目錄
第二版前言
第一版前言
第1章 緒論 1
1.1 材料研究的意義和內(nèi)容 1
1.2 材料研究方法分類 2
1.3 材料微觀結(jié)構(gòu)及其與組成的關(guān)系 4
思考題與習(xí)題 6
參考文獻(xiàn) 6
第2章 光學(xué)顯微分析 7
2.1 晶體光學(xué)基礎(chǔ) 7
2.1.1 光的物理性質(zhì) 7
2.1.2 光與固體物質(zhì)的相互作用 9
2.1.3 光在晶體中的傳播 10
2.1.4 光率體 11
2.1.5 光率體在晶體中的位置——光性方位 14
2.2 偏光顯微鏡 14
2.2.1 偏光顯微鏡的構(gòu)成 14
2.2.2 單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì) 15
2.2.3 正交偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì) 18
2.2.4 錐光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì) 24
2.3 其他光學(xué)顯微分析法 28
2.3.1 反光顯微鏡 28
2.3.2 特殊照明術(shù) 29
2.3.3 相襯顯微術(shù)和干涉顯微術(shù) 30
2.3.4 高溫顯微分析術(shù) 32
2.3.5 光學(xué)顯微鏡的技術(shù)參數(shù) 32
2.4 光學(xué)顯微分析樣品的制備 35
2.4.1 取樣 35
2.4.2 鑲嵌 35
2.4.3 磨光 36
2.4.4 拋光 36
2.4.5 浸蝕 36
2.5 光學(xué)顯微分析在材料科學(xué)中的應(yīng)用 37
2.5.1 透射光顯微鏡在材料科學(xué)中的應(yīng)用 37
2.5.2 反光顯微鏡在材料科學(xué)中的應(yīng)用 39
2.5.3 相襯顯微鏡和干涉顯微鏡在材料科學(xué)中的應(yīng)用 39
2.6 光學(xué)顯微分析技術(shù)的近期發(fā)展 40
2.6.1 體視顯微鏡與超景深三維顯微鏡 40
2.6.2 激光掃描共焦顯微鏡 40
2.6.3 掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡 40
2.6.4 超分辨顯微分析技術(shù) 41
思考題與習(xí)題 41
參考文獻(xiàn) 42
第3章 X射線衍射分析 43
3.1 X射線的物理基礎(chǔ) 43
3.1.1 X射線的性質(zhì) 43
3.1.2 X射線的產(chǎn)生 44
3.1.3 X射線譜 45
3.1.4 特征X射線 46
3.2 X射線衍射原理 52
3.2.1 X射線的衍射 52
3.2.2 勞厄方程和布拉格方程 53
3.3 X射線衍射束的強(qiáng)度 55
3.3.1 晶體衍射強(qiáng)度 55
3.3.2 X射線粉末衍射累計(jì)強(qiáng)度 57
3.3.3 結(jié)構(gòu)因子F(hkl)和衍射消光規(guī)律 57
3.4 實(shí)驗(yàn)方法及樣品制備 58
3.4.1 粉末照相法 58
3.4.2 粉末衍射儀法 61
3.5 X射線粉末衍射物相定性分析 66
3.5.1 物相定性分析國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 66
3.5.2 PDF 卡片 67
3.5.3 粉末衍射卡片索引及檢索方法 69
3.5.4 物相定性分析應(yīng)注意的問題 70
3.6 X射線物相定量分析 70
3.6.1 外標(biāo)法 71
3.6.2 內(nèi)標(biāo)法 72
3.6.3 基體沖洗法(K 值法) 74
3.6.4 無標(biāo)樣定量分析法(Rietveld 法) 74
3.7 晶體結(jié)構(gòu)分析 75
3.7.1 X射線結(jié)構(gòu)分析方法 75
3.7.2 X射線晶體衍射花樣的指數(shù)標(biāo)定及晶胞參數(shù)計(jì)算 77
3.7.3 立方晶系 78
3.7.4 四方晶系和六方晶系 79
3.7.5 晶體晶胞中原子數(shù)及原子坐標(biāo)的測(cè)定 80
