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目次
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商品簡介
本教材介紹了材料研究中常用的分析測試方法，主要包括X射線衍射分析、電子衍射分析、電子顯微分析、光學顯微分析、熱分析技術、紅外光譜分析、能譜波譜分析及掃描探針顯微鏡等分析測試方法。教材論述各種分析測試技術的基本原理、儀器設備的結構構造、使用時應注意的事項、樣品的制備及應用等。內容簡明扼要，并盡可能展現最先進的分析測試方法及其發展歷史及發展方向。
本教材可適用于材料類專業的本科及研究生的教學，同時也可作為材料類及相關專業工程技術人員的參考用書。
本教材可適用于材料類專業的本科及研究生的教學，同時也可作為材料類及相關專業工程技術人員的參考用書。
名人/編輯推薦
《"十二五"普通高等教育本科規劃教材:現代材料測試技術》由化學工業出版社出版。
目次
緒 論
第1章 X射線衍射分析
1.1 幾何結晶學基礎
1.1.1 晶體的特征
1.1.2 晶體結構的周期性和空間點陣
1.1.3 倒易點陣
1.2 X射線物理學基礎
1.2.1 X射線的發現
1.2.2 X射線的本質
1.2.3 X射線的產生
1.2.4 X射線譜
1.2.5 X射線與物質的相互作用
1.2.6 X射線的探測與防護
1.3 X射線衍射理論
1.3.1 X射線衍射產生的物理原因 緒 論
第1章 X射線衍射分析
1.1 幾何結晶學基礎
1.1.1 晶體的特征
1.1.2 晶體結構的周期性和空間點陣
1.1.3 倒易點陣
1.2 X射線物理學基礎
1.2.1 X射線的發現
1.2.2 X射線的本質
1.2.3 X射線的產生
1.2.4 X射線譜
1.2.5 X射線與物質的相互作用
1.2.6 X射線的探測與防護
1.3 X射線衍射理論
1.3.1 X射線衍射產生的物理原因
1.3.2 X射線衍射方程
1.3.3 X射線衍射束的強度
1.3.4 影響衍射線強度的幾種因子及點陣消光法則
1.4 X射線衍射方法
1.4.1 常用的實驗方法
1.4.2 粉晶法成像原理
1.5 X射線衍射儀
1.5.1 X射線光源
1.5.2 X射線測角儀
1.5.3 探測記錄系統
1.5.4 實驗與測量方法
1.6 X射線物相分析技術
1.6.1 定性分析
1.6.2 定量分析第2章 電子光學
2.1 電子顯微鏡發展簡史
2.2 電子光學基礎
2.2.1 光學顯微鏡的局限性
2.2.2 電子的波動性
2.2.3 電子在電磁場中的運動
2.2.4 電子透鏡
2.2.5 電磁透鏡的像差
2.2.6 電子透鏡分辨本領
2.2.7 電磁透鏡的場深和焦深
2.3 電子與物質的相互作用
2.3.1 電子散射
2.3.2 內層電子激發后的弛豫過程
2.3.3 電子顯微鏡常用的各種電子信號
2.3.4 相互作用體積與信號產生的深度和廣度第3章 透射電子顯微鏡
3.1 透射電鏡的工作原理及結構
3.1.1 透射電鏡的工作原理
3.1.2 透射電鏡的結構
3.2 透射電鏡的主要性能指標
3.2.1 分辨率
3.2.2 放大倍數
3.2.3 加速電壓
3.3 透射電鏡樣品制備方法
3.3.1 間接樣品（復型)的制備
3.3.2 直接樣品的制備
3.4 電子衍射
3.4.1 電子衍射基本公式
3.4.2 單晶電子衍射譜
3.4.3 多晶電子衍射譜
3.4.4 電子衍射方法
3.4.5 電子衍射物相分析的特點
3.5 透射電鏡成像操作
3.5.1 明場成像和暗場成像
