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材料現代研究方法 版權信息
- ISBN：9787122414212
- 條形碼：9787122414212 ; 978-7-122-41421-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
材料現代研究方法 本書特色
《材料現代研究方法》對材料研究過程中常用的分析方法進行了介紹；結合實例進行講解，能提高材料類專業學生從事材料研究所必需的實際技能。這是一本既有基本理論，又兼顧學生專業基礎的實用性教材；適合實際教學需要。
材料現代研究方法 內容簡介
《材料現代研究方法》對材料研究過程中常用的分析方法進行了介紹，包括X射線衍射、紅外吸收光譜、激光拉曼光譜、紫外-可見光譜、熒光光譜、核磁共振譜及各種電子顯微鏡等，其內容涉及高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料、復合材料等綜合領域。本書主要是結合實例進行講解，注重實用性，能提高材料類專業學生從事材料研究所必需的實際技能。本書可以作為材料科學與工程及相關專業本科生、研究生的專業基礎課教材，也可以作為材料科學與工程相關實驗教師培訓參考書。
材料現代研究方法 目錄
第1章緒論1
1.1材料的組織結構與性能1
1.1.1組織結構與性能的關系1
1.1.2微觀組織結構控制1
1.2顯微組織結構的內容2
1.3材料分析技術與材料的關系2
1.4分析技術簡介2
1.4.1X射線衍射2
1.4.2光譜分析2
1.4.3核磁共振2
1.4.4熱分析技術3
1.4.5表面分析技術3
1.4.6電子顯微鏡3
第2章X射線衍射4
2.1X射線衍射基本概念4
2.1.1X射線的產生及X射線譜4
2.1.2X射線與物質的相互作用7
2.2X射線分析法原理13
2.2.1X射線在晶體中的衍射13
2.2.2X射線衍射的實驗方法簡介20
2.2.3小角X射線散射法22
2.2.4樣品的制備方法簡介24
2.2.5樣品的PDF卡片25
2.3X射線在材料結構分析中的應用26
2.3.1X射線衍射物相分析的基本原理26
2.3.2物相的定性分析26
2.3.3物相的定量分析27
2.3.4物質狀態（晶態和非晶態）的鑒定29
2.3.5單晶和多晶取向測定29
2.3.6晶粒度的測定30
2.3.7介孔結構測定31
2.3.8宏觀應力測定31
2.3.9薄膜厚度和界面結構測定33
2.3.10多層膜結構測定33
參考文獻34
第3章紅外吸收光譜35
3.1紅外吸收光譜的基本概念和基本原理35
3.1.1紅外吸收光譜的基本概念35
3.1.2紅外吸收光譜的基本原理35
3.2雙原子分子的振動和轉動36
3.2.1分子的定態能量37
3.2.2分子光譜37
3.2.3雙原子分子的振動模型37
3.3簡正振動39
3.3.1簡正振動和自由度39
3.3.23N-5或3N-6規則40
3.3.3分子的振動類型40
3.3.4振動自由度與紅外吸收峰的關系40
3.3.5基頻、倍頻、復合頻41
3.4紅外吸收光譜的基礎知識與表示方法42
3.4.1紅外吸收光譜的基本術語42
3.4.2紅外光譜的表示方法43
3.4.3紅外四要素43
3.5紅外吸收峰變化的影響因素43
3.5.1影響峰位變化的因素43
3.5.2影響吸收峰強度的因素46
3.5.3配位效應47
3.6各類有機化合物的特征吸收峰48
3.6.1烷烴和環烷烴的特征吸收頻率48
3.6.2烯烴的特征吸收頻率49
3.6.3炔烴的特征吸收頻率49
3.6.4芳烴的特征吸收頻率49
3.6.5醇和酚類的特征吸收頻率50
3.6.6醚類的特征吸收頻率51
