材料X射綫衍射與電子顯微分析:材料分析測試技術

材料X射綫衍射與電子顯微分析:材料分析測試技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

周玉,武高輝 著
圖書標籤:
  • 材料科學
  • X射綫衍射
  • 電子顯微鏡
  • 材料分析
  • 材料測試
  • 晶體結構
  • 微觀結構
  • 錶徵技術
  • XRD
  • TEM
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齣版社: 哈爾濱工業大學齣版社
ISBN:9787560313382
版次:1
商品編碼:10214843
包裝:平裝
齣版時間:2007-08-01
頁數:283
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

  《材料分析測試技術:材料X射綫衍射與電子顯微分析》可作為材料科學與工程學科的本科生教材或教學參考書,也可供從事材料研究及分析檢測方麵工作的技術人員參考。

內容簡介

  《材料分析測試技術》介紹瞭用x射綫衍射和電子顯微技術分析材料微觀組織結構的原理、設備及試驗方法。內容包括:x射綫衍射方嚮與強度、多晶體分析方法及x射綫衍射儀、物相分析、宏觀應力測定、透射電鏡結構與原理、復型技術、電子衍射、衍襯成像、掃描電鏡結構與原理、電子探針顯微分析等。同時,簡要介紹瞭離子探針、低能電子衍射、俄歇電子能譜儀、掃描隧道與原子力顯微鏡及x射綫光電子能譜儀等顯微分析方法,並附有實驗指導書和附錄。書中的實例分析注重引入瞭材料微觀組織結構分析方麵的新成果。

目錄

緒論
第一章 X射綫的性質
1-1 引言
1-2 X射綫的本質
1-3 X射綫的産生及X射綫管
1-4 X射綫譜
1-5 X射綫與物質的相互作用
1-6 X射綫的安全防護
習題

第二章 X射綫衍射方嚮
2-1 引言
2-2 晶體幾何學基礎
2-3 衍射的概念與布拉格方程
2-4 布拉格方程的討論
2-5 衍射方法
習題

第三章 X射綫衍射強度
3-1 引言
3-2 結構因子
3-3 多晶體的衍射強度
3-4 積分強度計算舉例
習題

第四章 多晶體分析方法
4-1 引言
4-2 粉末照相法
4-3 X射綫衍射儀
4-4 衍射儀的測量方法與實驗參數
4-5 點陣常數的精確測定
習題

第五章 X射綫物相分析
5-1 引言
5-2 定性分析的原理和分析思路
5-3 粉末衍射卡片的組成
5-4 PDF卡片的索引
5-5 物相定性分析方法
5-6 物相定量分析
習題

第六章 宏觀應力測定
6-1 引言
6-2 單軸應力測定原理
6-3 平麵應力測定原理
6-4 試驗方法
6-5 試驗精度的保證及測試原理的適用條件
習題

第七章 電子光學基礎
7-1 電子波與電磁透鏡
7-2 電磁透鏡的像差與分辨本領
7-3 電磁透鏡的景深和焦長
習題

第八章 透射電子顯微鏡
8-1 透射電子顯微鏡的結構與成像原理
8-2 主要部件的結構與工作原理
8-3 透射電子顯微鏡分辨本領和放大倍數的測定
習題

第九章 復型技術
9-1 概述
9-2 質厚襯度原理
9-3 一級復型和二級復型
9-4 萃取復型與粉末樣品
習題

第十章 電子衍射
10-1 概述
10-2 電子衍射原理
10-3 電子顯微鏡中的電子衍射
10-4 單晶體電子衍射花樣標定
10-5 復雜電子衍射花樣
習題

第十一章 晶體薄膜衍襯成像分析
11-1 概述
11-2 薄膜樣品的製備
11-3 衍襯成像原理
11-4 消光距離
11-5 衍襯運動學簡介
11-6 晶體缺陷分析
習題
第十二章 掃描電子顯微鏡
第十三章 電子探針顯微分析
第十四章 其它顯微分析方法簡介
實驗指導書
主要參考文獻
附錄

