材料分析方法/材料科学与工程著作系列 [Analytical Methods for Materials] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董建新 著

图书标签:

• 材料分析
• 材料科学
• 材料工程
• 分析方法
• 表征技术
• 微观结构
• 物理性能
• 化学成分
• 测试技术
• 工程材料

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040390483

版次：1

商品编码：11405553

包装：平装

丛书名： 材料科学与工程著作系列

外文名称：Analytical Methods for Materials

开本：16开

出版时间：2014-02-01

用纸：胶版纸

页数：522

字数：610000

正文语种：

内容简介

　　材料分析方法是材料学科必修的公共技术基础课之一，是揭示材料介观和微观领域的有力工具。《材料分析方法/材料科学与工程著作系列》以材料研究过程中的具体案例分析作为理解和掌握理论知识的手段，遵循先微观形貌分析后组织结构分析的由浅入深原则，系统阐述了金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等以微观形貌分析为主的分析方法，进而以X射线衍射分析和电子衍射分析为基础，对材料组织结构分析的原理、方法和应用进行系统阐述。最后简要介绍了材料计算方法，以及俄歇电子能谱分析、扫描隧道显微分析等其他显微分析方法。章末给出本章的知识点和思考题。
　　《材料分析方法/材料科学与工程著作系列》可供从事材料科学研究的科技工作者和高等院校有关专业的师生参考。

作者简介

　　董建新，北京科技大学材料学院教授。1994年获北京科技大学博±学位，留校任教后承担材料学专业“材料X射线学”和“电子显微分析技术”的教学工作，从2002年至今一直主讲材料学专业“材料分析方法”课程。主要研究方向为高温合金、耐热耐蚀合金、特殊钢、材料仿真和优化设计。负责和承担多项国家自然科学基金重点项目和面上项目、“973”项目、“863”项目、国家科技支撑项目、军品项目及国际合作课题和重大厂校合作项目等。

内页插图

目录

第一章 材料分析方法及案例
1.1 材料科学研究的基本方法
1.1.1 归纳与演绎法
1.1.2 分析与综合法
1.1.3 类比与移植法
1.1.4 数学与模型法
1.1.5 系统与优化法
1.1.6 假说与理论法
1.1.7 原型启发与仿生法
1.2 材料的组织结构及测定
1.2.1 材料的组织结构
1.2.2 材料结构的测定与表征
1.3 案例及材料分析引入
本章知识点

第二章 光学显微组织分析
2.1 金相显微镜的原理及使用
2.1.1 金相显微镜的原理
2.1.2 物镜
2.1.3 目镜
2.1.4 照明方式
2.1.5 调整和维护
2.2 金相试样的制备方法
2.2.1 金相试样的截取及镶嵌
2.2.2 金相试样的磨光
2.2.3 金相试样的抛光
2.2.4 金相试样的显微组织显露方法
2.2.5 试样制备自动化
2.3 金相组织显示和记录
本章知识点

第三章 电子显微分析基础
3.1 电子波与电磁透镜
3.1.1 光学显微镜的分辨率极限
3.1.2 电子波的波长
3.1.3 电磁透镜
3.1.4 电磁透镜的像差和分辨率
3.1.5 电磁透镜的景深和焦长
3.2 电子与物质的交互作用
3.2.1 散射
3.2.2 高能电子与试样物质交互作用产生的电子信息
本章知识点
思考题

第四章 扫描电子显微分析
4.1 扫描电子显微镜的工作原理及构造
4.1.1 工作原理
4.1.2 构造与主要性能
4.2 扫描电子显微镜的试样制备和衬度原理
4.2.1 试样制备
4.2.2 衬度原理
4.3 扫描电子显微技术的应用
4.3.1 断口分析
4.3.2 相的析出和分布特征分析
4.3.3 元素分布行为的分析
4.3.4 结构分析
本章知识点
思考题

第五章 透射电子显微分析
5.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
5.1.1 照明系统
5.1.2 成像系统
5.1.3 观察记录系统
5.1.4 主要部件的结构与工作原理
5.1.5 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定
5.2 表面复型技术
5.2.1 质厚衬度原理
……
第六章 材料基本分析方法案例
第七章 X射线分析基础
第八章 ×射线分析方法
第九章 X射线应用分析
第十章 电子衍射分析
第十一章 电子衍射衬度成像
第十二章 材料综合分析方法案例
第十三章 材料计算分析方法
第十四章 其他显微分析方法

