现代材料分析方法
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四川成都
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作者施德安，任小明
出版社科学出版社
ISBN9787030722782
出版时间2023-11
装帧平装
开本16开
定价139元
货号29533625
上书时间2024-10-23
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前言
导语摘要
本书是关于材料分析方法的教材，全书共分四篇14章：第1章是绪论，概述目前材料研究领域的各种表征方法；第2～14章分别介绍红外光谱和拉曼光谱、紫外-可见光谱、质谱、核磁共振波谱、X射线衍射技术、X射线光电子能谱、电子显微分析基础、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、热重分析技术、差示扫描量热分析技术、动态力学热分析技术的相关理论知识和应用案例。
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 材料的性能 1
1.2 材料性能微观本质及影响因素 3
1.2.1 材料性能的微观本质 3
1.2.2 材料性能的影响因素 3
1.3 材料结构分析方法 4
1.3.1 化学成分分析 5
1.3.2 微观结构测定 6
1.3.3 显微形态表征 7
1.4 分析方法的选择 7
1.5 分析实例简述 8
参考文献 9
篇 波谱分析技术
第2章 红外光谱和拉曼光谱 13
2.1 红外光谱的基本原理 13
2.1.1 化学键的振动 13
2.1.2 分子振动与红外光谱 14
2.1.3 红外光谱的特点及谱图 16
2.2 红外光谱仪 19
2.2.1 红外光谱仪的发展 19
2.2.2 傅里叶变换红外光谱仪的工作原理 19
2.2.3 傅里叶变换红外光谱仪的特点 20
2.2.4 红外光谱附件 20
2.3 红外光谱样品制备 22
2.3.1 制样时需注意的问题 22
2.3.2 固体样品的制备 22
2.3.3 液体样品的制备 24
2.3.4 气体样品的制备 24
2.4 红外光谱特征频率 24
2.4.1 红外光谱特征频率区域划分 24
2.4.2 影响基团振动频率的因素 25
2.4.3 红外光谱吸收强度及其影响因素 30
2.5 红外光谱图的解析 32
2.5.1 红外光谱解析方法 32
2.5.2 标准红外光谱图及检索 33
2.5.3 红外光谱一般解析步骤 34
2.6 有机化合物基团的特征吸收 36
2.6.1 烷烃和环烷烃 36
2.6.2 烯烃 38
2.6.3 炔烃 39
2.6.4 芳香烃 40
2.6.5 醇和酚 41
2.6.6 醚 43
2.6.7 酮 44
2.6.8 醛 44
2.6.9 羧酸 45
2.6.10 羧酸酯 46
2.6.11 羧酸酐 47
2.6.12 酰卤 47
2.6.13 胺及其盐 48
2.6.14 酰胺 49
2.6.15 硝基化合物 50
2.6.16 含卤素化合物 50
2.6.17 磷酸酯 51
2.6.18 有机硅化合物 52
2.7 红外光谱在材料研究领域中的应用及案例 53
2.7.1 红外光谱在高分子材料研究中的应用 53
2.7.2 红外光谱在材料表面研究中的应用 57
2.7.3 红外光谱在无机材料研究中的应用 57
2.7.4 红外光谱在有机金属化合物研究中的应用 57
2.8 红外光谱新技术的应用及案例 58
2.8.1 时间分辨光谱的应用 58
2.8.2 变温红外光谱法的应用 60
2.8.3 红外光谱差谱技术的应用 61
2.8.4 红外衰减全反射技术的应用 62
2.8.5 气相色谱-红外光谱联用技术 63
2.8.6 热重分析-红外光谱联用技术 63
2.9 拉曼光谱简介 64
2.9.1 光的散射 64
2.9.2 拉曼光谱选律 66
2.9.3 拉曼光谱的特征谱带及强度 66
2.9.4 拉曼光谱仪和制样技术 67
2.9.5 拉曼光谱在材料研究中的应用及案例 67
2.10 红外光谱分析技术的应用进展 73
参考文献 74
习题 74
第3章 紫外-可见光谱 77
3.1 紫外-可见光谱基础知识 77
3.1.1 紫外-可见吸收的产生 77
3.1.2 电子能级跃迁及吸收带类型 78
3.1.3 紫外-可见光谱中常用的名词术语 80
3.1.4 朗伯-比尔定律 81
3.2 影响紫外-可见光谱的因素 82
3.2.1 共轭效应 82
3.2.2 超共轭效应 83
3.2.3 立体效应 83
3.2.4 溶剂效应 84
3.2.5 pH的影响 85
3.3 紫外-可见光谱仪及测试技术 86
3.3.1 紫外-可见光谱仪构造及工作原理 86
3.3.2 紫外-可见光谱仪主要性能指标 90
3.3.3 样品测试类型及范围 90
3.3.4 样品制备与测试方法 91
3.4 各类化合物的紫外-可见光谱 92
3.4.1 饱和烃化合物 92
3.4.2 简单的不饱和化合物 93
3.4.3 烯烃 94
3.4.4 羰基化合物 96
3.4.5 芳香族化合物 98
3.4.6 含氮化合物 101
3.4.7 无机化合物 101
3.5 紫外-可见光谱的应用 102
3.5.1 化合物的鉴定 102
3.5.2 化合物的定量分析 103
3.5.3 有机化合物的结构推测 105
3.5.4 氢键强度的测定 106
3.5.5 聚合物研究中的应用 106
3.5.6 纯度检验 107
3.6 紫外-可见光谱的新应用 107
3.6.1 无机材料的带隙测定 107
