本书内容是材料相关学科的重要必修知识，书中内容包括材料现代测试技术基础、衍射技术、电子显微分析技术、热分析技术、常用物理及化学相关测试分析方法等。全书注重基本原理和实际应用，共分为7章，第1章为X射线衍射分析原理、方法及应用；第2章为扫描电子显微分析；第3章为透射电子显微分析；第4章为热分析技术；第5章为原子力显微镜；第6章为常用物性测试分析方法；第7章为常用光谱分析方法简介。
本书根据实际教学和应用需要，为适应材料学、材料科学与工程、金属材料工程、无机材料工程、纳米材料与技术等材料类相关专业的教学而编写，也可作为冶金、石油、机械、化工等专业的教材，并可供相关专业的工程技术人员参考。
“材料分析测试技术与应用”是材料相关学科的重要必修课之一。编者根据多年的使用经验和体会，在参考国内外相关资料和书籍的基础上，结合国家教育部颁布的“国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）”，通过将课堂授课和实验教学相结合，使学生掌握材料分析的相关技术，编写了《材料分析测试技术与应用》一书。书中内容包括材料现代测试技术基础、衍射技术、电子显微分析技术、热分析技术、常用物理及化学相关测试分析方法等，从相关的基本原理出发，使学生逐步了解分析设备的操作过程及解决实际问题的具体应用。
全书共分7章，第1章为X射线衍射分析原理、方法及应用；第2章为扫描电子显微分析；第3章为透射电子显微分析；第4章为热分析技术；第5章为原子力显微镜；第6章为常用物性测试分析方法；第7章为常用光谱分析方法简介。鉴于材料分析工作的理论和实践性强，在编写过程中，编者着重于培养学生应用分析方法解决具体问题的能力，提供详细的应用实例，使学生在学习本书后能掌握具体的分析方法，同时配合大量插图、图表、实例，让概念更清晰化。此外，为了巩固所学知识，每章都有一定量的思考题。
参加本书编写的人员有：重庆科技学院马毅龙博士编写第1章，董季玲博士编写第2、3章，丁皓博士编写第4、7章，高荣礼博士编写第5章，高荣礼与郭东林博士共同编写第6章。全书由马毅龙博士统稿。在编写过程中参考了许多文献，主要参考文献列于各章后，在此谨向所有参考文献的作者致以诚挚的感谢。在本书的编写和出版过程中，得到了重庆科技学院冶金与材料工程学院的大力支持，在此表示衷心的感谢！
本书根据实际教学和应用需要，为适应材料类相关专业的教学而编写，也可作为冶金、石油、机械、化工等专业的教材，并可供相关专业的工程技术人员参考。由于材料测试技术发展日新月异，技术不断更新，加上编者水平所限，不足之处敬请读者批评指正。
编者
2017年7月
第1章 X射线衍射分析原理、方法及应用1
1.1晶体结构简介1
1.1.1晶体结构的基本特点1
1.1.2点阵与点阵结构2
1.1.3晶体的宏观对称性3
1.1.4倒易点阵6
1.1.5晶带及晶带定理8
1.2X射线基础9
1.2.1X射线简介9
1.2.2连续X射线谱10
1.2.3特征X射线谱11
1.3晶体对X射线衍射12
1.3.1衍射方向12
1.3.2衍射强度13
1.3.3X射线辐射防护15
1.4X射线衍射仪15
1.4.1X射线发生器16
1.4.2测角仪17
1.4.3X射线探测仪17
1.4.4测量方式和实验参数的选择18
1.5粉末衍射方法应用19
1.5.1物相分析19
1.5.2晶胞参数的精确测定及其应用20
1.5.3薄膜分析中常用的X射线方法21
1.6实例21
1.6.1Jade基本功能21
1.6.2Jade的用户界面22
1.6.3查看PDF卡片22
1.6.4物相定性分析25
1.6.5物相定量分析28
1.6.6晶粒大小及微观应变的计算30
思考题33
参考文献33
第2章 扫描电子显微分析34
2.1扫描电子显微镜简介34
2.2电子束与样品相互作用产生的信号34
2.2.1二次电子34
2.2.2背散射电子35
2.2.3特征X射线36
2.2.4俄歇电子37
2.3扫描电子显微镜的工作原理38
2.4扫描电子显微镜的基本结构39
2.4.1电子光学系统40
2.4.2信号收集处理、图像显示和记录系统42
2.4.3真空系统与电源系统43
2.5扫描电子显微镜的性能43
2.5.1放大倍数43
2.5.2分辨率44
2.5.3景深44
2.6扫描电子显微镜衬度原理45
2.6.1表面形貌衬度45
2.6.2成分衬度47
2.6.3电压衬度48
2.6.4磁衬度48
2.7电子探针显微分析48
2.7.1电子探针的发展48
2.7.2电子探针的基本原理及构造48
2.7.3电子探针分析方法52
2.7.4样品制备要求53
2.7.5电子探针的应用53