3.6.7羰基化合物的特征吸收頻率51
3.6.8胺類的特征吸收頻率52
3.6.9硝基化合物的特征吸收頻率53
3.6.10腈類的特征吸收頻率53
參考文獻53
第4章激光拉曼光譜54
4.1拉曼散射光譜的基本概念54
4.1.1瑞利散射、拉曼散射及拉曼位移54
4.1.2拉曼光譜選律和選擇定則55
4.1.3拉曼退偏振比56
4.1.4拉曼光譜圖57
4.2激光拉曼光譜與紅外光譜的比較58
4.3激光拉曼光譜法實驗技術58
4.3.1儀器組成58
4.3.2樣品的處理方法59
4.4拉曼光譜法在有機材料研究中的應用59
4.4.1拉曼光譜的選擇定則與分子構象59
4.4.2高分子材料的拉曼去偏振度及紅外二向色性60
4.4.3復合材料形變的拉曼光譜研究60
4.5拉曼光譜在無機材料中的應用62
4.5.1碳納米材料的拉曼散射62
4.5.2半導體納米材料的拉曼散射65
參考文獻67
第5章紫外-可見光譜及熒光光譜68
5.1紫外-可見吸收光譜68
5.1.1紫外-可見吸收光譜的基本原理68
5.1.2紫外-可見吸收光譜的基礎知識69
5.1.3紫外吸收光譜的常用術語70
5.1.4影響紫外光譜的因素71
5.1.5紫外吸收與分子結構的關系73
5.1.6紫外吸收譜帶的類型75
5.2紫外光譜的應用75
5.2.1紫外光譜提供的結構信息75
5.2.2解析紫外譜圖的規律76
5.2.3紫外光譜在高分子材料中的應用76
5.3熒光光譜78
5.3.1熒光光譜的基本原理78
5.3.2分子熒光光譜80
5.3.3測量方法81
5.3.4譜圖解析示例81
5.3.5無機化合物的熒光81
5.3.6有機化合物的熒光82
5.3.7影響熒光光譜的環境因素83
5.4熒光光譜在材料研究中的應用85
5.4.1高分子在溶液中的形態轉變85
5.4.2高分子混合物的相容性和相分離86
參考文獻86
第6章核磁共振譜87
6.1核磁共振的基本原理87
6.1.1核磁共振譜的分類87
6.1.2核磁共振的產生88
6.1.3弛豫過程89
6.1.4化學位移90
6.1.5自旋的耦合與裂分91
6.2核磁共振波譜儀及實驗要求92
6.2.1CW-核磁共振儀結構92
6.2.2PFT-核磁共振儀原理93
6.2.3核磁共振樣品的制備94
6.31H-核磁共振波譜（氫譜）95
6.3.1屏蔽作用與化學位移95
6.3.2譜圖的表示方法96
6.3.3化學位移、耦合常數與分子結構的關系96
6.3.4影響化學位移的主要因素98
6.3.51H-NMR譜圖解析實例99
6.413C-核磁共振譜（碳譜）100
6.4.113C-NMR概述100
6.4.213C-NMR中的質子去耦技術100
6.4.313C-NMR與1H-NMR的比較101
6.4.4影響13C化學位移的因素101
6.4.5碳核磁譜圖解析和典型實例103
6.5NMR在材料研究中的應用105
6.5.1有機材料的定性分析105
6.5.2共聚物組成的測定106
6.5.3共聚物序列結構的研究107
6.5.4高分子鍵接方式和異構體的研究107
參考文獻109
第7章熱分析技術111
7.1熱分析概論111
7.2差熱分析與差示掃描量熱法114
7.2.1DTA與DSC儀器的組成與原理114
7.2.2差熱分析與差示掃描量熱法峰面積的計算116
7.2.3影響DTA與DSC曲線的因素120
7.2.4DTA與DSC數據的標定122
7.3熱重分析與微商熱重法123
7.3.1熱重分析與微商熱重法的基本原理123
7.3.2熱天平的基本結構125
7.3.3影響熱重數據的因素126
7.3.4熱重試驗及圖譜辨析127
7.4熱膨脹法和熱機械分析130
7.4.1熱膨脹法130