3.5.2 中心暗場成像
3.6 透射電子顯微像
3.6.1 質厚襯度（散射襯度）
3.6.2 衍射襯度
3.6.3 相位襯度
3.7 高壓電子顯微鏡
3.7.1 高壓電鏡的特點
3.7.2 高壓電鏡的應用
3.8 透射電鏡在材料科學中的應用第4章 掃描電子顯微分析
4.1 掃描電鏡工作原理
4.2 掃描電鏡特點
4.3 掃描電鏡的結構
4.3.1 電子光學系統（鏡筒）
4.3.2 信號的收集和圖像顯示系統
4.3.3 真空系統
4.4 掃描電鏡主要性能指標
4.4.1 分辨本領
4.4.2 放大倍數
4.5 掃描電鏡圖像及其襯度
4.5.1 掃描電鏡圖像的襯度
4.5.2 二次電子像
4.5.3 背散射電子像
4.5.4 吸收電子像
4.6 掃描電鏡樣品制備方法
4.6.1 對試樣的要求
4.6.2 塊狀試樣
4.6.3 粉末試樣
4.6.4 鍍膜
4.7 掃描電鏡在材料科學中的應用第5章 晶體光學基礎
5.1 自然光與偏振光
5.2 光的折射和全反射
5.3 光的色散
5.4 光在晶體中的傳播
5.5 光率體
5.5.1 均質體光率體
5.5.2 一軸晶光率體
5.5.3 二軸晶光率體
5.6 光性方位
5.6.1 高級晶族晶體的光性方位
5.6.2 中級晶族晶體的光性方位
5.6.3 低級晶族晶體的光性方位第6章 光學顯微分析
6.1 偏光顯微鏡
6.2 單偏光鏡下晶體的光學性質
6.2.1 晶體形態
6.2.2 解理
6.2.3 礦物的顏色與多色性、吸收性
6.2.4 礦物的輪廓、貝克線、糙面及突起
6.3 正交偏光鏡下晶體的光學性質
6.3.1 正交偏光鏡裝置及特點
6.3.2 正交偏光鏡下礦物的消光及干涉現象
6.3.3 干涉色及干涉色色譜表
6.3.4 補色法則及補色器
6.3.5 正交偏光鏡下晶體主要光學性質的觀測
6.4 錐光鏡下晶體的光學性質
6.4.1 錐光系統裝置及特點
6.4.2 一軸晶干涉圖
6.4.3 二軸晶礦物的干涉圖
6.5 透明薄片系統鑒定第7章 熱分析技術
7.1 差熱分析（DTA）
7.1.1 差熱分析的基本原理
7.1.2 差熱分析曲線
7.1.3 差熱分析的應用
7.2 差示掃描量熱分析
7.2.1 差示掃描量熱分析的原理
7.2.2 差示掃描量熱曲線
7.2.3 差示掃描量熱分析的應用
7.3 熱重分析
7.3.1 熱重分析的原理
7.3.2 熱重曲線
7.3.3 影響熱重曲線的因素
7.3.4 熱重分析的應用
7.4 熱膨脹法
7.4.1 熱膨脹法的基本原理
7.4.2 熱膨脹儀及實驗方法
7.4.3 熱膨脹率的應用
7.5 綜合熱分析
7.5.1 綜合熱分析法概論
7.5.2 綜合熱分析法的應用第8章 紅外光譜分析
8.1 紅外光譜的基本概念
8.1.1 紅外光譜的形成
8.1.2 量子學說和分子內部的能級
8.1.3 分子的振動與紅外吸收
8.2 紅外光譜儀
8.2.1 傅里葉變換紅外光譜儀的基本原理
8.2.2 傅里葉紅外光譜法的主要優點
8.3 紅外光譜的樣品制備
8.3.1 紅外光譜法對試樣的要求
8.3.2 制樣的方法
8.4 紅外光譜數據處理
8.4.1 紅外光譜的表示方法
8.4.2 光譜差減
8.4.3 光譜歸一化
8.4.4 生成直線
8.4.5 光譜平滑
8.5 紅外光譜的分析
8.5.1 定性分析
8.5.2 定量分析
8.6 紅外光譜法應用實例
8.6.1 水泥的紅外光譜研究
8.6.2 高嶺土及其相關礦物
8.6.3 蛇紋石及其相關礦物
8.6.4 氧化石墨烯
8.6.5 聚苯乙烯
