目錄
第二版前言
第一版序
第一版前言
第1章 物理學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 粒子與波 1
1.1.1 光與X射線 1
1.1.2 實(shí)物粒子 4
1.2 衍射與成像 5
1.2.1 概述 5
1.2.2 散射波疊加 5
1.2.3 縫、孔衍射 7
1.2.4 光柵衍射 9
1.2.5 透鏡成像 15
1.3 原子結(jié)構(gòu)與光譜 21
1.3.1 原子的殼層結(jié)構(gòu) 21
1.3.2 原子的激發(fā)與電離 25
1.3.3 特征輻射 26
1.3.4 俄歇電子 29
1.3.5 核 30
1.4 分子結(jié)構(gòu)與光譜 33
1.4.1 分子結(jié)構(gòu) 33
1.4.2 分子振動(dòng)能級(jí)與分子振動(dòng)光譜 38
1.4.3 分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)與分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜 39
1.4.4 分子軌道能級(jí)和分子電子光譜 40
1.4.5 分子光譜 41
1.5 光與物質(zhì)的相互作用 42
1.5.1 概述 42
1.5.2 散射 43
1.5.3 原子散射因子 46
1.5.4 吸收與衰減 48
1.5.5 吸收體的物理效應(yīng) 50
1.6 帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 51
1.6.1 帶電粒子的電磁輻射 51
1.6.2 電磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用 52
1.6.3 電子透鏡 52
1.7 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 54
1.7.1 概述 54
1.7.2 帶電粒子的射程 55
1.7.3 電子的相干散射 57
1.7.4 電子與物質(zhì)的相互作用 59
1.7.5 離子與物質(zhì)的相互作用 61
習(xí)題 62
第2章 固體結(jié)構(gòu) 65
2.1 晶體 65
2.1.1 晶體的形成 65
2.1.2 晶體結(jié)構(gòu) 66
2.2 晶體的對(duì)稱性 68
2.2.1 對(duì)稱的概念 68
2.2.2 晶體的宏觀對(duì)稱性 68
2.2.3 晶體的微觀對(duì)稱性 72
2.2.4 晶體結(jié)構(gòu)的表示式 77
2.3 晶面與晶向 78
2.3.1 晶面指數(shù)與晶向指數(shù) 78
2.3.2 晶面間距、晶面夾角 80
2.3.3 晶帶 83
2.4 晶體投影 84
2.4.1 球面投影 84
2.4.2 極射平面投影和烏氏網(wǎng) 85
2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)投影圖 89
2.5 晶體衍射理論（一） 90
2.5.1 晶體衍射的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論 90
2.5.2 勞埃方程與布拉格方程 91
2.5.3 勞埃方程和布拉格方程的不確定性 94
2.5.4 薄晶體以及晶體表面的衍射 98
2.6 晶體衍射理論（二） 99
2.6.1 晶胞的衍射強(qiáng)度 99
2.6.2 單晶體的衍射強(qiáng)度 102
2.6.3 多晶體的衍射強(qiáng)度 104
2.6.4 溫度因子 105
2.7 晶體缺陷和實(shí)際晶體 106
2.7.1 理想晶體和實(shí)際晶體 106
2.7.2 調(diào)制結(jié)構(gòu) 106
2.8 準(zhǔn)晶、非晶、膠體和液晶 107
2.8.1 準(zhǔn)晶體 107
2.8.2 非晶體 107
2.8.3 膠體 109
2.8.4 液晶 111
2.9 材料結(jié)構(gòu)分析 113
2.9.1 材料結(jié)構(gòu)分析的概念 113
2.9.2 材料結(jié)構(gòu)分析的方法 115
習(xí)題 117
第3章 光譜分析 119
3.1 光的檢測(cè)與光譜儀 119
3.1.1 光的檢測(cè) 119
3.1.2 光柵光譜儀 121
3.1.3 傅里葉變換 123
3,1.4 傅里葉射頻波譜儀 124
3.1.5 傅里葉紅外光譜儀 125
3.2 發(fā)射光譜分析 127
3.2.1 原子發(fā)射光譜儀 127
3.2.2 制樣 129
3.2.3 原子發(fā)射光譜的譜線 130
3.2.4 原子發(fā)射光譜的分析方法 131
3.3 紫外-可見吸收光譜分析 135
3.3.1 紫外-可見吸收光譜儀 135
3.3.2 紫外吸收光譜 137
3,3.3 試樣制備 142