材料分析方法：探索材料世界的奥秘 材料的性能与其微观结构、组成以及原子层面的相互作用息息相关。要深入理解和优化材料，精准的分析方法是不可或缺的基石。本书《材料分析方法》系列，旨在系统性地、深入浅出地介绍当前材料科学领域最常用、最前沿的分析技术，为广大材料科研人员、工程师以及相关专业的学生提供一套全面的知识体系和实践指南。 本书系列并非仅仅罗列各种分析仪器的操作手册，而是着重于阐述各种分析方法的科学原理、技术特点、适用范围、数据解读以及在实际材料研究中的应用案例。我们将从宏观到微观，从定性到定量，循序渐进地带领读者走进材料分析的精彩世界。 第一卷：结构与形貌分析 本卷将聚焦于揭示材料的宏观形貌、微观结构以及表面形貌的分析技术。 光学显微技术：从基础的光学原理出发，介绍不同类型的显微镜（如明场、暗场、相差、微分干涉等）及其在材料表征中的应用。我们将探讨样品制备的技术，如抛光、腐蚀等，以及如何通过显微观察来识别材料的晶粒尺寸、晶界、相分布等宏观结构特征。 扫描电子显微镜（SEM）：深入讲解SEM的工作原理，包括电子枪、扫描系统、样品相互作用以及二次电子、背散射电子、X射线等信号的产生和探测。本卷将详细介绍SEM在观察材料表面微观形貌、形貌特征、颗粒分布、断口分析等方面的强大能力。同时，会涉及EDX/EDS（能量色散X射线光谱）这一强大的联用技术，用于快速进行元素成分的定性或半定量分析。 透射电子显微镜（TEM）：讲解TEM的工作原理，特别是其高分辨率成像能力。我们将讨论电子衍射在确定晶体结构、取向方面的作用，以及高分辨透射电镜（HRTEM）如何观察原子排列，揭示纳米结构、位错、析出相等微观缺陷。样品制备对于TEM至关重要，本卷将介绍超薄切片、聚焦离子束（FIB）等制备技术。 原子力显微镜（AFM）：介绍AFM非破坏性地扫描材料表面的原理，包括接触模式、非接触模式和轻敲模式。AFM不仅能提供高分辨率的三维形貌图像，还能测量表面形貌参数，甚至进行局部力学性能、电学性能的探测。 X射线衍射（XRD）：这是确定材料晶体结构、晶格参数、相成分、结晶度以及微晶尺寸和微应变的核心技术。本卷将详细介绍XRD的基本原理，包括布拉格定律、衍射峰的形成和解析。我们将讲解粉末XRD、薄膜XRD、原位XRD等不同技术，以及如何通过 Rietveld精修等方法进行定量相分析。 扫描隧道显微镜（STM）：虽然STM的应用相对专业，但其原子级分辨率的成像能力对理解表面科学至关重要。本卷将简要介绍STM的工作原理，以及其在单原子操控和表面吸附研究中的应用。 第二卷：成分与物相分析 本卷将侧重于确定材料的元素组成、化学状态以及物相组成。 X射线光电子能谱（XPS）：XPS是一种表面敏感的元素和化学态分析技术。本卷将深入讲解XPS的工作原理，包括光电效应、结合能、谱峰解析等。我们将详细介绍XPS在测量表面元素组成、氧化态、化学键合状态，以及研究腐蚀、吸附、涂层等方面的应用。 俄歇电子能谱（AES）：与XPS类似，AES也是一种表面敏感的分析技术，但具有更高的空间分辨率。本卷将介绍AES的激发和探测原理，以及其在表面元素分布、界面分析、微区成分分析中的应用。 能量色散X射线光谱（EDX/EDS）与波长色散X射线光谱（WDX/WDS）：虽然在SEM中已提及EDX，本卷将对其进行更深入的讲解。对比EDX和WDX在灵敏度、分辨率、定量精度等方面的优劣，并介绍它们在材料成分分析、元素分布映射（Mapping）等方面的应用。 拉曼光谱（Raman Spectroscopy）：拉曼光谱是一种基于分子振动的无损检测技术，能够提供丰富的化学结构信息。本卷将讲解拉曼光谱的激发、散射原理，以及其在材料识别、相鉴定、应力分析、缺陷检测等方面的应用。 傅里叶变换红外光谱（FTIR）：FTIR同样是基于分子振动的分析技术，对有机材料和某些无机材料的官能团分析尤为有效。本卷将介绍FTIR的工作原理，以及其在聚合物表征、有机污染物分析、无机物鉴别等方面的应用。 辉光放电质谱（GDMS）：GDMS是一种高灵敏度的痕量元素分析技术，适用于金属、合金、半导体等材料的全面元素分析。本卷将介绍其激发原理和质谱分析过程，以及在材料纯度控制、杂质分析中的应用。 