8.6.6 石蠟第9章 X射線光譜顯微分析
9.1 電子探針X射線顯微分析
9.2 電子探針儀的構造和工作原理
9.3 能譜儀
9.3.1 能譜儀結構
9.3.2 能譜儀的工作原理
9.3.3 能譜儀的性能特點
9.4 波譜儀
9.5 能譜（EDS）與波譜(WDS)的比較
9.6 譜儀分析模式
9.6.1 點分析
9.6.2 線掃描分析
9.6.3 面掃描分析
9.6.4 定量分析第10章 其他分析測試技術
10.1 掃描探針顯微鏡的分類
10.1.1 原子力顯微鏡
10.1.2 近場光學顯微鏡
10.1.3 彈道電子發射顯微鏡
10.2 掃描隧道顯微鏡
10.2.1 STM的工作模式以及局限性
10.2.2 掃描隧道顯微鏡應用方面
10.3 原子力顯微鏡
10.3.1 原子力顯微鏡結構以及工作原理
10.3.2 原子力顯微鏡的硬件結構
10.3.3 原子力顯微鏡各種成像模式的原理
10.3.4 原子力顯微鏡的應用
參考文獻
第1章 X射線衍射分析
1.1 幾何結晶學基礎
1.1.1 晶體的特征
1.1.2 晶體結構的周期性和空間點陣
1.1.3 倒易點陣
1.2 X射線物理學基礎
1.2.1 X射線的發現
1.2.2 X射線的本質
1.2.3 X射線的產生
1.2.4 X射線譜
1.2.5 X射線與物質的相互作用
1.2.6 X射線的探測與防護
1.3 X射線衍射理論
1.3.1 X射線衍射產生的物理原因 緒 論
第1章 X射線衍射分析
1.1 幾何結晶學基礎
1.1.1 晶體的特征
1.1.2 晶體結構的周期性和空間點陣
1.1.3 倒易點陣
1.2 X射線物理學基礎
1.2.1 X射線的發現
1.2.2 X射線的本質
1.2.3 X射線的產生
1.2.4 X射線譜
1.2.5 X射線與物質的相互作用
1.2.6 X射線的探測與防護
1.3 X射線衍射理論
1.3.1 X射線衍射產生的物理原因
1.3.2 X射線衍射方程
1.3.3 X射線衍射束的強度
1.3.4 影響衍射線強度的幾種因子及點陣消光法則
1.4 X射線衍射方法
1.4.1 常用的實驗方法
1.4.2 粉晶法成像原理
1.5 X射線衍射儀
1.5.1 X射線光源
1.5.2 X射線測角儀
1.5.3 探測記錄系統
1.5.4 實驗與測量方法
1.6 X射線物相分析技術
1.6.1 定性分析
1.6.2 定量分析第2章 電子光學
2.1 電子顯微鏡發展簡史
2.2 電子光學基礎
2.2.1 光學顯微鏡的局限性
2.2.2 電子的波動性
2.2.3 電子在電磁場中的運動
2.2.4 電子透鏡
2.2.5 電磁透鏡的像差
2.2.6 電子透鏡分辨本領
2.2.7 電磁透鏡的場深和焦深
2.3 電子與物質的相互作用
2.3.1 電子散射
2.3.2 內層電子激發后的弛豫過程
2.3.3 電子顯微鏡常用的各種電子信號
2.3.4 相互作用體積與信號產生的深度和廣度第3章 透射電子顯微鏡
3.1 透射電鏡的工作原理及結構
3.1.1 透射電鏡的工作原理
3.1.2 透射電鏡的結構
3.2 透射電鏡的主要性能指標
3.2.1 分辨率
3.2.2 放大倍數
3.2.3 加速電壓
3.3 透射電鏡樣品制備方法
3.3.1 間接樣品（復型)的制備
3.3.2 直接樣品的制備
3.4 電子衍射
3.4.1 電子衍射基本公式
3.4.2 單晶電子衍射譜
3.4.3 多晶電子衍射譜
3.4.4 電子衍射方法
3.4.5 電子衍射物相分析的特點
3.5 透射電鏡成像操作
3.5.1 明場成像和暗場成像
3.5.2 中心暗場成像
3.6 透射電子顯微像