7.4.2熱機械分析131
7.5熱分析技術在材料研究中的應用132
7.5.1材料的結晶行為132
7.5.2材料液晶的多重轉變136
7.5.3材料的玻璃化轉變溫度Tg及共聚共混物相容性137
7.5.4材料的熱穩定性及熱分解機理140
7.5.5材料的剖析142
7.5.6動態熱機械分析評價材料的使用性能143
7.5.7動態介電分析評價材料的使用性能146
7.6熱分析聯用技術153
7.6.1TG-DSC聯用153
7.6.2TG-FTIR聯用153
7.6.3TG-MS聯用155
參考文獻156
第8章表面分析技術158
8.1X射線光電子能譜158
8.1.1X射線光電子譜基本原理158
8.1.2結合能160
8.1.3化學位移161
8.1.4光電子能譜分析方法164
8.1.5X射線光電子能譜儀168
8.2俄歇電子能譜170
8.2.1俄歇電子能譜的基本原理170
8.2.2Auger電子的能量和產額172
8.2.3俄歇電子能譜分析方法174
8.2.4俄歇電子能譜儀177
8.2.5掃描Auger顯微探針179
8.2.6掃描俄歇電子的應用179
參考文獻180
第9章掃描電子顯微鏡181
9.1電子與物質的相互作用181
9.1.1電子散射181
9.1.2背散射電子182
9.1.3二次電子182
9.2掃描電子顯微鏡結構和成像原理184
9.2.1掃描電子顯微鏡的工作原理184
9.2.2掃描電子顯微鏡的結構187
9.2.3掃描電子顯微鏡的性能189
9.2.4掃描電子顯微鏡的特點190
9.2.5樣品制備191
9.2.6影響電子顯微鏡影像品質的因素191
9.3場發射掃描電子顯微鏡192
9.3.1場發射掃描電子顯微鏡的結構192
9.3.2場發射掃描電子顯微鏡的特點193
9.4電子探針顯微分析193
9.4.1EPMA原理和結構193
9.4.2X射線能譜儀194
9.4.3X射線波譜儀195
9.4.4定性分析196
9.4.5定量分析197
參考文獻198
第10章透射電子顯微鏡199
10.1透射電子顯微鏡簡介199
10.2電子波與電磁透鏡199
10.2.1光學顯微鏡的分辨率極限199
10.2.2電子波的波長201
10.2.3電磁透鏡202
10.2.4電磁透鏡的像差和分辨本領204
10.2.5電磁透鏡的景深和焦長208
10.3透射電子顯微鏡的結構209
10.3.1照明系統210
10.3.2成像系統213
10.3.3觀察記錄系統216
10.4透射電鏡樣品制備方法217
10.4.1對樣品的要求217
10.4.2復型樣品制備217
10.4.3粉末樣品制備220
10.4.4薄膜樣品制備221
10.4.5聚焦離子束方法225
10.5電子衍射227
10.5.1概述227
10.5.2電子衍射原理228
10.5.3單晶體電子衍射花樣的標定232
10.5.4多晶體電子衍射花樣的標定236
10.5.5非晶體電子衍射花樣的標定238
10.5.6復雜電子衍射花樣238
10.6透射電子顯微鏡圖像襯度及應用244
10.6.1質厚襯度244
10.6.2衍射襯度246
10.6.3相位襯度248
10.6.4原子序數襯度251
參考文獻253
第11章掃描探針顯微鏡254
11.1掃描探針顯微鏡概述254
11.1.1掃描探針顯微鏡的發展歷程254
11.1.2掃描探針顯微鏡的特點256
11.2掃描探針顯微鏡的工作原理257
11.2.1掃描隧道顯微鏡的工作原理257
11.2.2原子力顯微鏡的工作原理259
11.3工作方式260
11.3.1掃描隧道顯微鏡的成像模式260
11.3.2原子力顯微鏡的成像模式261
11.4圖像偽跡和測量誤差265
