材料电子及中子分析技术
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浙江嘉兴
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作者朱和国
出版社电子工业出版社
ISBN9787121447105
出版时间2023-01
装帧平装
开本其他
定价69元
货号31654452
上书时间2024-10-12
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作者简介
朱和国,南京理工大学，教授。2019年主持在线开放课程\"材料研究方法”获国家级精品课程，2020年主持在线开放课程\"材料研究方法”获国家线上线下混合国家金课，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年获南京理工大学教学名师及毕设和竞赛优秀导师，2019、2020年获南京理工大学教学突出贡献奖，2020获南京理工大学教学成果特等奖，2021获南京理工大学创新教学成果一等奖。2020年获得江苏省科技进步三等奖，2015年获得教育部高等学校优秀科研成果奖自然科学二等奖。出版教材多部，曾获\"十一五”国家级规划教材，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
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 对称元素及对称操作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 点群的国际符号19
1.3.7 点群的圣佛利斯符号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 极射赤面投影25
1.5.3 极式网与乌氏网26
1.5.4 晶带的极射赤面投影29
1.5.5 标准极射赤面投影图（标准投影图或标准极图）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 几种特殊斑点花样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一性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 超点阵斑点花样108
4.1.1 超点阵定义108
4.1.2 超点阵的分类108
4.1.3 面心立方点阵超点阵结构因子110
4.1.4 超点阵斑点花样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 高阶劳埃斑点花样119
4.3.1 高阶劳埃斑点的定义119
4.3.2 高阶劳埃斑点的分类与特征119
4.3.3 高阶劳埃斑点花在零层倒易面上的投影120
4.3.4 高阶劳埃斑点花样在零层倒易面上的标定123
4.3.5 高阶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 最佳欠焦条件及电镜最高分辨率180
6.1.5 第一通带宽度（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 一维结构像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四维超快原位透射电镜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 晶粒取向差及晶界特性分析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 性能特点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特征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 特点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 化学价态分析268
10.3.6 AES的应用举例268
10.3.7 俄歇电子能谱仪的最新进展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的特点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 特点292
10.7.4 EELS的应用举例292
本章小结294
思考题296
第11章 原子探针分析技术297
11.1 原子探针技术的发展史297
11.2 场离子显微镜297
11.2.1 场离子显微镜的结构原理298
11.2.2 场电离298
11.2.3 场离子显微图像300
11.3 原子探针302
11.3.1 场蒸发302
11.3.2 原子探针的基本原理302
11.3.3 原子探针层析303
11.3.4 原子探针脉冲模式304
11.3.5 原子探针样品制备305
11.3.6 原子探针层析的应用307
本章小结310
思考题311
第12章 中子分析技术312
12.1 中子源312
12.2 中子与物质的相互作用313
12.2.1 吸收313
12.2.2 散射314
12.3 中子衍射319
12.3.1 中子衍射原理319
12.3.2 中子衍射的方向和强度320
12.4 中子散射仪323
12.5 中子散射技术的应用324
12.5.1 物相结构分析324
12.5.2 磁结构分析325
12.5.3 残余应力分析327
12.5.4 织构分析328
12.5.5 小角散射分析330
12.6 极化中子技术331
12.6.1 中子自旋和极化331
12.6.2 极化中子实验测量系统332
12.6.3 极化中子散射333
12.6.4 极化中子的拉莫尔进动333
12.7 中子成像分析334
12.7.1 成像原理334
12.7.2 中子成像技术334
本章小结336
思考题336
附录338
附录1 常用物理常数338
附录2 晶体的三类分法及其对称特征338
附录3 32种点群对称元素示意图339
附录4 宏观对称元素及说340
附录5 32种点群的习惯符号、国际符号及圣佛利斯符号341
附录6 常见晶体的标准电子衍射花样342
参考文献347
内容摘要
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、特点及其应用；最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包括金属材料、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。书中采用了一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一些当前材料界最新的研究成果。
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