感应耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）与感应耦合等离子体质谱（ICP-MS）：这两种技术是溶液样品的痕量和超痕量元素分析的常用手段。本卷将介绍其工作原理，以及在材料成分测量、环境样品分析等领域的广泛应用。 第三卷：力学、热学与电学性能分析 本卷将探讨如何通过各种分析方法来表征材料的宏观和微观力学、热学和电学性能，以及这些性能与微观结构和成分之间的关联。 力学性能测试：介绍拉伸、压缩、弯曲、硬度（洛氏、维氏、布氏）、冲击、疲劳、蠕变等宏观力学性能的测试方法和原理。同时，将引入纳米压痕、微拉伸等微观力学测试技术，探讨其如何揭示材料局部区域的力学性能。 热分析技术： 差示扫描量热法（DSC）：用于测量材料在加热或冷却过程中的热效应，如玻璃化转变温度、熔点、结晶温度、相变温度等。 热重分析（TGA）：用于测量材料在加热过程中的质量变化，可用于研究材料的热稳定性、分解温度、挥发物含量等。 热膨胀系数测定（TMA）：测量材料在温度变化时的尺寸变化，用于确定热膨胀系数、玻璃化转变温度等。 电学性能测试： 电阻率/电导率测量：介绍四探针法、霍尔效应等测量方法，以及其在半导体、导体材料中的应用。 介电性能测试：测量材料的介电常数、介电损耗，用于陶瓷、聚合物等绝缘材料的表征。 导热系数测量：探讨材料的导热性能，对于热管理材料和绝缘材料至关重要。 显微力学测试：将结合SEM、AFM等技术，讨论如何在显微尺度下进行力学性能的评价，例如断口分析、微裂纹扩展行为等。 第四卷：特种分析技术与交叉应用 本卷将介绍一些更为专业或新兴的分析技术，并强调不同分析技术的交叉应用，以解决复杂材料问题。 聚焦离子束（FIB）：不仅作为TEM样品制备工具，FIB还可用于材料的精细加工、表面改性、微区成分分析（结合EDS/WDS）以及原位力学测试。 扫描探针显微镜（SPM）系列：除了AFM和STM，还将介绍其他SPM技术，如扫描电化学显微镜（SECM）、扫描磁力显微镜（SMM）等，用于研究材料表面的电化学、磁学等特性。 原位/动态测试：介绍在加热、拉伸、电化学循环等动态条件下进行的材料分析技术，能够实时观察材料在特定环境下的结构和性能变化，为理解材料行为机制提供重要依据。 计算材料学与模拟：简要介绍第一性原理计算、分子动力学模拟等计算工具，如何与实验分析相结合，提供更深层次的材料理解。 数据处理与统计分析：强调实验数据的可靠性和有效性，介绍常用的数据处理方法、误差分析以及统计学在材料表征中的应用。 本书系列旨在成为材料科学工作者的得力助手，通过对各种分析方法的深入解读和丰富案例的展示，帮助读者： 选择最合适的分析方法：根据研究目标和材料特性，精准选择最能解决问题的分析技术。 理解和掌握分析原理：深入理解技术的本质，而非仅仅停留在操作层面。 准确解读分析数据：从繁杂的数据中提炼有价值的信息，避免误读。 解决实际材料问题：将分析技术与实际应用相结合，指导材料的设计、开发和优化。 推动材料科学前沿研究：掌握最新的分析手段，为突破性研究奠定基础。 通过对《材料分析方法》系列的学习，读者将能够更自信、更深入地探索材料世界的奥秘，为推动材料科学与工程的进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅虽然不小，但内容安排得当，节奏感也很强。作者在每个章节的开头，都会简要回顾前文的相关内容，并引出本章的重点。这种循序渐进的讲解方式，让我感到阅读过程非常顺畅，即使遇到一些难以理解的概念，也能通过前后文的联系，逐渐理清思路。我尤其喜欢书中关于热分析的章节。作者并没有简单地介绍差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）这两个基本技术，而是深入讲解了它们在聚合物结晶、相变、分解等过程研究中的应用。 他详细地解释了DSC曲线上的放热峰和吸热峰所代表的意义，以及TGA曲线上的质量损失与分解温度的关系。他举例说明了，如何通过DSC和TGA的组合分析，来确定聚合物的玻璃化转变温度、熔点、分解温度等关键参数，这些参数对于材料的加工和使用至关重要。读到这里，我仿佛看到了一种“温度的语言”，而DSC和TGA就是解读这种语言的“翻译器”，帮助我们理解材料在不同温度下的“行为”。