11.4.1探針針尖導致的偽跡和誤差265
11.4.2掃描器導致的偽跡和誤差267
11.4.3其他因素的影響268
11.5掃描探針顯微鏡在現代材料研究中的應用269
11.5.1掃描探針顯微鏡在微納技術和超精密加工中的應用269
11.5.2掃描探針顯微鏡在高分子領域的應用272
11.5.3掃描探針顯微鏡在能源領域的應用275
參考文獻277
1.1材料的組織結構與性能1
1.1.1組織結構與性能的關系1
1.1.2微觀組織結構控制1
1.2顯微組織結構的內容2
1.3材料分析技術與材料的關系2
1.4分析技術簡介2
1.4.1X射線衍射2
1.4.2光譜分析2
1.4.3核磁共振2
1.4.4熱分析技術3
1.4.5表面分析技術3
1.4.6電子顯微鏡3
第2章X射線衍射4
2.1X射線衍射基本概念4
2.1.1X射線的產生及X射線譜4
2.1.2X射線與物質的相互作用7
2.2X射線分析法原理13
2.2.1X射線在晶體中的衍射13
2.2.2X射線衍射的實驗方法簡介20
2.2.3小角X射線散射法22
2.2.4樣品的制備方法簡介24
2.2.5樣品的PDF卡片25
2.3X射線在材料結構分析中的應用26
2.3.1X射線衍射物相分析的基本原理26
2.3.2物相的定性分析26
2.3.3物相的定量分析27
2.3.4物質狀態（晶態和非晶態）的鑒定29
2.3.5單晶和多晶取向測定29
2.3.6晶粒度的測定30
2.3.7介孔結構測定31
2.3.8宏觀應力測定31
2.3.9薄膜厚度和界面結構測定33
2.3.10多層膜結構測定33
參考文獻34
第3章紅外吸收光譜35
3.1紅外吸收光譜的基本概念和基本原理35
3.1.1紅外吸收光譜的基本概念35
3.1.2紅外吸收光譜的基本原理35
3.2雙原子分子的振動和轉動36
3.2.1分子的定態能量37
3.2.2分子光譜37
3.2.3雙原子分子的振動模型37
3.3簡正振動39
3.3.1簡正振動和自由度39
3.3.23N-5或3N-6規則40
3.3.3分子的振動類型40
3.3.4振動自由度與紅外吸收峰的關系40
3.3.5基頻、倍頻、復合頻41
3.4紅外吸收光譜的基礎知識與表示方法42
3.4.1紅外吸收光譜的基本術語42
3.4.2紅外光譜的表示方法43
3.4.3紅外四要素43
3.5紅外吸收峰變化的影響因素43
3.5.1影響峰位變化的因素43
3.5.2影響吸收峰強度的因素46
3.5.3配位效應47
3.6各類有機化合物的特征吸收峰48
3.6.1烷烴和環烷烴的特征吸收頻率48
3.6.2烯烴的特征吸收頻率49
3.6.3炔烴的特征吸收頻率49
3.6.4芳烴的特征吸收頻率49
3.6.5醇和酚類的特征吸收頻率50
3.6.6醚類的特征吸收頻率51
3.6.7羰基化合物的特征吸收頻率51
3.6.8胺類的特征吸收頻率52
3.6.9硝基化合物的特征吸收頻率53
3.6.10腈類的特征吸收頻率53
參考文獻53
第4章激光拉曼光譜54
4.1拉曼散射光譜的基本概念54
4.1.1瑞利散射、拉曼散射及拉曼位移54
4.1.2拉曼光譜選律和選擇定則55
4.1.3拉曼退偏振比56
4.1.4拉曼光譜圖57
4.2激光拉曼光譜與紅外光譜的比較58
4.3激光拉曼光譜法實驗技術58
4.3.1儀器組成58
4.3.2樣品的處理方法59
4.4拉曼光譜法在有機材料研究中的應用59
4.4.1拉曼光譜的選擇定則與分子構象59
4.4.2高分子材料的拉曼去偏振度及紅外二向色性60
4.4.3復合材料形變的拉曼光譜研究60
4.5拉曼光譜在無機材料中的應用62
4.5.1碳納米材料的拉曼散射62
4.5.2半導體納米材料的拉曼散射65
參考文獻67
