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内容大纲
《材料研究方法》是高等学校材料类专业的核心课程之一。本教材内容安排体现对人才四方面能力的培养:采用科学方法研究的能力、了解现代工具的工作原理和使用方法的能力、针对性选择使用现代工具的能力、与同行沟通交流的能力。
本书主要内容包括金相显微分析、X射线分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、扫描探针显微分析五篇17章,设立专门的章节对同步辐射X射线断层扫描技术、单晶材料的取向与应力问题、电子背散射衍射技术、原位透射电子显微镜技术、扫描探针显微技术进行介绍,并穿插数据分析软件的介绍,提高实用性。在表达形式上,注重对重点问题详细讨论,对容易出错的概念深入剖析,对容易混淆的概念逐一对比。
为提高可读性和启发性,本教材穿插介绍科学史上的典型发现、发明故事,融入中国传统文化、西迁精神等课堂思政内容。
本书既适合作为高等学校材料类专业本科、研究生的教材,也可为机械、能源动力、电子、电气、航空航天等工科专业的学生提供帮助与参考。 -
作者介绍
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目录
第一篇 金相显微分析
第1章 光学显微镜
1.1 成像方式
1.2 成像的关键要素
1.3 显微镜的分辨率
1.4 景深和焦深
习题
第二篇 X射线分析
第2章 晶体学基础
2.1 晶体的定义与特征
2.2 对称性
2.3 点阵和基元
2.4 晶系
2.5 布拉菲格子
2.6 晶向
2.7 晶面
习题
第3章 X射线简介
3.1 X射线的本质
3.2 X射线的产生
3.3 X射线的吸收
3.4 X射线的探测
3.5 X射线的应用
习题
第4章 X射线断层扫描
4.1 X射线断层扫描基本原理
4.2 X射线断层扫描术的衍射衬度
习题
第5章 X射线衍射的方向
5.1 布拉格定律
5.2 劳厄方程
5.3 埃瓦尔德球
5.4 三种典型的衍射方法
习题
第6章 X射线衍射的强度
6.1 X射线与孤立电子的相互作用
6.2 X射线在单原子上的散射
6.3 X射线在单个晶胞上的散射
6.4 结构因子与消光条件
6.5 德拜衍射峰的相对强度
6.6 小结
习题
第7章 多晶残余应力的X射线衍射测量
7.1 残余应力的分类
7.2 单轴应力的测量
7.3 平面应力的测量
7.4 衍射角的选择及误差分析
习题
第8章 同步辐射微束劳厄衍射
8.1 实验装置及方法
8.2 衍射谱的解析
8.3 单晶取向的表达
8.4 取向差的计算与晶界的表征
8.5 单晶应力应变的测量
8.6 案例:固态电解质的应变演化
习题
第三篇 透射电子显微分析
第9章 电子光学及透射电子显微镜
9.1 电子光学原理简述
9.2 电子波与电磁透镜
9.3 电磁透镜的像差与分辨率
9.4 电磁透镜的景深和焦长
9.5 透射电镜的结构及成像原理
9.6 透射电镜的主要部件及工作原理
9.7 透射电子显微镜成像的分辨率
9.8 透射电镜样品的制备
习题
第10章 电子衍射
10.1 电子衍射基本原理
10.2 透射电镜中的电子衍射
10.3 单晶电子衍射花样标定
10.4 复杂电子衍射花样
10.5 微束电子衍射
习题
第11章 透射电子显微成像
11.1 衬度及其分类
11.2 衍射运动学简介
11.3 衍射动力学简介
11.4 典型的衬度
11.5 晶体缺陷分析
习题
第12章 高分辨透射电子显微成像
12.1 高分辨透射电子显微成像的原理
12.2 HRTEM图像模拟、处理与定量分析
12.3 HRTEM分析晶体缺陷结构实例
习题
第四篇 扫描电子显微分析
第13章 扫描电子显微镜成像
13.1 扫描电镜的基本原理
13.2 扫描电镜的结构
13.3 扫描电镜的信号来源
13.4 扫描电镜的分辨率
13.5 扫描电镜成像的衬度
习题
第14章 能谱与波谱
14.1 基本原理
14.2 能谱仪与波谱仪的设备特点
14.3 能谱仪与波谱仪的性能对比
习题
第15章 电子背散射衍射
15.1 基本原理:菊池线与菊池谱
15.2 实验
15.3 菊池谱标定
15.4 数据解读
15.5 XtalCAMP软件简介
15.6 电子背散射衍射应用举例
习题
第五篇 扫描探针显微分析
第16章 扫描隧道显微镜
16.1 扫描隧道显微镜原理
16.2 扫描隧道显微镜设备
16.3 扫描隧道显微镜的应用
习题
第17章 原子力显微镜
17.1 原子力显微镜成像原理
17.2 原子力显微镜设备与工作模式
17.3 原子力显微镜的应用及拓展
习题
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