3.3.4 分析應(yīng)用 142
3.3.5 原子吸收光譜法 145
3.4 紅外吸收光譜分析 148
3.4.1 基本原理 148
3.4.2 傅里葉紅外吸收光譜儀 150
3.4.3 試樣 151
3.4.4 紅外光譜解析 152
3.4.5 紅外光譜應(yīng)用 157
3.4.6 拉曼散射光譜分析 159
3.5 核磁共振吸收波譜分析 161
3.5.1 基本原理 161
3.5.2 核磁共振波譜儀 161
3.5.3 試樣 163
3.5.4 化學(xué)位移與自旋分裂 163
3.5.5 核磁共振氫譜及應(yīng)用 168
3,5.6 13C核磁共振 170
3.5.7 核磁共振成像原理 171
習(xí)題 171
第4章 質(zhì)譜和色譜 173
4.1 離子的檢測(cè)與質(zhì)譜儀 173
4.1.1 離子檢測(cè)器 173
4.1.2 磁偏轉(zhuǎn)型質(zhì)量分析器 174
4.1.3 四極桿質(zhì)量分析器 175
4.2 質(zhì)譜分析方法 176
4.2.1 質(zhì)譜儀工作原理 176
4,2.2 質(zhì)譜儀主要性能 179
4.2.3 質(zhì)譜圖及譜線的測(cè)量 179
4.2.4 有機(jī)質(zhì)譜中的離子峰 180
4.2.5 有機(jī)化合物相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定 183
4.2.6 有機(jī)化合物定性分析 185
4.2.7 有機(jī)化合物的定量分析 188
4,2.8 有機(jī)質(zhì)譜的應(yīng)用 188
4.2.9 無(wú)機(jī)質(zhì)譜分析方法 188
4.3 色譜 189
4.3.1 概述 189
4.3.2 氣相色譜分析 191
4.3.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析 197
4.3.4 高效液相色譜 200
4.3.5 平板色譜法 203
習(xí)題 205
第5章 X射線分析 206
5.1 X射線的檢測(cè)與X射線譜儀 206
5.1.1 二維圖像的記錄 206
5.1.2 X射線光粒子計(jì)數(shù)器 206
5.1.3 X射線能譜儀 208
5.1.4 X射線分光計(jì) 210
5.1.5 單色器 213
5.2 X射線熒光譜分析 214
5.2.1 X射線熒光譜儀 214
5.2.2 X射線的二次激發(fā) 216
5.2.3 波譜圖 217
5.2.4 熒光X射線定性分析 218
5.2.5 熒光X射線定量分析 219
5.2.6 能譜圖與定性、定量分析 221
5.2.7 能譜儀和波譜儀的比較 221
5.3 粉末衍射分析 222
5.3.1 多晶體的X射線衍射強(qiáng)度 223
5.3.2 德拜法照相 224
5.3.3 粉末衍射儀 224
5.3.4 試樣制備與掃描測(cè)試 228
5.3.5 衍射圖譜 229
5.3.6 單相物質(zhì)的晶型分析 234
5.3.7 物質(zhì)的物相定性分析 236
5.3.8 物質(zhì)的物相定量分析 239
5.3.9 點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定 243
5.3.10 宏觀應(yīng)力分析 246
5.3.11 微晶尺寸和微觀應(yīng)力的測(cè)試 249
5.4 單晶衍射分析 250
5.4.1 勞埃法 250
5.4.2 旋轉(zhuǎn)晶體法 254
5.5 多晶織構(gòu)分析與針孔法 256
5.5.1 織構(gòu) 256
5.5.2 織構(gòu)的表示與多晶體極圖 256
5.5.3 針孔法與多晶織構(gòu)試樣的衍射 257
5.5.4 織構(gòu)的測(cè)定 259
習(xí)題 261
第6章 光學(xué)顯微鏡 263
6.1 像的觀察與記錄 263
6.2 光學(xué)金相顯微分析 264
6.2.1 光學(xué)金相顯微鏡 264
6.2.2 顯微鏡光學(xué)性能 266
6.2.3 試樣制備 269
6.2.4 顯微鏡觀察方式 277
6.2.5 攝像 279
6.2.6 偏振光顯微 280
6.2.7 相襯金相 282
6.2.8 顯微硬度及其測(cè)定 285
6.3 定量金相 287
6.3.1 基本測(cè)量方法 288
6,3.2 定量金相的計(jì)算 289
6.3.3 計(jì)算機(jī)金相圖像分析系統(tǒng) 292
6.4 低倍觀察方法 292
6.4.1 概述 292
6,4.2 檢驗(yàn)方法 293
6.4.3 體視顯微鏡 294
6.5 透射光學(xué)顯微方法 294
6.5.1 復(fù)型 294
6.5.2 透射偏光顯微鏡 295
習(xí)題 295
第7章 電子顯微方法 297
7.1 電子像的觀察和記錄 297
7.2 透射電子顯微鏡 297