3.6.2 薄膜材料的折射率及膜厚测量 107
3.6.3 原位变温及光照测量 111
3.6.4 参比法测试荧光物质的量子产率 111
参考文献 112
习题 112
第4章 质谱 114
4.1 质谱基础知识 114
4.1.1 质谱简介及特点 114
4.1.2 质谱仪基本构造及工作原理 114
4.1.3 质谱仪主要性能指标 116
4.1.4 样品制备技术 117
4.1.5 样品测试方法 118
4.1.6 质谱图及常用名词术语 118
4.1.7 质谱中的离子类型 119
4.2 离子裂解机理 121
4.2.1 离子的单分子裂解 121
4.2.2 离子丰度的影响因素 122
4.3 有机质谱中的裂解反应 123
4.3.1 自由基中心引发的a断裂反应 124
4.3.2 电荷中心引发的i断裂反应 124
4.3.3 环状结构的裂解反应 125
4.3.4 自由基中心引发的麦氏重排反应 126
4.3.5 偶电子离子氢的重排 127
4.4 常见各类化合物的质谱 127
4.4.1 烃类 127
4.4.2 醇类 129
4.4.3 酚类 130
4.4.4 醚类 131
4.4.5 醛、酮类 132
4.4.6 羧酸类 132
4.4.7 酯 132
4.4.8 酸酐 133
4.4.9 酰胺 134
4.4.10 胺类 135
4.4.11 硝基化合物 135
4.4.12 腈类 135
4.4.13 硫醇和硫醚类 136
4.4.14 卤化物 136
4.5 质谱的解析及应用 138
4.5.1 质谱的解析步骤 138
4.5.2 常见化合物的应用示例解析 141
4.6 质谱的新技术及应用 144
4.6.1 色谱-质谱联用仪及其应用 144
4.6.2 电感耦合等离子体质谱仪 145
参考文献 146
习题 147
第5章 核磁共振波谱 152
5.1 核磁共振波谱基础知识 152
5.1.1 核磁共振的基本原理 152
5.1.2 核磁共振的化学位移及其影响因素 155
5.1.3 自旋耦合 161
5.1.4 核磁共振碳谱 166
5.1.5 二维核磁共振 173
5.2 核磁共振波谱仪的结构及工作原理 177
5.2.1 核磁共振波谱仪的组成及超导磁体 177
5.2.2 核磁共振波谱仪工作原理 179
5.2.3 核磁共振波谱测试的制样技术 179
5.3 核磁共振波谱在材料分析中的应用 181
5.4 核磁共振波谱测试案例图谱解析 185
5.4.1 1H NMR测试案例图谱解析 185
5.4.2 13C NMR测试案例图谱解析 187
5.4.3 19F NMR、31P NMR等测试解析 188
参考文献 190
习题 191
第二篇 X射线分析技术
第6章 X射线衍射技术 197
6.1 X射线衍射基本原理 197
6.1.1 晶体结构基础 197
6.1.2 晶向与晶面 201
6.1.3 六方晶系中的晶向指数与晶面指数 202
6.1.4 倒易空间 203
6.1.5 布拉格公式 205
6.1.6 原子散射因子 207
6.1.7 结构因子 208
6.1.8 多重因子 210
6.1.9 角因子 210
6.2 X射线衍射仪基本结构 211
6.2.1 X射线光源 211
6.2.2 X射线光谱 213
6.2.3 X射线衍射光路 214
6.2.4 X射线探测器 218
6.3 X射线衍射基本测试方法与案例 220
6.3.1 粉末衍射（θ-2θ扫描） 220
6.3.2 晶粒尺寸的测定 225
6.3.3 摇摆曲线 225
6.3.4 单晶取向关系与织构测定 226
6.3.5 倒易空间扫描 228
6.3.6 掠入射X射线衍射 230
6.3.7单晶衍射及结构解析 231
6.4 Rietveld结构精修 233
6.4.1 Rietveld结构精修的基本原理 233
6.4.2 Rietveld结构精修的策略与步骤 235
6.4.3 Rietveld结构精修典型应用实例 236
6.5 X射线反射测试原理与应用 238
6.5.1 X射线反射基本原理 238
6.5.2 X射线反射测试的数据拟合方法 239
6.6 小角X射线散射分析技术 241
6.6.1 SAXS与XRD分析的区别 241
6.6.2 SAXS的应用范围 242
6.6.3 SAXS的基本理论 242
6.6.4 SAXS在纳米粒子中的应用 243
6.6.5 SAXS在聚合物结晶性能上的应用 245
6.6.6 SAXS其他分析方法 247
6.7 特殊应用案例 247
6.7.1 晶格常数测定与误差分析方法 247
6.7.2 位错密度与微观应变 250
6.7.3 固溶体固溶度与有序度测定 251
参考文献 254
习题 255
第7章 X射线光电子能谱 256
7.1 XPS基本原理和专业术语 256
7.1.1 光电效应 256
7.1.2 XPS工作原理 256
7.1.3 原子能级的划分 258
7.1.4 信息深度 259
7.2 X射线光电子能谱仪结构 259
7.2.1 快速进样室 260
7.2.2 X射线源 260
7
内容摘要
本书是关于材料分析方法的教材，全书共分四篇14章：第1章是绪论，概述目前材料研究领域的各种表征方法；第2～14章分别介绍红外光谱和拉曼光谱、紫外-可见光谱、质谱、核磁共振波谱、X射线衍射技术、X射线光电子能谱、电子显微分析基础、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、热重分析技术、差示扫描量热分析技术、动态力学热分析技术的相关理论知识和应用案例。
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