第5章紫外-可見光譜及熒光光譜68
5.1紫外-可見吸收光譜68
5.1.1紫外-可見吸收光譜的基本原理68
5.1.2紫外-可見吸收光譜的基礎知識69
5.1.3紫外吸收光譜的常用術語70
5.1.4影響紫外光譜的因素71
5.1.5紫外吸收與分子結構的關系73
5.1.6紫外吸收譜帶的類型75
5.2紫外光譜的應用75
5.2.1紫外光譜提供的結構信息75
5.2.2解析紫外譜圖的規律76
5.2.3紫外光譜在高分子材料中的應用76
5.3熒光光譜78
5.3.1熒光光譜的基本原理78
5.3.2分子熒光光譜80
5.3.3測量方法81
5.3.4譜圖解析示例81
5.3.5無機化合物的熒光81
5.3.6有機化合物的熒光82
5.3.7影響熒光光譜的環境因素83
5.4熒光光譜在材料研究中的應用85
5.4.1高分子在溶液中的形態轉變85
5.4.2高分子混合物的相容性和相分離86
參考文獻86
第6章核磁共振譜87
6.1核磁共振的基本原理87
6.1.1核磁共振譜的分類87
6.1.2核磁共振的產生88
6.1.3弛豫過程89
6.1.4化學位移90
6.1.5自旋的耦合與裂分91
6.2核磁共振波譜儀及實驗要求92
6.2.1CW-核磁共振儀結構92
6.2.2PFT-核磁共振儀原理93
6.2.3核磁共振樣品的制備94
6.31H-核磁共振波譜（氫譜）95
6.3.1屏蔽作用與化學位移95
6.3.2譜圖的表示方法96
6.3.3化學位移、耦合常數與分子結構的關系96
6.3.4影響化學位移的主要因素98
6.3.51H-NMR譜圖解析實例99
6.413C-核磁共振譜（碳譜）100
6.4.113C-NMR概述100
6.4.213C-NMR中的質子去耦技術100
6.4.313C-NMR與1H-NMR的比較101
6.4.4影響13C化學位移的因素101
6.4.5碳核磁譜圖解析和典型實例103
6.5NMR在材料研究中的應用105
6.5.1有機材料的定性分析105
6.5.2共聚物組成的測定106
6.5.3共聚物序列結構的研究107
6.5.4高分子鍵接方式和異構體的研究107
參考文獻109
第7章熱分析技術111
7.1熱分析概論111
7.2差熱分析與差示掃描量熱法114
7.2.1DTA與DSC儀器的組成與原理114
7.2.2差熱分析與差示掃描量熱法峰面積的計算116
7.2.3影響DTA與DSC曲線的因素120
7.2.4DTA與DSC數據的標定122
7.3熱重分析與微商熱重法123
7.3.1熱重分析與微商熱重法的基本原理123
7.3.2熱天平的基本結構125
7.3.3影響熱重數據的因素126
7.3.4熱重試驗及圖譜辨析127
7.4熱膨脹法和熱機械分析130
7.4.1熱膨脹法130
7.4.2熱機械分析131
7.5熱分析技術在材料研究中的應用132
7.5.1材料的結晶行為132
7.5.2材料液晶的多重轉變136
7.5.3材料的玻璃化轉變溫度Tg及共聚共混物相容性137
7.5.4材料的熱穩定性及熱分解機理140
7.5.5材料的剖析142
7.5.6動態熱機械分析評價材料的使用性能143
7.5.7動態介電分析評價材料的使用性能146
7.6熱分析聯用技術153
7.6.1TG-DSC聯用153
7.6.2TG-FTIR聯用153
7.6.3TG-MS聯用155
參考文獻156
第8章表面分析技術158
8.1X射線光電子能譜158
8.1.1X射線光電子譜基本原理158
8.1.2結合能160
8.1.3化學位移161
8.1.4光電子能譜分析方法164
8.1.5X射線光電子能譜儀168
8.2俄歇電子能譜170
8.2.1俄歇電子能譜的基本原理170