3.7.6 X射線衍射分析的應(yīng)用 81
思考題與習(xí)題 87
參考文獻(xiàn) 87
第4章 電子顯微分析 88
4.1 電子波長(zhǎng)及電子透鏡 88
4.2 透射電鏡 90
4.2.1 透射電鏡的工作原理和特點(diǎn) 90
4.2.2 透射電鏡成像系統(tǒng)的作用原理 91
4.2.3 透射電鏡樣品制備 92
4.2.4 透射電鏡像襯度形成 97
4.2.5 透射電鏡中的電子衍射 100
4.2.6 透射電鏡應(yīng)用舉例 110
4.3 掃描電鏡 114
4.3.1 掃描電鏡的特點(diǎn)和工作原理 114
4.3.2 掃描電鏡成像的物理信號(hào) 115
4.3.3 掃描電鏡的構(gòu)造 116
4.3.4 掃描電鏡的主要性能 117
4.3.5 掃描電鏡樣品制備 119
4.3.6 掃描電鏡像襯度形成 119
4.3.7 掃描電鏡應(yīng)用舉例 121
4.4 電子探針儀 124
4.4.1 電子探針儀的特點(diǎn)和工作原理 124
4.4.2 特征X射線的檢測(cè) 125
4.4.3 電子探針儀的實(shí)驗(yàn)方法 127
4.5 電鏡的近期發(fā)展 131
4.5.1 衍襯像 131
4.5.2 高分辨像 133
4.5.3 超高壓電鏡 135
4.5.4 掃描透射電鏡 135
4.5.5 分析電鏡 136
4.5.6 低真空掃描電鏡 137
4.5.7 冷凍電鏡 139
4.5.8 多維電鏡 140
4.5.9 電鏡附件 141
思考題與習(xí)題 141
參考文獻(xiàn) 141
第5章 熱分析 142
5.1 熱分析技術(shù)的分類 142
5.2 差熱分析 143
5.2.1 差熱分析原理 143
5.2.2 差熱曲線的影響因素 146
5.3 差示掃描量熱分析法 149
5.3.1 差示掃描量熱分析的原理 149
5.3.2 差示掃描量熱曲線及其影響因素 151
5.4 熱重分析 152
5.4.1 熱重分析儀 153
5.4.2 熱重曲線 153
5.4.3 影響熱重曲線的因素 154
5.5 熱機(jī)械分析 158
5.5.1 熱膨脹分析 158
5.5.2 靜態(tài)熱機(jī)械分析 159
5.5.3 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析 160
5.6 熱分析技術(shù)的應(yīng)用 162
5.6.1 差熱分析及差示掃描量熱分析法的應(yīng)用 162
5.6.2 熱重分析的應(yīng)用 170
5.6.3 熱膨脹分析的應(yīng)用 171
5.6.4 熱機(jī)械分析的應(yīng)用 171
5.7 熱分析技術(shù)的近期發(fā)展 172
5.7.1 調(diào)制溫度式差示掃描量熱分析 172
5.7.2 其他熱分析技術(shù) 173
5.7.3 熱分析聯(lián)用技術(shù) 174
思考題與習(xí)題 175
參考文獻(xiàn) 175
第6章 分子與原子光譜分析 176
6.1 光譜分析技術(shù)分類及基本原理 176
6.2 紫外光譜分析 177
6.2.1 紫外光譜的產(chǎn)生 177
6.2.2 發(fā)色基團(tuán)、助色基團(tuán)和吸收帶 178
6.2.3 紫外光譜儀 180
6.2.4 譜圖解析步驟 182
6.2.5 紫外光譜的應(yīng)用 182
6.3 紅外光譜分析 184
6.3.1 紅外光譜的產(chǎn)生條件 184
6.3.2 分子振動(dòng)頻率 185
6.3.3 分子振動(dòng)的形式 186
6.3.4 紅外光譜的吸收強(qiáng)度和表示方法 188
6.3.5 紅外光譜的特征性及基團(tuán)頻率 189
6.3.6 影響基團(tuán)頻率的因素 192
6.3.7 紅外光譜定性分析 193
6.3.8 紅外光譜定量分析 195
6.3.9 傅里葉變換紅外光譜儀 195
6.3.10 試樣的制備 197
6.3.11 紅外光譜在材料分析中的應(yīng)用 198
6.3.12 紅外光譜在材料表界面結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 201
6.4 激光拉曼光譜分析 202
