材料电子及中子分析技术

图书标准信息

• 作者 朱和国
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-01
• 版次 1
• ISBN 9787121447105
• 定价 69.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 360页
• 字数 576.000千字

【内容简介】

本书系统介绍晶体的投影与倒易点阵、电子衍射的物理基础、衍射成像、衬度理论、高分辨成像、复杂电子衍射花样、原位透射电镜显微分析技术及透射电子显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜、电子探针、背散射电子衍射仪的结构原理与应用；介绍了用于表面分析的俄歇电子能谱、X光电子能谱、扫描隧道显微镜、扫描透射电子显微镜、低能电子衍射、反射高能电子衍射及电子能量损失谱等常用分析技术的原理、点及其应用；*后介绍了原子探针和中子分析技术等。书中研究和测试的材料括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、非晶态材料、金属间化合物、复合材料等。每章内容作了提纲式的小结，并附有适量的思考题。书中采用了些作者尚未发表的图片和曲线，同时在实例分析中还引入了些当前材料界*新的研究成果。

【作者简介】

朱和国 理工大学，教授。2019年主持在线开放课程"材料研究方法”获重量精品课程，2020年主持在线开放课程"材料研究方法”获线上线下混合金课，2021年主持在线开放课程"材料研究方法”获江苏省思政建设示范课程。2018年获理工大学名师及毕设和竞赛导师，2019、2020年获理工大学突出贡献奖，2020获理工大学成果特等奖，2021获理工大学创新成果。2020年获得江苏省科技进步，2015年获得高等学校科研成果奖自然科学。出版教材多部，曾获"十一五”重量规划教材，江苏省"十二五”高等学校重点教材，江苏省"十三五”高等学校重点教材。

【目录】

第1章 晶体学基础 1 

1.1 晶体及其基本性质 1 

1.1.1 晶体的概念 1 

1.1.2 空间点阵的四要素 1 

1.1.3 布拉菲阵胞 2 

1.1.4 典型晶体结构 4 

1.1.5 晶体的基本性质 7 

1.1.6 准晶体简介 8 

1.2 晶向、晶面及晶带 8 

1.2.1 晶向及其表征 8 

1.2.2 晶面及其表征 9 

1.2.3 晶带及其表征 11 

1.3 晶体的宏观对称及点群 11 

1.3.1 对称的概念 11 

1.3.2 对称元素及对称作 11 

1.3.3 对称元素的组合及点群 16 

1.3.4 晶体的分类 17 

1.3.5 准晶体的点群及其分类 18 

1.3.6 点群的际符号 19 

1.3.7 点群的佛利斯符号 19 

1.4 晶体的微观对称与空间群 21 

1.4.1 晶体的微观对称 21 

1.4.2 晶体的空间群及其符号 23 

1.5 晶体的投影 24 

1.5.1 球面投影 24 

1.5.2 射赤面投影 25 

1.5.3 式网与乌氏网 26 

1.5.4 晶带的射赤面投影 29 

1.5.5 标准射赤面投影图（标准投影图或标准图） 31 

1.6 倒易点阵 32 

1.6.1 正点阵 32 

1.6.2 倒易点阵 32 

1.6.3 正倒空间之间的关系 34 

1.6.4 倒易矢量的基本性质 35 

1.6.5 晶带定律 36 

1.6.6 广义晶带定律 37 

本章小结 37 

思考题 40 

 

第2章 电子显微分析的基础 42 

2.1 电子波的波长 42 

2.2 电子与固体物质的作用 43 

2.2.1 电子散射 43 

2.2.2 电子与固体物质作用时激发的物理信号 47 

2.3 电子衍射 51 

2.3.1 电子衍射的方向 52 

2.3.2 电子衍射的强度 55 

2.3.3 电子衍射与X射线衍射的异同点 59 

2.3.4 电子衍射的厄瓦尔德图解 60 

2.3.5 电子衍射花样的形成原理及电子衍射的基本公式 61 

2.3.6 零层倒易面及非零层倒易面 62 

2.3.7 标准电子衍射花样 63 

2.3.8 偏移矢量 67 

本章小结 70 

思考题 71 

 

