材料分析检测方法

本书主要介绍了X射线衍射技术和材料电子显微分析技术的设备原理及分析实验方法，主要内容包括：X射线衍射分析、扩展X射线吸收精细结构谱、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、扫描隧道显微镜和原子力显微镜、光电子能谱分析、俄歇电子能谱学和热分析。书中引用案例均来自材料科学领域的新成果。
本书可作为高等院校材料科学与工程等专业本科生和研究生的教材，也可供从事材料研究及分析检测的科研人员学习参考。

1 绪论
2 X射线衍射分析
2.1 X射线物理基础
2.1.1 X射线的发展历程
2.1.2 X射线的本质
2.1.3 X射线的产生
2.1.4 连续X射线谱
2.1.5 特征X射线谱
2.2 X射线衍射几何
2.2.1 布拉格方程
2.2.2 倒易点阵及衍射矢量方程
2.3 X射线衍射强度
2.3.1 一个电子对X射线的散射强度
2.3.2 一个原子对X射线的散射强度
2.3.3 一个晶胞对X射线的散射强度
2.3.4 小晶体对X射线散射的积分强度
2.3.5 粉末多晶体衍射的积分强度
2.3.6 影响衍射强度的其他因素
2.4 X射线衍射方法
2.4.1 多晶体衍射方法
2.4.2 单晶体衍射方法
2.5 X射线衍射分析的应用
2.5.1 X射线物相分析
2.5.2 点阵常数的精确测定
2.5.3 宏观内应力测定
2.5.4 晶体取向的测定”
2.5.5 聚合物材料X射线分析
2.5.6 非晶材料的X射线散射分析
2.5.7 薄膜材料的X射线散射分析
2.5.8 计算机在X射线结构分析与材料设计中的应用
2.5.9 案例分析
习题
参考文献
3 扩展X射线吸收精细结构谱
3.1 基本原理
3.1.1 XAFS现象
3.1.2 EXAFS现象
3.1.3 波的傅里叶变换
3.1.4 径向分布函数和径向结构函数
3.2 扩展X射线吸收精细结构谱实验方法
3.2.1 XAFS数据采集
3.2.2 EXAFS数据拟合
3.3 X射线吸收精细结构谱的应用
3.3.1 扩展X射线吸收精细结构谱分析在催化剂研究中的应用
3.3.2 用扩展X射线吸收精细结构谱分析研究大气颗粒物中铁的种态
3.3.3 案例分析
习题
参考文献
4 透射电子显微分析
4.1 透射电镜构造及工作原理
4.1.1 透射电镜成像原理
4.1.2 透射电镜结构
4.1.3 透射电镜电子光学系统
4.1.4 加速电压与电子波的波长
4.1.5 电子束倾斜、平移原理
4.1.6 电磁透镜对电子束的会聚作用及焦距
4.1.7 光阑的限场作用
4.1.8 透射电镜的分辨率
4.1.9 电磁透镜的像差
4.1.10 透射电镜合轴
4.2 样品制备
4.2.1 粉末样品的制备
4.2.2 薄膜样品的制备
4.3 透射电镜中的电子衍射技术
4.3.1 菊池花样
4.3.2 电子衍射技术
4.4 透射电镜中电子衍射谱的标定
4.4.1 立方和密排六方晶体衍射谱的标定
4.4.2 多晶衍射谱的标定
4.4.3 李晶电子衍射谱的标定
4.5 电子显微学衍衬成像理论
4.5.1 基本概念
4.5.2 衍衬运动学理论
4.5.3 衍衬动力学理论
4.5.4 常用衍衬成像分析方法
4.6 高分辨电子显微镜简介
4.6.1 相位衬度
4.6.2 相位传递函数与Scherzer欠焦条件
4.6.3 高分辨显微图像
4.6.4 扫描透射技术
4.6.5 球差校正技术
4.7 透射电镜在材料科学中的应用
4.7.1 位错衬度分析及柏氏矢量的确定
4.7.2 层错分析
4.7.3 波纹图
4.7.4 第二相应变场衬度
4.8 案例分析
4.8.1 透射电子显微术最新研究进展
4.8.2 使用小角中子散射（SANS）和高分辨透射电镜分析中熵合金中的纳米析出相
4.8.3 利用透射电镜研究高熵合金中的位错组态
习题
参考文献
5 扫描电子显微分析
5.1 扫描电子显微分析
5.1.1 扫描电镜工作原理
5.1.2 扫描电镜主要结构
5.1.3 电子束与物质相互作用激发产生的物理信号
5.1.4 扫描电子显微镜特点
5.1.5 扫描电镜图像衬度
5.2 电子探针显微分析
5.2.1 电子探针的分析原理和构造
5.2.2 电子探针X射线谱仪
5.2.3 电子探针的分析方法和应用
5.3 扫描电子显微镜在材料科学中的应用
5.3.1 断口形貌表征
5.3.2 断裂过程的原位动态表征
5.3.3 晶体取向特征表征
5.3.4 扫描透射像的表征
5.4 案例分析
5.4.1 添加Ca、Nd、Er元素AZ91镁合金微观组织演变SEM表征
5.4.2 添加Ca、Er及Nd/Ca复合元素AZ91镁合金浸泡腐蚀形貌的SEM表征
习题
参考文献
6 扫描隧道显微镜和原子力显微镜
6.1 扫描隧道显微镜
6.1.1 扫描隧道显微镜的工作原理
6.1.2 扫描隧道显微镜分析的特点及应用
6.2 原子力显微镜
6.2.1 原子力显微镜的工作原理
6.2.2 原子力显微镜的应用
6.3 案例分析
6.3.1 表面配位层钝化铜的氧化
6.3.2 通过新型聚合物受体实现宽吸收和低能量损耗
习题
参考文献
7 光电子能谱分析
7.1 X射线光电子能谱法
7.1.1 X射线光电子能谱的基本原理
7.1.2 X射线光电子能谱仪
7.1.3 X射线光电子能谱分析与应用
7.1.4 样品的制备
7.2 紫外光电子能谱
7.2.1 紫外光电子能谱的基本原理
7.2.2 紫外光电子能谱仪
7.2.3 紫外光电子能谱分析与应用
……