7.2.1 儀器構(gòu)造 297
7,2.2 儀器性能 300
7.3 試樣制備 302
7.3.1 粉末試樣膜 302
7.3.2 試樣復(fù)型 303
7.3.3 薄膜試樣 304
7.4 成像方式 306
7.4.1 顯微成像 306
7.4.2 衍射成像 307
7.5 電子衍射圖像分析 309
7.5.1 電子衍射 309
7.5.2 電子衍射花樣及其幾何特征 311
7.5.3 多晶試樣的物相鑒定及衍射花樣指標(biāo)化 313
7.5.4 單晶試樣的物相鑒定及衍射花樣指標(biāo)化 314
7.5.5 選區(qū)電子衍射中圖像相對(duì)于花樣的磁轉(zhuǎn)角標(biāo)定 319
7.5.6 復(fù)雜衍射花樣 320
7.5.7 菊池衍射花樣 322
7.6 透射電子顯微圖像分析 324
7.6.1 柱體近似 324
7.6.2 非晶體試樣質(zhì)厚襯度成像原理 325
7.6.3 復(fù)型成像的襯度 325
7.6.4 復(fù)型浮雕圖像分析 327
7.6.5 電鏡放大倍數(shù)與點(diǎn)分辨本領(lǐng)的測(cè)定 327
7.6.6 晶體試樣衍射襯度成像原理 327
7.6.7 雙光束條件 329
7.6.8 理想晶體的衍射強(qiáng)度 331
7.6.9 缺陷晶體的衍射強(qiáng)度 333
7.6.10 堆積層錯(cuò) 334
7.6.11 位錯(cuò) 335
7.6.12 疇結(jié)構(gòu) 336
7.6.13 第二相粒子 337
7.6.14 電子衍射運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的局限性 338
7.6.15 薄晶體的高分辨像 338
7.7 低能電子衍射和低能電子顯微鏡 339
7.7.1 低能電子衍射分析 339
7.7.2 低能電子顯微分析 340
習(xí)題 342
第8章 探針和掃描顯微分析 344
8.1 電子的檢測(cè)與能譜儀 344
8,1.1 電子檢測(cè)器 344
8.1.2 電子能量分析器 345
8,1.3 離子能量分析器 347
8.2 電子探針與掃描電子顯微分析 348
8.2.1 電子束轟擊固體試樣激發(fā)的物理信號(hào) 348
8.2.2 電子探針X射線顯微分析儀 349
8.2.3 掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與工作原理 351
8.2.4 掃描電子顯微鏡的性能 354
8,2.5 試樣制備 356
8.2.6 掃描圖像分析 357
8.2.7 X射線能譜分析 358
8.2.8 背散射電子衍射分析 358
8.2.9 電子探針與掃描電子顯微鏡的比較 360
8.2.10 其他電子顯微分析技術(shù) 361
8.3 電子能譜分析 362
8.3.1 光電子能譜 362
8.3.2 俄歇電子能譜 367
8.4 離子束表面分析 371
8.4.1 離子散射譜 371
8.4.2 二次離子質(zhì)譜 376
8.4.3 離子顯微鏡 380
8.4.4 場(chǎng)離子顯微鏡 381
8.5 激光探針顯微分析 382
8.6 探針掃描顯微分析 383
8.6.1 掃描隧道顯微鏡 383
8.6.2 原子力掃描顯微鏡 385
8.6.3 近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡 386
習(xí)題 389
第9章 熱分析 390
9.1 示差熱分析法 390
9.1.1 示差熱分析儀的工作原理 391
9.1.2 DTA曲線的分析 393
9.1.3 差熱分析測(cè)量的影響因素 398
9.2 示差掃描量熱法 399
9.2.1 示差掃描量熱儀的工作原理 399
9.2.2 DSC曲線的分析 399
9.3 熱重分析法 401
9.3.1 熱重分析儀的工作原理 402
9.3.2 TG曲線的分析 402
9.3.3 熱重分析測(cè)量的影響因素 405
9.4 聯(lián)用技術(shù)及其他 405
習(xí)題 408
參考文獻(xiàn) 409
附錄 410
I 一些元素常用的紫外、可見光譜線 410
II 元素的主要K、L系譜線的波長(zhǎng)（A） 413
III 化學(xué)元素K、L系主要譜線的光子能量（keV） 415
IV 元素的吸收限波長(zhǎng)（A） 419
V 元素對(duì)X射線的質(zhì)量吸收系數(shù)（cm2/g） 422
VI 原子散射因子 424
VII 原子散射因子修正值 427
VIII 一些物質(zhì)的德拜溫度 428
IX 多重性因子 428
X 立方晶體晶面（或晶向）夾角數(shù)值 428
XI 立方晶體標(biāo)準(zhǔn)投影圖 430
XII 面心立方晶體電子衍射圖譜 432
XIII 體心立方晶體電子衍射圖譜 433
XIV 密排六方晶體電子衍射圖譜 434
XV 常用材料分析方法名稱及英文縮寫 435