第3章 透射电子显微镜 73 

3.1 工作原理 73 

3.2 分辨率 74 

3.2.1 光学显微镜的分辨率 74 

3.2.2 透射电子显微镜的分辨率 75 

3.3 电磁透镜 77 

3.3.1 静电透镜 77 

3.3.2 电磁透镜 77 

3.4 电磁透镜的像差 79 

3.4.1 球差 79 

3.4.2 像散 80 

3.4.3 色差 81 

3.5 电磁透镜的景深与焦长 82 

3.5.1 景深 82 

3.5.2 焦长 82 

3.6 透射电镜的电子光学系统 83 

3.6.1 照明系统 84 

3.6.2 成像系统 86 

3.6.3 观察记录系统 88 

3.7 主要附件 88 

3.7.1 样品倾斜装置（样品台） 88 

3.7.2 电子束平移和倾斜装置 89 

3.7.3 消像散器 89 

3.7.4 光阑 90 

3.7.5 球差矫正器 91 

3.8 透射电镜中的电子衍射 93 

3.8.1 有效相机常数 93 

3.8.2 选区电子衍射 94 

3.9 常见的电子衍射花样 95 

3.9.1 单晶电子衍射花样 95 

3.9.2 多晶体的电子衍射花样 99 

3.10 几种殊斑点花样 99 

3.10.1 双晶带衍射斑点花样 99 

3.10.2 斑点指数标定的不唯

第性 101 

3.10.3 晶体取向关系测定 102 

3.10.4 层错能测定 103 

本章小结 105 

思考题 107 

 

第4章 复杂电子衍射花样 108 

4.1 点阵斑点花样 108 

4.1.1 点阵定义 108 

4.1.2 点阵的分类 108 

4.1.3 面立方点阵点阵结构因子 110 

4.1.4 点阵斑点花样 111 

4.2 孪晶斑点花样 112 

4.2.1 孪晶的定义与分类 112 

4.2.2 孪晶斑点花样产生原理 113 

4.2.3 孪晶斑点花样理论推算 115 

4.3 高劳埃斑点花样 119 

4.3.1 高劳埃斑点的定义 119 

4.3.2 高劳埃斑点的分类与征 119 

4.3.3 高劳埃斑点花在零层倒易面上的投影 120 

4.3.4 高劳埃斑点花样在零层倒易面上的标定 123 

4.3.5 高劳埃斑点花样的应用 125 

4.4 二次衍射花样 127 

4.4.1 二次衍射的定义 127 

4.4.2 二次衍射的产生原理 127 

4.5 菊池花样 129 

4.5.1 菊池花样的定义 129 

4.5.2 菊池花样的产生原理 129 

4.5.3 菊池花样的应用—取向分析 133 

4.6 会聚束电子衍射花样 135 

4.6.1 会聚束电子衍射原理 135 

4.6.2 会聚束电子衍射的3个重要参数 135 

4.6.3 会聚束电子衍射中的重要花样 136 

4.6.4 会聚束电子衍射成像 140 

4.6.5 会聚束电子衍射花样的指数标定 140 

4.6.6 应用分析 141 

本章小结 143 

思考题 145 

 

第5章 透射电子显微镜的成像分析 146 

5.1 透射电镜的图像衬度理论 146 

5.1.1 衬度的概念与分类 146 

5.1.2 衍射衬度运动学理论与应用 148 

5.1.3 非理想晶体的衍射衬度 154 

5.1.4 非理想晶体的缺陷成像分析 155 

5.2 衍射衬度动力学简介 165 

5.3 非完整晶体衬度 168 

5.4 透射电镜的样品制备 169 

5.4.1 基本要求 170 

5.4.2 薄膜样品的制备过程 170 

本章小结 172 

思考题 173 

 

第6章 薄晶体的高分辨像 174 

6.1 高分辨电子显微像的形成原理 174 

6.1.1 试样透射函数 175 

6.1.2 衬度传递函数S(u,v) 177 

6.1.3 像平面上的像面波函数B(x,y) 179 

6.1.4 

第佳欠焦条件及电镜

第高分辨率 180 

6.1.5 

第通带宽度（sin? =-1）的影响因素 181 

6.2 高分辨像举例 187 

6.2.1 晶格条纹像 187 

6.2.2 维结构像 188 

6.2.3 二维晶格像 189 

6.2.4 二维结构像 191 

本章小结 193 

思考题 193 

 