前言/序言


《材料的微觀世界:探秘晶格與形貌》 本書將帶領讀者深入探索材料的微觀構成,揭示隱藏在原子層麵的奧秘,理解宏觀性能的根源。我們將圍繞兩種核心的材料錶徵技術——X射綫衍射(XRD)和電子顯微鏡(EM)——展開,全麵解析它們如何幫助我們理解材料的晶體結構、微觀形貌、成分分布以及缺陷特徵。 第一部分:X射綫衍射(XRD)——窺探晶體的“指紋” X射綫衍射是一種強大的無損檢測技術,通過測量X射綫與晶體材料相互作用産生的衍射圖樣,我們可以精確地確定材料的晶體結構、晶格參數、物相組成以及微觀應力等信息。 晶體結構解析: 衍射原理: 深入講解布拉格定律,闡述X射綫在晶格平麵上的衍射條件。 衍射譜解讀: 詳細介紹如何分析衍射峰的位置、強度和寬度,以及這些參數與晶體結構之間的關聯。 晶格參數測定: 學習如何利用衍射數據精確計算晶胞尺寸,理解其在材料性能中的作用。 物相鑒定: 掌握使用標準數據庫(如PDF卡片)進行未知物相的快速準確識彆,瞭解不同物相在材料中的存在狀態。 多晶材料分析: 討論織構(取嚮)對衍射強度的影響,以及如何分析材料的擇優取嚮。 無定形材料的分析: 介紹如何通過寬化的衍射信號識彆和分析非晶態材料。 微觀結構信息提取: 晶粒尺寸的估算: 學習謝勒公式,理解衍射峰展寬與晶粒尺寸的關係,並討論其局限性。 微觀應力分析: 探討晶格畸變與衍射峰位偏移之間的關係,以及如何通過分析峰位變化來評估宏觀和微觀應力。 缺陷與疇結構: 介紹如何通過衍射譜的細節分析來推斷材料中的位錯密度、孿晶結構等微觀缺陷。 XRD的應用領域: 材料研發: 新材料的結構錶徵,相變過程的監測。 質量控製: 生産過程中的物相分析,産品成分確認。 失效分析: 材料失效原因的晶體結構層麵追溯。 地質與礦物學: 岩石和礦物的鑒定與分析。 製藥工業: 藥物晶型的研究與控製。 第二部分:電子顯微鏡(EM)——直觀呈現材料的“容貌” 電子顯微鏡利用高能電子束作為探針,通過與樣品的相互作用成像,提供比光學顯微鏡高得多的分辨率,從而能夠觀察到納米尺度的微觀形貌、錶麵結構和內部組織。 掃描電子顯微鏡(SEM)——觀察錶麵的細節: 成像原理: 詳細講解二次電子(SE)和背散射電子(BSE)成像機製,理解它們分彆反映的錶麵形貌和元素組成信息。 形貌觀察: 掌握如何獲得清晰、高分辨率的樣品錶麵形貌圖像,識彆顆粒、裂紋、孔隙等特徵。 成分分析(EDS/WDS): 介紹能量色散X射綫譜(EDS)和波長色散X射綫譜(WDS)技術,如何與SEM聯用進行元素的定性半定量分析,繪製元素分布圖。 錶麵形貌的變化: 討論不同樣品製備方法(如導電襯底、濺射鍍層)對SEM成像的影響。 透射電子顯微鏡(TEM)——洞悉內部的結構: 成像原理: 深入理解透射電子與樣品相互作用後形成的衍射襯度成像和相位襯度成像(高分辨率TEM,HRTEM)機製。 高分辨率成像: 學習如何解析原子尺度的晶格條紋,直接觀察晶體缺陷,如位錯、晶界、堆積層錯等。 電子衍射分析: 介紹如何通過束衍射和會聚束衍射(CBED)確定晶體的晶體學方嚮、晶格類型和對稱性,以及衍射襯度成像與晶體缺陷的關係。 成分分析(EDS/EELS): 討論TEM-EDS和電子能量損失譜(EELS)在微區甚至納米區的成分分析和化學態分析能力。 樣品製備: 強調TEM樣品製備的挑戰性和多樣性(如離子減薄、聚焦離子束FIB製樣),以及其對成像質量的重要性。 EM的應用領域: 材料科學: 納米材料的形貌與結構錶徵,晶界、位錯等缺陷的研究。 生物學: 細胞、病毒等微觀結構的觀察。 半導體: 器件內部結構、界麵缺陷的分析。 冶金學: 金屬材料的顯微組織、第二相等研究。 失效分析: 宏觀斷裂錶麵的微觀形貌分析,失效機製的揭示。 綜閤應用與前沿發展: 本書還將探討如何將X射綫衍射和電子顯微鏡等多種分析技術相互結閤,形成強大的材料分析體係。例如,通過XRD確定材料的整體相組成,再利用EM觀察特定相的形貌和分布;或者通過EM觀察到的微觀結構特徵,再結閤XRD進行晶體學解釋。 此外,我們將簡要介紹一些正在快速發展的分析技術,例如: 原位(in-situ)分析技術: 在XRD或EM設備中進行加熱、拉伸、電化學反應等過程,實時觀察材料在動態條件下的結構和形貌變化。 三維成像技術: 如X射綫斷層掃描(XCT)和串聯聚焦離子束-SEM(3D-FIB/SEM),實現材料內部的三維結構重構。 自動化與大數據分析: 介紹如何利用機器學習和人工智能來加速數據處理和分析過程。 通過本書的學習,讀者將能夠深刻理解材料的微觀世界,掌握常用的材料分析測試技術,從而在材料的研發、生産、應用和失效分析等各個環節,具備解決實際問題的能力。

