特征及强度121
7.2.2单晶衍射斑点标定122
7.2.3单晶标准衍射谱绘制126
7.2.4单晶衍射斑点分析应用127
7.2.5多晶衍射斑点的标定及应用129
7.3其他电子衍射谱131
7.3.1孪晶电子衍射谱131
7.3.2超点阵电子衍射谱132
7.3.3高阶劳厄带133
7.4衍射分析技术134
7.4.1选区衍射分析技术134
7.4.2微束衍射分析技术135
7.4.3低能电子衍射分析技术136
习题136
第8章透射电子衬度分析138
8.1衬度138
8.2质厚衬度像139
8.3衍射衬度像141
8.4衍射衬度的运动学理论143
8.4.1衍射衬度运动学理论基本假设143
8.4.2理想晶体的衍射强度144
8.4.3理想晶体衍衬运动学基本方程的应用145
8.4.4非理想晶体的衍射衬度149
8.5晶体缺陷分析150
8.5.1堆积层错150
8.5.2位错151
8.5.3第二相粒子154
8.6相位衬度成像155
8.6.1相位衬度简介155
8.6.2晶格条纹像的实践观察155
8.6.3正带轴晶格条纹像156
8.6.4莫尔条纹156
8.6.5实验观察莫尔条纹158
习题161
第9章扫描电子显微镜163
9.1电子束与固体样品作用时产生的信号163
9.1.1背散射电子164
9.1.2二次电子164
9.1.3吸收电子164
9.1.4透射电子165
9.1.5四种电子信号间关系165
9.1.6特征X射线165
9.1.7俄歇电子166
9.2扫描电子显微镜结构和工作原理166
9.2.1扫描电子显微镜结构166
9.2.2扫描电子显微镜的工作原理168
9.2.3扫描电子显微镜的主要性能168
9.3扫描电子显微镜衬度成像原理与应用169
9.3.1表面形貌衬度原理169
9.3.2表面形貌衬度的应用171
9.3.3原子序数衬度原理及应用174
9.3.4扫描电子显微镜样品制备175
9.3.5扫描电子显微镜形貌观察与职业规范176
习题176
第10章电子探针显微分析177
10.1电子探针的结构和工作原理177
10.1.1电子探针的结构177
10.1.2波谱仪179
10.1.3能谱仪183
10.2电子探针分析方法和应用185
10.2.1分析方法185
10.2.2定量分析和校正187
10.2.3电子探针的应用189
习题190
第11章热分析技术191
11.1差热分析191
11.1.1差热分析基本原理191
11.1.2差热分析仪192
11.1.3差热分析曲线193
11.1.4影响差热分析的因素195
11.1.5差热分析曲线的应用195
11.2示差扫描量热法197
11.2.1示差扫描量热法基本原理197
11.2.2示差扫描量热分析仪197
11.2.3示差扫描量热分析曲线198
11.2.4影响示差扫描量热分析的因素198
11.2.5示差扫描量热分析曲线的应用199
11.3热重分析201
11.3.1热重分析基本原理201
11.3.2热重分析仪201
11.3.3热重曲线202
11.3.4影响热重分析曲线的因素203
11.3.5热重分析的应用204
习题206
第12章综合分析测试案例207
12.1水热合成SnSe微米片生长机理综合测试分析207
12.2（Nd，Pr）Hx和Cu共掺杂协同调控Nd-Ce-Fe-B晶界相综合测试分析211
12.3三维Ti3C2-TiO2纳米花复合材料的物相与微观结构综合测试分析213
习题218
参考文献219