评分☆☆☆☆☆

这本书还有一个我非常喜欢的特点，就是它的“实用性”和“前瞻性”并存。作者在讲解基础分析方法的同时，也适时地介绍了一些新兴的、具有发展潜力的分析技术。例如，在谈到成像技术时，他不仅仅介绍了传统的SEM和TEM（透射电子显微镜），还对电子能量损失谱（EELS）和能量色散X射线光谱（EDX）在 TEM 中的联用进行了详细的阐述，并展望了它们在纳米材料表征中的未来应用。 这种对前沿技术的关注，让我感到这本书不仅是学习现有知识的宝库，更是展望未来研究方向的灯塔。我开始对那些新兴的分析技术产生浓厚的兴趣，并思考它们可能带来的科学突破。这本书让我觉得，材料分析方法的研究永无止境，总有新的技术在不断涌现，以满足我们对材料世界更深层次的探索需求。

评分☆☆☆☆☆

我不得不提的是，这本书在材料分析方法的选择和介绍上，展现出了作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。他不仅仅罗列了那些“主流”的分析技术，还巧妙地穿插了一些不太常见但却极为重要的分析方法。例如，在介绍表面分析时，他详细讲解了俄歇电子能谱（AES）和二次离子质谱（SIMS）的原理和应用，并着重强调了它们在超薄层分析和深度剖析方面的独特优势。 作者在解释这些方法时，并没有回避其复杂性，而是通过对比不同方法的灵敏度、空间分辨率、穿透深度等关键指标，帮助读者理解每种方法最适合解决的问题。他用一种“庖丁解牛”般的细致，向我们展示了如何根据材料的特性和研究需求，来“量身定制”最合适的分析方案。这本书让我认识到，材料分析并非简单的“套用公式”，而是一种需要深入理解原理、权衡利弊的“艺术”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑是材料科学领域的一股清流，或者说是对老一辈研究者们而言，一种久违的、朴实而深刻的回响。我并非材料领域的科班出身，更多的是出于一种纯粹的好奇心和对世界运作方式的探究欲，才翻开了这本厚重的著作。一开始，我完全被其详尽的标题所震慑，心想这得是多么庞杂的知识体系才能容纳进一本“材料分析方法”的书里。然而，随着阅读的深入，我惊喜地发现，作者并没有仅仅停留在枯燥的理论堆砌，而是巧妙地将复杂的分析手段与实际的材料应用场景相结合。书中的每一个章节，都像是一个独立但又相互关联的实验室，引导我一步步地去理解，为什么我们需要特定的分析方法，以及这些方法是如何揭示材料内部的奥秘的。 我尤其对其中关于光谱分析的部分印象深刻。作者并没有简单地罗列出各种光谱仪的原理，而是通过大量的实例，展示了如何通过红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱等手段，来鉴定材料的化学成分、分子结构，甚至推测其结合状态。他详尽地解释了峰的位移、强度变化背后所蕴含的物理和化学意义，仿佛是一位经验丰富的向导，带着我穿越原子和分子的微观世界。书中对于样品制备的细节描述也极为到位，我这才意识到，看似简单的分析过程，背后却隐藏着如此多的严谨和考究，任何一个微小的疏忽，都可能导致谬之千里。我开始重新审视自己日常生活中接触到的各种材料，那些曾经习以为常的塑料、金属、陶瓷，在我的眼中，似乎都拥有了更深层的、不为人知的“故事”，等待着被这些精密的分析方法所解读。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到震撼的是其对实验数据解读的深度剖析。作者不仅仅是教你如何操作仪器，更重要的是，他教你如何“看懂”那些密密麻麻的图谱和数据。他花了大篇幅来讲解如何识别仪器噪声，如何区分真实的信号和伪影，以及如何根据不同分析方法的特点，来综合判断材料的性质。我记得有一个章节，详细介绍了X射线衍射（XRD）在晶体结构分析中的应用。作者不仅解释了布拉格方程的由来，还深入探讨了如何通过峰的位置、强度和宽度来推断晶格常数、相组成、晶粒尺寸甚至晶体缺陷。他举例说明了，同一个材料，在不同的制备条件下，其XRD图谱可能呈现出细微的差别，而这些差别正是材料性能差异的根源。 这种对细节的关注，让我对科学研究的严谨性有了更深刻的体会。我一直以为，科学就是一种“摆弄”和“测量”，但这本书让我明白，科学更是一种“观察”、“思考”和“推理”。