用戶評價

評分

關於電子顯微鏡在觀察材料形貌方麵的能力,這本書可以說是“教科書式”的詳盡。我一直以為顯微鏡隻能看到錶麵的樣子,但作者通過大量的圖例,展示瞭 SEM 如何捕捉到材料錶麵的三維形貌,以及各種形貌特徵,比如顆粒的尺寸、形狀、分布,以及錶麵上的微觀結構,如孔隙、裂紋等。這些細節對於理解材料的性能至關重要。 讓我驚喜的是,書中不僅展示瞭靜態的形貌,還介紹瞭一些動態的觀察方法,例如在 SEM 中進行原位測試,觀察材料在受力、加熱或腐蝕等條件下的形變和斷裂過程。這些動態觀察對於深入理解材料的失效機製和設計更可靠的材料具有不可估量的價值。作者還特彆強調瞭如何通過對 SEM 圖像的分析,來定量地描述材料的微觀形貌,比如計算顆粒的平均尺寸、長寬比、以及形貌因子等,這些定量分析方法讓我意識到,顯微鏡下的觀察不僅僅是“看”,更是一種精密的測量。

評分

我一直對材料的“生長”過程和“缺陷”産生濃厚的興趣,這本書恰好在這方麵提供瞭非常詳盡的解答。特彆是關於 X 射綫衍射如何“看見”材料內部的晶體缺陷,比如位錯、空位、晶界等,作者的講解讓我豁然開朗。他並沒有將這些缺陷僅僅看作是“不完美”,而是深刻地闡述瞭這些缺陷如何深刻地影響材料的宏觀性能,比如強度、延展性、導電性等。 書中有一部分詳細地分析瞭“衍射峰展寬”這一現象,這之前對我來說隻是一個模糊的概念,但作者通過講解晶粒尺寸效應、微觀應變效應以及位錯密度等因素對衍射峰的影響,讓我明白瞭如何從這些看似“模糊”的信號中提取齣關於材料微觀結構和缺陷的重要信息。他甚至還介紹瞭一些定量分析的方法,比如 Scherrer 公式和 Williamson-Hall 方法,雖然公式看起來有些復雜,但作者的講解非常細緻,並且結閤瞭大量的實例,讓我能夠理解這些方法背後的物理意義,以及它們在實際分析中的應用價值。

評分

這本書對於“材料的相變和熱力學行為”的研究,提供瞭 X 射綫衍射技術的獨特視角。我之前對相變概念比較模糊,總覺得是材料內部發生的奇妙變化。但是,作者通過 X 射綫衍射,讓我看到瞭相變是如何在原子尺度上發生的。他詳細地介紹瞭如何利用 X 射綫衍射來監測材料在不同溫度下的相結構變化,例如固態相變、熔化、凝固等。 書中關於“溫度變化對衍射圖譜的影響”的講解,讓我明白瞭晶格常數會隨著溫度的變化而變化,這會在衍射譜中錶現為衍射峰的係統性位移。作者甚至還介紹瞭如何通過這種位移來計算材料的熱膨脹係數,這是一個非常重要的材料性能參數。此外,他還討論瞭 X 射綫衍射在研究材料的相圖構建中的作用,如何通過分析不同溫度和成分下的衍射圖譜,來繪製齣材料的相平衡圖,這對於理解和設計閤金材料至關重要。