3.6.1 質厚襯度（散射襯度）
3.6.2 衍射襯度
3.6.3 相位襯度
3.7 高壓電子顯微鏡
3.7.1 高壓電鏡的特點
3.7.2 高壓電鏡的應用
3.8 透射電鏡在材料科學中的應用第4章 掃描電子顯微分析
4.1 掃描電鏡工作原理
4.2 掃描電鏡特點
4.3 掃描電鏡的結構
4.3.1 電子光學系統（鏡筒）
4.3.2 信號的收集和圖像顯示系統
4.3.3 真空系統
4.4 掃描電鏡主要性能指標
4.4.1 分辨本領
4.4.2 放大倍數
4.5 掃描電鏡圖像及其襯度
4.5.1 掃描電鏡圖像的襯度
4.5.2 二次電子像
4.5.3 背散射電子像
4.5.4 吸收電子像
4.6 掃描電鏡樣品制備方法
4.6.1 對試樣的要求
4.6.2 塊狀試樣
4.6.3 粉末試樣
4.6.4 鍍膜
4.7 掃描電鏡在材料科學中的應用第5章 晶體光學基礎
5.1 自然光與偏振光
5.2 光的折射和全反射
5.3 光的色散
5.4 光在晶體中的傳播
5.5 光率體
5.5.1 均質體光率體
5.5.2 一軸晶光率體
5.5.3 二軸晶光率體
5.6 光性方位
5.6.1 高級晶族晶體的光性方位
5.6.2 中級晶族晶體的光性方位
5.6.3 低級晶族晶體的光性方位第6章 光學顯微分析
6.1 偏光顯微鏡
6.2 單偏光鏡下晶體的光學性質
6.2.1 晶體形態
6.2.2 解理
6.2.3 礦物的顏色與多色性、吸收性
6.2.4 礦物的輪廓、貝克線、糙面及突起
6.3 正交偏光鏡下晶體的光學性質
6.3.1 正交偏光鏡裝置及特點
6.3.2 正交偏光鏡下礦物的消光及干涉現象
6.3.3 干涉色及干涉色色譜表
6.3.4 補色法則及補色器
6.3.5 正交偏光鏡下晶體主要光學性質的觀測
6.4 錐光鏡下晶體的光學性質
6.4.1 錐光系統裝置及特點
6.4.2 一軸晶干涉圖
6.4.3 二軸晶礦物的干涉圖
6.5 透明薄片系統鑒定第7章 熱分析技術
7.1 差熱分析（DTA）
7.1.1 差熱分析的基本原理
7.1.2 差熱分析曲線
7.1.3 差熱分析的應用
7.2 差示掃描量熱分析
7.2.1 差示掃描量熱分析的原理
7.2.2 差示掃描量熱曲線
7.2.3 差示掃描量熱分析的應用
7.3 熱重分析
7.3.1 熱重分析的原理
7.3.2 熱重曲線
7.3.3 影響熱重曲線的因素
7.3.4 熱重分析的應用
7.4 熱膨脹法
7.4.1 熱膨脹法的基本原理
7.4.2 熱膨脹儀及實驗方法
7.4.3 熱膨脹率的應用
7.5 綜合熱分析
7.5.1 綜合熱分析法概論
7.5.2 綜合熱分析法的應用第8章 紅外光譜分析
8.1 紅外光譜的基本概念
8.1.1 紅外光譜的形成
8.1.2 量子學說和分子內部的能級
8.1.3 分子的振動與紅外吸收
8.2 紅外光譜儀
8.2.1 傅里葉變換紅外光譜儀的基本原理
8.2.2 傅里葉紅外光譜法的主要優點
8.3 紅外光譜的樣品制備
8.3.1 紅外光譜法對試樣的要求
8.3.2 制樣的方法
8.4 紅外光譜數據處理
8.4.1 紅外光譜的表示方法
8.4.2 光譜差減
8.4.3 光譜歸一化
8.4.4 生成直線
8.4.5 光譜平滑
8.5 紅外光譜的分析
8.5.1 定性分析
8.5.2 定量分析
8.6 紅外光譜法應用實例
8.6.1 水泥的紅外光譜研究
8.6.2 高嶺土及其相關礦物
8.6.3 蛇紋石及其相關礦物
8.6.4 氧化石墨烯
8.6.5 聚苯乙烯
8.6.6 石蠟第9章 X射線光譜顯微分析
9.1 電子探針X射線顯微分析
