材料现代研究方法理论

本书概括了目前材料研究常用的分析技术和仪器,主要包括:振动光谱、核磁共振技术、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、热分析技术、动态力学分析与动态介电分析;简要介绍了常用仪器的基本原理和结构,重点介绍了各类分析方法的基本原理、技术参数的来龙去脉及其含义;简单介绍了各种分析方法的最新进展,以便读者了解仪器分析的发展方向.另外,章后还附有思考题,通过对题目的解答,加深读者对相关概念、原理的理解与掌握.本书可作为材料类本科生和研究生的教材,也可供材料类其他专业师生和从事材料科学研究及技术开发工作的技术人员学习参考.

目录前言第1章 光谱学概论 11.1 电磁辐射与物质的相互作用 11.1.1 什么是电磁辐射 11.1.2 电磁辐射如何与物质相互作用 31.2 原子和原子光谱 81.3 分子和分子光谱学 91.3.1 分子的旋转跃迁 101.3.2 分子的振动跃迁 101.3.3 分子的电子跃迁 111.4 吸收定律 111.5 校准方法 151.5.1 标准物校正 151.5.2 标准添加法 171.5.3 内标校准 171.5.4 与比尔定律相关的误差 181.6 用于光谱学的光学系统 191.6.1 辐射源 201.6.2 波长选择器件 211.6.3 光学狭缝 261.6.4 探测器 261.6.5 单光束和双光束光学 271.6.6 傅里叶变换光谱仪 29思考题 31参考文献 32第2章 振动光谱 332.1 红外光谱 342.1.1 分子对红外辐射的吸收 342.1.2 红外光谱波段划分 422.1.3 红外光谱仪 462.1.4 红外样品制备技术 512.1.5 衰减全反射光谱 522.1.6 定性分析与定量分析 532.2 拉曼光谱 542.2.1 概述 542.2.2 基本原理 552.2.3 拉曼光谱仪及样品制备技术 582.2.4 聚合物的拉曼光谱的特征谱带 592.2.5 拉曼光谱的应用 602.3 使用近红外光谱、红外光谱和拉曼光谱化学成像 61思考题 63参考文献 64第3章 核磁共振与电子顺磁共振 653.1 核磁共振 653.1.1 核磁共振基本原理与核磁共振仪 653.1.2 核磁共振样品的制备与谱图解析 753.1.3 核磁共振波谱应用及新技术 843.2 电子顺磁共振 943.2.1 电子顺磁共振基本原理与顺磁共振仪 943.2.2 电子顺磁共振样品制备与图谱解析 973.2.3 电子顺磁共振谱在材料学研究中的应用 101思考题 104参考文献 104第4章 热分析 1064.1 热分析概论 1064.1.1 热分析发展简史 1064.1.2 热分析的定义和分类 1074.1.3 热分析仪器及其相关术语 1094.2 差热分析与差示扫描量热法 1114.2.1 DTA与DSC仪器的组成与原理 1124.2.2 DSC(DTA)曲线的特征温度与表示方法 1144.2.3 影响DSC(DTA)曲线的因素 1144.2.4 DSC与DTA数据的标定 1174.3 热重分析 1184.3.1 热重分析基本原理 1184.3.2 热天平的基本结构 1194.3.3 影响热重数据的因素 1204.4 热分析仪器的新进展与热分析联用技术 1234.4.1 热分析仪器的新进展 1234.4.2 热分析联用技术 127思考题 132参考文献 132第5章 X射线衍射技术 1345.1 概述 1345.2 多晶X射线衍射仪的基本构造与原理 1355.2.1 工作原理 1355.2.2 仪器构造 1395.3 样品制备和测试技术 1495.3.1 多晶衍射样品的制备方法 1495.3.2 测试技术 1515.4 X射线衍射物相分析 1535.4.1 定性相分析 1535.4.2 定量相分析 1575.5 X射线光电子能谱 1595.5.1 X射线光电子能谱仪的工作原理及组成部分 1595.5.2 X射线光电子能谱的应用 161思考题 164参考文献 164第6章 电子显微技术 1666.1 电子光学基础 1676.1.1 显微镜的分辨率 1676.1.2 电磁透镜 1686.1.3 电子与试样的相互作用 1716.2 透射电子显微技术 1726.2.1 TEM 的基本构造与工作原理 1726.2.2 电子衍射 1786.2.3 TEM 像衬度 1886.3 扫描电子显微镜的工作原理及结构 1966.3.1 工作原理及仪器结构 1966.3.2 基本工作模式 2006.3.3 扫描电子显微镜的分辨率、放大倍数和衬度 2036.4 扫描透射电子显微镜 2056.5 原子力显微镜 2076.5.1 原子力显微镜的工作原理 2086.5.2 原子力显微镜的结构 2106.5.3 AFM基本工作模式 2136.5.4 AFM其他工作模式 2166.5.5 AFM的分辨率 216参考文献 217第7章 动态力学分析与动态介电分析 2187.1 动态力学分析 2187.1.1 动态力学分析的基本原理 2187.1.2 动态力学分析仪器及测试 2347.2 动态介电分析 2407.2.1 动态介电分析的基本原理 2417.2.2 介电常数 2417.2.3 介电损耗 2487.2.4 介电松弛谱 2537.2.5 动态介电分析测试技术及仪器 257参考文献 259