評分

對於電子顯微鏡的部分,我一開始覺得會非常技術性,充滿瞭各種掃描、透射、分辨率的術語。但作者的處理方式非常巧妙,他並沒有一開始就鑽進技術細節,而是先從“看見”的角度齣發,勾勒齣光學顯微鏡的局限性,以及為什麼我們需要更強大的“眼睛”——電子顯微鏡。然後,他纔逐步介紹掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)的工作原理,並非常詳盡地闡述瞭它們各自的優勢和適用範圍。 讓我印象深刻的是,作者用瞭很多生動的類比來解釋電子束與樣品相互作用的過程。比如,SEM 的探測過程,他將其比喻成用探照燈掃描地麵,根據反射迴來的光綫來描繪地貌。而 TEM 則是更像是在觀察一片非常薄的切片,通過穿透的電子來瞭解內部結構。更重要的是,書中不僅僅是介紹原理,還穿插瞭大量的精美顯微照片,這些照片直觀地展示瞭不同材料在 SEM 和 TEM 下的形貌,從微小的顆粒到復雜的納米結構,都清晰可見,這比任何文字描述都更有說服力,也讓我對材料的世界有瞭更直觀的感受。

評分

我對這本書最深的感受是,它不僅僅是一本技術書籍,更是一本關於“如何理解材料”的引導書。作者在講解 X 射綫衍射和電子顯微鏡的原理和應用時,始終圍繞著“材料的本質”這一核心。他讓我們明白,這些高深的分析技術,最終都是為瞭更好地認識材料的微觀結構,進而理解其宏觀性能,最終是為瞭更好地設計和應用材料。 書中穿插的各種應用案例,從基礎研究到工業生産,從新材料的開發到質量的控製,都展現瞭這些分析技術的重要性。我甚至覺得,這本書不僅適閤材料科學領域的學生和研究人員,也適閤對材料感興趣的工程師、技術人員,甚至是對科學探索充滿好奇心的普通讀者。它以一種非常易於理解的方式,打開瞭一扇通往材料微觀世界的大門,讓我對我們身邊無處不在的材料有瞭全新的認識和理解,這是一種非常寶貴的體驗。

評分

這本書在講解 X 射綫衍射分析技術時,非常注重理論與實踐的結閤。我尤其喜歡其中關於“X 射綫衍射儀的使用與操作”的章節。它並沒有簡單地列齣儀器參數,而是從實際操作的角度齣發,詳細介紹瞭如何選擇閤適的 X 射綫源、探測器,如何設置衍射角度掃描範圍、步長等關鍵參數,以及如何進行樣品製備和放置。 更重要的是,作者還深入剖析瞭衍射數據處理和解析的各個環節。從原始衍射譜的噪聲去除、峰擬閤,到晶體結構的確證、晶格常數的精確測定,再到衍射峰強度的定量分析,每一個步驟都講解得非常透徹。他甚至還介紹瞭一些常用的 X 射綫衍射數據庫和軟件,以及如何利用這些工具來輔助分析,這對於初學者來說無疑是極大的幫助,讓我覺得掌握這項技術不再是遙不可及的夢想。

評分

在電子顯微鏡的應用方麵,這本書展現瞭其在材料錶徵中的強大能力,尤其是在識彆和分析微觀結構方麵。我被書中關於“能量色散 X 射綫光譜(EDS)”和“波長色散 X 射綫光譜(WDS)”的介紹深深吸引。這兩種技術通常與 SEM 集成,能夠提供材料的元素組成信息,讓顯微鏡不僅僅是“看”形貌,還能“知道”是什麼組成的。 作者詳細地解釋瞭 EDS 和 WDS 的工作原理,以及它們在元素定性和定量分析中的應用。他通過大量的實例,展示瞭如何利用這些技術來識彆材料中的夾雜物、相分布、以及錶麵塗層等。尤其令我印象深刻的是,書中還討論瞭如何處理 EDS/WDS 數據中的一些挑戰,例如光譜重疊、基體效應等,並介紹瞭相應的校正方法。這讓我意識到,即便是這樣看似直觀的技術,背後也蘊含著深刻的科學原理和精密的計算。

評分

電子顯微鏡在“材料失效分析”方麵的應用,是這本書讓我覺得最貼近實際應用的部分。我一直對“材料為什麼會壞掉”這個問題感到好奇,而這本書給齣瞭非常清晰的答案。作者通過大量的斷口形貌照片,詳細地分析瞭不同斷裂機製下材料的斷口特徵,例如脆性斷裂、韌性斷裂、疲勞斷裂、應力腐蝕斷裂等。 我特彆記得書中關於“疲勞斷裂”的章節,它通過 SEM 圖片展示瞭典型的疲勞條痕,以及裂紋的萌生和擴展過程。這讓我對材料在循環載荷下的脆弱性有瞭更深刻的認識。此外,書中還介紹瞭如何結閤 EDS/WDS 技術,來分析斷口上存在的夾雜物、氧化物或其他汙染物,這些往往是導緻材料失效的“罪魁禍首”。這種多技術的綜閤運用,對於快速準確地判斷材料失效原因,並提齣改進措施,具有不可替代的作用。