第7章 原位透射电子显微分析技术 194 

7.1 原位透射电镜的类型 194 

7.2 加热式原位透射电镜 194 

7.2.1 工作原理 194 

7.2.2 应用举例 195 

7.3 冷冻式原位透射电镜 196 

7.3.1 工作原理 196 

7.3.2 应用举例 197 

7.4 电学式原位透射电镜 198 

7.4.1 工作原理 198 

7.4.2 应用举例 199 

7.5 力学式原位透射电镜 199 

7.5.1 工作原理 199 

7.5.2 应用举例 200 

7.6 光学式原位透射电镜 201 

7.6.1 工作原理 201 

7.6.2 应用举例 201 

7.7 气体环境式原位透射电镜 202 

7.7.1 工作原理 202 

7.7.2 应用举例 202 

7.8 液体池环境式原位透射电镜 204 

7.8.1 工作原理 204 

7.8.2 应用举例 205 

7.9 4D-UEM四维快原位透射电镜 210 

7.9.1 工作原理 210 

7.9.2 应用举例 211 

7.10 电子束激励式原位透射电镜 212 

7.10.1 工作原理 212 

7.10.2 应用举例 212 

本章小结 213 

思考题 213 

 

第8章 电子背散射衍射 215 

8.1 基本原理 215 

8.1.1 电子背散射衍射（EBSD） 216 

8.1.2 扫描电镜的透射菊池衍射 216 

8.2 EBSD系统简介 217 

8.3 EBSD衍射谱标定与晶体取向确定 218 

8.3.1 EBSD衍射谱标定 218 

8.3.2 晶体取向确定 221 

8.4 EBSD分辨率 224 

8.5 EBSD样品制备 225 

8.6 EBSD的应用 225 

8.6.1 取向衬度成像 226 

8.6.2 织构分析 226 

8.6.3 晶粒取向差及晶界性分析 227 

8.6.4 物相鉴定 228 

8.6.5 晶格缺陷分析 228 

8.6.6 三维取向成像 230 

本章小结 231 

思考题 232 

 

第9章 扫描电子显微镜及电子探针分析技术 233 

9.1 扫描电镜的结构 233 

9.1.1 电子光学系统 234 

9.1.2 信号检测和信号处理系统、图像显示和记录系统 235 

9.1.3 真空系统 236 

9.2 扫描电镜的主要性能参数 236 

9.2.1 分辨率 236 

9.2.2 放大倍数 237 

9.2.3 景深 237 

9.3 表面成像衬度 238 

9.3.1 二次电子成像衬度 238 

9.3.2 背散射电子成像衬度 239 

9.4 二次电子衬度像的应用 240 

9.5 背散射电子衬度像的应用 242 

9.6 扫描电镜下的原位拉伸 244 

9.7 电子探针 245 

9.7.1 电子探针波谱仪 245 

9.7.2 电子探针能谱仪 247 

9.7.3 能谱仪与波谱仪的比较 249 

9.8 电子探针分析及应用 249 

9.8.1 定性分析 249 

9.8.2 定量分析 251 

9.9 扫描透射电子显微镜 251 

9.9.1 工作原理 252 

9.9.2 性能点 253 

9.9.3 应用举例 254 

9.10 扫描电镜的发展 255 

本章小结 256 

思考题 257 

 

第10章 其他电子分析技术 258 

10.1 低能电子衍射 258 

10.1.1 低能电子衍射原理 258 

10.1.2 低能电子衍射装置的结构与花样征 259 

10.1.3 LEED的应用举例 260 

10.2 反射高能电子衍射 261 

10.2.1 工作原理 261 

10.2.2 点 263 

10.2.3 应用举例 263 

10.3 俄歇电子能谱 264 

10.3.1 俄歇电子能谱仪的结构原理 264 

10.3.2 俄歇电子能谱 265 

10.3.3 定性分析 267 

10.3.4 定量分析 267 

10.3.5 化学态分析 268 

10.3.6 AES的应用举例 268 

10.3.7 俄歇电子能谱仪的

第新进展 271 

10.4 X射线光电子能谱 272 

10.4.1 X射线光电子能谱仪的工作原理 272 

10.4.2 X射线光电子能谱仪的系统组成 272 

10.4.3 X射线光电子能谱及表征 274 

10.4.4 X射线光电子能谱仪的功用 276 

10.4.5 XPS的应用举例 278 

10.4.6 XPS的发展趋势 281 

10.5 扫描隧道显微镜 282 

10.5.1 STM的基本原理 282 

10.5.2 STM的工作模式 283 

10.5.3 STM的点 283 

10.5.4 STM的应用举例 284 

10.6 聚焦离子束 287 

10.6.1 工作原理 287 

10.6.2 离子束与材料的相互作用 288 

10.6.3 聚焦离子束的应用 289 

10.7 电子能量损失谱 291 

10.7.1 工作原理 291 

10.7.2 作用 292 

10.7.3 点 292 

10.7.4 EELS的应用举例 292 

本章小结 294 

思考题 296