6.4.1 拉曼散射光譜的產(chǎn)生 202
6.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技術(shù) 204
6.4.3 拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用 204
6.5 原子吸收光譜分析 206
6.5.1 原子吸收光譜分析的基本原理 207
6.5.2 原子吸收光譜譜線特征 208
6.5.3 原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu) 210
6.5.4 原子吸收光譜的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 211
6.5.5 原子吸收光譜在材料分析中的應(yīng)用 213
6.5.6 原子吸收光譜技術(shù)的進(jìn)展 214
6.6 原子發(fā)射光譜分析 215
6.6.1 原子發(fā)射光譜分析的基本原理 215
6.6.2 原子發(fā)射光譜譜線特征 216
6.6.3 原子發(fā)射光譜儀的結(jié)構(gòu) 216
6.6.4 原子發(fā)射光譜的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 217
6.6.5 原子發(fā)射光譜分析法在材料分析中的應(yīng)用 219
6.6.6 原子發(fā)射光譜技術(shù)的進(jìn)展 219
思考題與習(xí)題 220
參考文獻(xiàn) 222
第7章 核磁共振分析 223
7.1 核磁共振的基本原理 223
7.1.1 原子核的自旋 224
7.1.2 核磁共振現(xiàn)象 224
7.1.3 弛豫 227
7.2 質(zhì)子的化學(xué)位移 228
7.2.1 屏蔽效應(yīng)和化學(xué)位移 228
7.2.2 影響質(zhì)子化學(xué)位移的因素 229
7.3 自旋耦合 231
7.3.1 自旋耦合和自旋裂分 231
7.3.2 質(zhì)子耦合常數(shù)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 232
7.4 核磁共振的信號(hào)強(qiáng)度 233
7.5 圖譜解析 233
7.6 儀器構(gòu)造和樣品制備 235
7.6.1 核磁共振波譜儀的構(gòu)造 235
7.6.2 核磁共振實(shí)驗(yàn)樣品的制備 235
7.7 13C 核磁共振波譜 236
7.8 核磁共振技術(shù)的進(jìn)展 238
7.8.1 核磁共振波譜圖分析的輔助技術(shù) 238
7.8.2 固體高分辨NMR 譜圖 238
7.8.3 二維NMR 技術(shù)及其基本原理 239
7.9 核磁共振波譜在材料分析研究中的應(yīng)用 240
7.9.1 材料的定性鑒別 240
7.9.2 化合物數(shù)均分子量的測(cè)定 242
7.9.3 共聚物組成的測(cè)定 243
7.9.4 硅酸鹽水泥基材料相結(jié)構(gòu)和組分分析 243
思考題與習(xí)題 245
參考文獻(xiàn) 246
第8章 質(zhì)譜分析 247
8.1 質(zhì)譜技術(shù)基本原理 247
8.1.1 質(zhì)譜儀的基本工作原理 247
8.1.2 質(zhì)譜儀的種類和技術(shù)指標(biāo) 251
8.1.3 質(zhì)譜圖的表示和解釋方法 253
8.2 離子的類型 254
8.3 離子化方法 258
8.4 質(zhì)譜定性分析及圖譜解析 261
8.4.1 分子量的測(cè)定 261
8.4.2 分子式的確定 262
8.4.3 根據(jù)裂解模型鑒定化合物和確定結(jié)構(gòu) 263
8.5 質(zhì)譜定量分析 264
8.6 質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù) 265
8.7 質(zhì)譜分析在材料研究中的應(yīng)用 270
8.7.1 質(zhì)譜分析在高分子材料分析中的應(yīng)用 270
8.7.2 質(zhì)譜分析在無機(jī)材料分析中的應(yīng)用 274