評分

這本書真是太齣乎我的意料瞭!我原本以為這會是一本比較枯燥的技術手冊,充斥著各種晦澀難懂的公式和圖錶,讀起來會讓人昏昏欲睡。然而,當我真正翻開它,纔發現自己錯瞭。作者的文字功底非常紮實,將“材料X射綫衍射與電子顯微分析”這樣看似高深的領域,用一種非常生動形象的方式展現齣來。開篇的導論部分,我沒有預想中的學術報告式的平鋪直敘,而是通過一些引人入勝的案例,比如材料的結構如何影響其宏觀性能,以及科學傢們如何通過X射綫衍射和電子顯微鏡這些“眼睛”來“透視”材料的內部奧秘,一下子就抓住瞭我的興趣。 他沒有直接拋齣一堆理論,而是先鋪墊瞭問題的背景,讓我們理解為什麼需要掌握這些分析技術,以及它們在現實世界中有著怎樣廣泛的應用。我尤其喜歡其中關於材料結構與性能之間關聯性的探討,作者用瞭很多比喻,比如將晶體結構比作樂高積木的堆疊方式,不同的堆疊方式會産生完全不同的功能,這讓我這樣一個非專業人士也能很快地理解其核心思想。而且,書中對X射綫衍射的原理講解,也非簡單的公式堆砌,而是從X射綫的性質齣發,一步步推導齣衍射現象的發生,並巧妙地引入布拉格方程,但講解過程非常順暢,沒有突兀感,像是自然而然地就到瞭這一步。

評分

我一直覺得X射綫衍射和電子顯微鏡這些技術,離我這樣的普通讀者非常遙遠,大概隻存在於實驗室或者高精尖的科研領域。但是,這本書徹底顛覆瞭我的這種看法。作者通過大量的實際應用案例,讓我看到瞭這些技術是如何滲透到我們生活的方方麵麵的。例如,在材料科學領域,瞭解金屬閤金的晶體結構如何決定其強度和韌性,對於製造更安全的飛機和汽車至關重要。又比如,在生物醫學領域,通過電子顯微鏡觀察病毒的結構,為疫苗的研發提供瞭關鍵信息。 書中關於 X 射綫衍射在材料鑒彆中的應用,對我來說尤其具有啓發性。我一直以為 X 射綫衍射主要用於確定晶體結構,但書中詳細介紹瞭如何利用衍射峰的位移和強度變化來判斷材料成分、檢測晶粒大小、甚至評估材料內部的應力。我記得其中有一個章節,講述瞭如何利用 X 射綫衍射來辨彆古代文物的真僞,通過分析文物的材料成分和製作工藝,與已知材料的衍射圖譜進行對比,就能揭示齣曆史的真相。這讓我深深地感受到瞭科學的魅力,以及這些分析技術在人文科學領域的獨特價值。

評分

這段時間,我忽然對男人之間的那點事情,沒那麼多渴望瞭,也許是那些小說的影響吧。我相信,亂性的人,是不會有美好的愛情的。而我,愛你勝過瞭愛性。

評分

我和bf認識很久瞭,隻是在認識快一年之後纔見的麵,我們現在還都是學生,隻是他比年級高一些。他是一個很單純的的人,也是一個不亂的人。

評分

猶記得那些句子:“梧桐樹三更雨,不道離情正苦一葉葉、一聲聲,空階滴到明。”

評分

送貨挺快的,這書改版瞭,封麵變藍色的瞭

評分

“梧桐更兼細雨。”

評分

材料分析實驗使用,很好,送貨速度也快

評分

每到春天,樹枝剛剛吐齣稀稀落落的嫩芽,梧桐花就不甘落後地一串串地開滿瞭枝頭,隨風飄蕩,似乎在嚮人們炫耀它那淡紫色的衣裳。一串串紫粉色的梧桐花挺立在枝頭,不久便長齣一片片綠葉,像新來的女老師那樣美麗而年輕。

評分

不錯不錯哦可以可以吧不錯不錯哦可以可以吧不錯不錯哦可以可以吧不錯不錯哦可以可以吧

評分

這個時候,春色沒有先前的拘謹,張弛到瞭極緻。隨意一瞥,你會發現最美人間四月天,這話一點兒不假。

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