2.8电子背散射衍射及应用54
2.8.1EBSD的结构及基本原理54
2.8.2EBSD的分辨率55
2.8.3EBSD样品的制备56
2.8.4EBSD的应用57
2.9扫描电子显微镜样品的制备58
2.10常见典型断口59
2.10.1韧窝断口59
2.10.2解理断口59
2.10.3准解理断口60
2.10.4脆性沿晶断口60
2.10.5疲劳断口61
思考题61
参考文献62
第3章 透射电子显微分析63
3.1透射电子显微镜简介63
3.1.1透射电子显微分析发展简史63
3.1.2透射电子显微镜的分辨率64
3.2电磁透镜的像差65
3.2.1几何像差66
3.2.2色差68
3.3透射电子显微镜的结构与成像原理68
3.3.1电子光学系统68
3.3.2辅助系统74
3.3.3透射电子显微镜成像原理75
3.4电子衍射75
3.4.1电子衍射基本原理76
3.4.2选区电子衍射77
3.4.3磁转角78
3.4.4单晶体电子衍射花样标定78
3.4.5多晶体电子衍射花样标定80
3.5透射电子显微镜衬度原理80
3.5.1质厚衬度80
3.5.2衍射衬度81
3.5.3相位衬度82
3.6扫描透射电子显微镜83
3.6.1扫描透射电子显微镜的工作原理83
3.6.2扫描透射电子显微镜的特点83
3.7透射电子显微镜样品制备85
3.7.1表面复型技术85
3.7.2薄膜制备技术86
3.7.3粉末制备技术90
3.7.4透射电子显微镜样品制备的其他方法91
3.8透射电子显微镜的应用91
3.8.1形貌分析91
3.8.2晶体缺陷分析92
3.8.3晶体结构分析93
3.9透射电子显微镜的基本操作95
思考题96
参考文献97
第4章 热分析技术98
4.1热分析技术简介98
4.2热重分析法99
4.2.1系统组成99
4.2.2基本原理99
4.2.3影响因素101
4.2.4测试技术102
4.3差热分析法103
4.3.1系统组成103
4.3.2基本原理104
4.3.3影响因素105
4.3.4测试技术106
4.4差示扫描量热法106
4.4.1系统组成与原理106
4.4.2影响因素107
4.4.3测试方法108
4.5热分析的应用108
4.5.1差热分析及差示扫描量热分析法的应用108
4.5.2热重分析法的应用111
4.5.3热分析技术的发展趋势111
思考题112
参考文献112
第5章 原子力显微镜113
5.1原子力显微镜的基本知识113
5.1.1显微技术简介113
5.1.2原子力显微镜工作原理114
5.1.3原子力显微镜的功能技术118
5.2原子力显微镜的应用122
5.2.1在材料科学方面中的应用122
5.2.2在其他有关方面中的应用127
5.3原子力显微镜的表面分析129
5.4原子力显微镜与其他显微分析技术130
5.4.1原子力显微镜与其他显微分析技术的比较130
5.4.2原子力显微镜与扫描电子显微镜132
思考题133
参考文献133
第6章 常用物性测试分析方法135
6.1磁性测量系统135
6.1.1设计原理135
6.1.2测量选项137
6.1.3MPMS设备的应用和需要注意的问题138
6.2物理性质测量系统140
6.2.1设计简介141
6.2.2基本系统141
6.2.3测量原理和方法143
6.2.4PPMS的主要应用146
6.2.5PPMS需要注意的问题147
6.3电滞回线测试系统147
6.3.1铁电体的概念147
6.3.2铁电体的特点148
6.3.3测量仪简介149
6.3.4测量结果150
6.4太阳能电池测试系统151
6.4.1太阳能电池的基本原理151
6.4.2太阳能电池参数的定义151
6.4.3太阳光模拟器152
6.4.4太阳光模拟器的主要指标152
6.4.5测试方法154
6.4.6测试结果154
思考题159
参考文献159
第7章 常用光谱分析方法简介160
7.1光谱分析方法160
7.2紫外-可见光谱161
7.2.1简介161
7.2.2基本原理和系统组成161
7.3红外吸收光谱166
7.3.1简介166
7.3.2基本原理和系统组成166
7.3.3样品制备169
7.3.4应用举例170
7.4拉曼光谱170
7.4.1简介170
7.4.2激光拉曼光谱与红外光谱比较172
7.4.3试验设备和实验技术172
思考题173
参考文献174
附录175
附录1常见晶体的标准电子衍射花样175
附录2立方晶体和六方晶体可能出现的反射181
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