9.2 電子探針儀的構造和工作原理
9.3 能譜儀
9.3.1 能譜儀結構
9.3.2 能譜儀的工作原理
9.3.3 能譜儀的性能特點
9.4 波譜儀
9.5 能譜（EDS）與波譜(WDS)的比較
9.6 譜儀分析模式
9.6.1 點分析
9.6.2 線掃描分析
9.6.3 面掃描分析
9.6.4 定量分析第10章 其他分析測試技術
10.1 掃描探針顯微鏡的分類
10.1.1 原子力顯微鏡
10.1.2 近場光學顯微鏡
10.1.3 彈道電子發射顯微鏡
10.2 掃描隧道顯微鏡
10.2.1 STM的工作模式以及局限性
10.2.2 掃描隧道顯微鏡應用方面
10.3 原子力顯微鏡
10.3.1 原子力顯微鏡結構以及工作原理
10.3.2 原子力顯微鏡的硬件結構
10.3.3 原子力顯微鏡各種成像模式的原理
10.3.4 原子力顯微鏡的應用
參考文獻
書摘/試閱
第二級序干涉色，其光程差在560～1120nm。其干涉色為藍、綠、黃、橙、紫紅等色依次出現，色較純，色帶間界線較清楚。在鏡下觀察時發現，藍色帶較寬且顏色偏深。
第三級序干涉色，其光程差在1120～1680nm。其干涉色為藍綠、綠、黃、橙、紅等色依次出現。與第二級序干涉色比較，色序一致，但顏色較第二級序干涉色淺，且顏色鮮艷，尤以綠色最為鮮艷，干涉色條帶之間的界線不如第二級序清楚。
第四級序及更高級序的干涉色，其光程差更大，干涉色的顏色更淺，顏色混雜不純，干涉色條帶間的界線更模糊不清。當光程差增大到相當于五級以上的干涉色時，幾乎接近于各色，光波半波長的奇數倍，同時又接近它們半波長的偶數倍，各色光波都有不等量的出現，互相混雜的結果，形成一種與珍珠表面顏色相近的亮白色，稱高級白干涉色。一般情況下薄片的厚度都在0.03mm左右，如礦片呈現高級白干涉色，則說明該礦物具很大的雙折射率值。
實驗中觀察石英楔干涉色級序時也應注意，各干涉色之間并沒有嚴格的界限，因為光程差是連續增加的，干涉色也是逐漸過渡的，界限清晰與否，只是相對的關系。同時在鏡下觀察時，用較高倍數的物鏡及適當縮小鎖光圈可得到較好的觀察效果。
由上可知：干涉色級序的高低，取決于相應的光程差的大小。而光程差大小又決定于礦片厚度和雙折射率的大小。雙折射率大小則與礦物性質及礦片方向有關。在鏡下觀察時應注意以下幾點：
①在同一晶體礦物薄片中，雖然各礦物顆粒的厚度相同，但因各顆粒的切片方向不同，可顯示出不同的干涉色。也就是說，普通多顆粒的晶體礦物切片（單晶體的切片除外），在正交偏光鏡下可以看到多種干涉色，不同顆粒可能呈現的干涉色不同。
②不管何種礦物的切片，礦物顆粒只要在正交偏光鏡下觀察到干涉色為同一級序，則它們產生的光程差相同。
③平行光軸或平行光軸面的切面，雙折射率最大，呈現的干涉色級序最高；所以在正交偏光鏡下觀測的時候，可以通過尋找具有最高干涉色的礦物顆粒，用來測定該礦物的最大雙折射率值，因為不同礦物的最大雙折射率不同，它們所顯示的最高干涉色也不同。所以在鑒定礦物時，測定它們的最高干涉色才有鑒定意義。另外還可以確定該礦物顆粒的切片方向。
④垂直光軸切面雙折射率為零，呈全消光，因此在鏡下觀察到全消光的礦物顆粒，就可以確定該礦物顆粒的光率體切面為圓切面。至于該顆粒是均質體礦物切面還是非均質體垂直光軸的切面，其測定方法在以后章節介紹。
⑤其他方向的切面，雙折射率變化于零和最大之間，其干涉色級序也介于灰黑與最高干涉色之間。
6.3.3.3干涉色色譜表
干涉色色譜表是表示干涉色級序、光程差、雙折射率及薄片厚度之間關系的圖表（圖6—24）。它是根據光程差公式R=D△N做成的圖表。