8.2.2Auger電子的能量和產額172
8.2.3俄歇電子能譜分析方法174
8.2.4俄歇電子能譜儀177
8.2.5掃描Auger顯微探針179
8.2.6掃描俄歇電子的應用179
參考文獻180
第9章掃描電子顯微鏡181
9.1電子與物質的相互作用181
9.1.1電子散射181
9.1.2背散射電子182
9.1.3二次電子182
9.2掃描電子顯微鏡結構和成像原理184
9.2.1掃描電子顯微鏡的工作原理184
9.2.2掃描電子顯微鏡的結構187
9.2.3掃描電子顯微鏡的性能189
9.2.4掃描電子顯微鏡的特點190
9.2.5樣品制備191
9.2.6影響電子顯微鏡影像品質的因素191
9.3場發射掃描電子顯微鏡192
9.3.1場發射掃描電子顯微鏡的結構192
9.3.2場發射掃描電子顯微鏡的特點193
9.4電子探針顯微分析193
9.4.1EPMA原理和結構193
9.4.2X射線能譜儀194
9.4.3X射線波譜儀195
9.4.4定性分析196
9.4.5定量分析197
參考文獻198
第10章透射電子顯微鏡199
10.1透射電子顯微鏡簡介199
10.2電子波與電磁透鏡199
10.2.1光學顯微鏡的分辨率極限199
10.2.2電子波的波長201
10.2.3電磁透鏡202
10.2.4電磁透鏡的像差和分辨本領204
10.2.5電磁透鏡的景深和焦長208
10.3透射電子顯微鏡的結構209
10.3.1照明系統210
10.3.2成像系統213
10.3.3觀察記錄系統216
10.4透射電鏡樣品制備方法217
10.4.1對樣品的要求217
10.4.2復型樣品制備217
10.4.3粉末樣品制備220
10.4.4薄膜樣品制備221
10.4.5聚焦離子束方法225
10.5電子衍射227
10.5.1概述227
10.5.2電子衍射原理228
10.5.3單晶體電子衍射花樣的標定232
10.5.4多晶體電子衍射花樣的標定236
10.5.5非晶體電子衍射花樣的標定238
10.5.6復雜電子衍射花樣238
10.6透射電子顯微鏡圖像襯度及應用244
10.6.1質厚襯度244
10.6.2衍射襯度246
10.6.3相位襯度248
10.6.4原子序數襯度251
參考文獻253
第11章掃描探針顯微鏡254
11.1掃描探針顯微鏡概述254
11.1.1掃描探針顯微鏡的發展歷程254
11.1.2掃描探針顯微鏡的特點256
11.2掃描探針顯微鏡的工作原理257
11.2.1掃描隧道顯微鏡的工作原理257
11.2.2原子力顯微鏡的工作原理259
11.3工作方式260
11.3.1掃描隧道顯微鏡的成像模式260
11.3.2原子力顯微鏡的成像模式261
11.4圖像偽跡和測量誤差265
11.4.1探針針尖導致的偽跡和誤差265
11.4.2掃描器導致的偽跡和誤差267
11.4.3其他因素的影響268
11.5掃描探針顯微鏡在現代材料研究中的應用269
11.5.1掃描探針顯微鏡在微納技術和超精密加工中的應用269
11.5.2掃描探針顯微鏡在高分子領域的應用272
11.5.3掃描探針顯微鏡在能源領域的應用275
參考文獻277
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材料現代研究方法 節選
材料學科的發展和材料分析技術的發展是密切相關的，正因為有了先進的分析技術和儀器，使科研工作者對材料的特殊性能成因有了更細微的探究，對材料的物理化學變化和顯微結構有了深入的了解。因此，材料分析技術在材料的研究中起著非常重要的作用。
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