思考題與習(xí)題 276
參考文獻(xiàn) 277
第9章 色譜分析 278
9.1 氣相色譜 278
9.1.1 氣相色譜儀的構(gòu)造 278
9.1.2 氣相色譜檢測(cè)器 278
9.1.3 氣相色譜的應(yīng)用 279
9.2 高效液相色譜 281
9.2.1 高效液相色譜儀的結(jié)構(gòu)原理和分析方法的建立 281
9.2.2 高效液相色譜的應(yīng)用 282
9.3 凝膠滲透色譜 282
9.3.1 凝膠滲透色譜的工作原理 283
9.3.2 凝膠滲透色譜儀的主要構(gòu)成 283
9.3.3 凝膠滲透色譜譜圖和校正原理 285
9.3.4 凝膠滲透色譜的應(yīng)用 287
9.4 色譜分析在材料研究中的應(yīng)用 287
9.4.1 氣相色譜分析在材料研究中的應(yīng)用 288
9.4.2 高效液相色譜分析在材料研究中的應(yīng)用 290
9.4.3 凝膠滲透色譜分析在材料研究中的應(yīng)用 291
9.5 色譜技術(shù)新進(jìn)展 293
9.5.1 氣相色譜的新進(jìn)展 293
9.5.2 高效液相色譜的新進(jìn)展 294
9.5.3 凝膠滲透色譜的新進(jìn)展 294
思考題與習(xí)題 295
參考文獻(xiàn) 296
第10章 其他分析方法 297
10.1 X射線光電子能譜分析 297
10.1.1 X射線光電子能譜分析理論基礎(chǔ) 297
10.1.2 儀器結(jié)構(gòu)和工作原理 298
10.1.3 實(shí)驗(yàn)技術(shù) 300
10.1.4 離子束濺射技術(shù) 300
10.1.5 荷電校準(zhǔn) 300
10.1.6 采樣深度 300
10.1.7 譜圖分析技術(shù) 301
10.2 X射線熒光光譜分析 305
10.2.1 X射線熒光光譜原理 305
10.2.2 熒光產(chǎn)額 305
10.2.3 X射線熒光分析 306
10.2.4 X射線熒光光譜分析的特點(diǎn) 306
10.2.5 X射線熒光光譜儀的結(jié)構(gòu)和原理 306
10.2.6 X射線熒光光譜分析方法 308
10.2.7 X射線熒光光譜分析制樣方法 309
10.3 俄歇電子能譜分析 310
10.3.1 方法原理 311
10.3.2 儀器結(jié)構(gòu) 312
10.3.3 實(shí)驗(yàn)技術(shù) 313
10.3.4 俄歇電子能譜圖的分析技術(shù) 313
10.3.5 元素沿深度方向的分布分析 315
10.3.6 微區(qū)分析 316
10.4 低能電子衍射分析 317
10.4.1 LEED基礎(chǔ)理論 318
10.4.2 低能電子衍射儀 319
10.4.3 低能電子衍射應(yīng)用 319
10.5 掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡分析 320
10.5.1 掃描隧道顯微鏡 320
10.5.2 原子力顯微鏡 321
10.6 X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描分析 324
10.6.1 基本原理 324
10.6.2 X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備主要構(gòu)成 325
10.6.3 X-CT在材料研究領(lǐng)域中的應(yīng)用 326
思考題與習(xí)題 328
參考文獻(xiàn) 328
第11章 材料測(cè)試方法的綜合應(yīng)用 329
11.1 面向水化機(jī)理的水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試 329
11.2 鈮碲酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及控制機(jī)理 336
11.3 無溶劑二硫化鉬納米粒子流體的結(jié)構(gòu)和性能表征 338
11.4 水泥水化產(chǎn)物參與砂漿泛白的辨識(shí) 341
11.5 材料剖析 342
思考題與習(xí)題 344
參考文獻(xiàn) 344