作者通过大量的案例，展示了分析方法如何成为科学家们“侦探”手中的利器，帮助他们解开材料的“谜团”。他没有回避某些分析方法的局限性，反而通过对比不同方法的优劣，让我认识到，没有一种分析方法是万能的，选择合适的工具，并正确地解读工具提供的信息，才是关键。这本书让我觉得，阅读不仅仅是知识的输入，更是一种思维方式的训练。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的启发在于，它让我认识到材料科学的“跨学科”本质。作者在介绍各种分析方法时，不仅仅局限于材料本身的知识，还常常引用物理学、化学、甚至生物学领域的概念。例如，在解释X射线衍射时，他引入了晶体学和对称性的概念；在讲解光谱分析时，他提到了量子力学和分子轨道理论。 这种跨学科的视角，让我意识到，材料分析方法之所以能够如此强大，是因为它们整合了多个学科的理论和技术。我开始理解，为什么在现代科学研究中，跨学科的合作如此重要。这本书就像是一座桥梁，连接了不同的学科领域，让我看到了材料科学与其他科学之间的深厚联系。它鼓励我去跳出原有的思维框架，用更广阔的视野去审视材料的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格是我之前从未在技术类书籍中见过的。作者似乎有意避免了教科书式的枯燥讲授，而是采用了一种更加“亲切”和“对话”的口吻。他常常用一些生动形象的比喻，来解释那些抽象的物理概念，比如将电子显微镜的成像原理比作“放大镜和照相机”的结合，将表面分析的深度探测比作“一层层剥洋葱”。这种方式极大地降低了阅读门槛，让即使是像我这样的非专业人士，也能逐步理解那些复杂的技术原理。 我特别喜欢其中关于扫描电子显微镜（SEM）的章节。作者并没有简单地介绍SEM的成像原理，而是着重讲述了SEM在材料形貌观察中的强大作用。他通过大量的SEM图像，展示了不同材料在微观尺度下的各种奇特形态，比如多孔材料的孔隙结构、纤维材料的排列方式、纳米材料的聚集状态等等。更重要的是，他详细解释了如何通过SEM的二次电子和背散射电子成像，来获取关于材料表面形貌和成分衬度信息。读到这里，我仿佛亲身置身于一个微观世界，用一双“超视力”在观察那些肉眼无法触及的细节，感受材料的“肌理”之美。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的一点在于，它不仅仅是一本“方法大全”，更是一本“思想指南”。作者在介绍各种材料分析方法的同时，始终贯穿着一种对“为何分析”的深入思考。他不断地提醒读者，分析的目的不仅仅是为了获得数据，更是为了理解材料的内在联系，以及这些联系如何影响材料的宏观性能。我记得有一个章节，详细探讨了应力分析在材料失效研究中的重要性。作者并没有停留在介绍各种应力测试的仪器，而是深入分析了应力是如何在材料内部累积，以及累积的应力是如何导致材料开裂、断裂的。 他通过分析实际工程案例，展示了如何运用各种分析技术，例如X射线残余应力测量，来诊断材料的失效原因，并为改进设计和工艺提供依据。这种将理论知识与实际应用紧密结合的方式，让我对材料科学的价值有了更直观的认识。我开始明白，那些看似高深的技术，最终是为了解决现实世界中的工程问题，提升材料的可靠性和安全性。这本书让我不再将材料分析视为一种孤立的技术操作，而是将其看作是解决问题、创造价值的重要环节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图质量非常高，而且运用得恰到好处。很多抽象的概念，通过精美的示意图和真实的实验照片，一下子就变得直观易懂。我尤其喜欢书中关于显微分析的插图。作者在介绍扫描探针显微镜（SPM）时，附上了大量的原子力显微镜（AFM）图像，展示了纳米材料表面的精细结构。这些图像色彩鲜艳，细节丰富，让我仿佛置身于一个微观的艺术展览。 他通过AFM图像，解释了如何识别表面的粗糙度、颗粒大小、形貌特征，以及如何利用AFM的力学探测功能，来测量材料的硬度和弹性模量。这些直观的视觉信息，极大地增强了我的理解和记忆。这本书让我体会到，好的插图不仅仅是装饰，更是知识传达的有效载体，能够化繁为简，将复杂的原理呈现得淋漓尽致。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书对我而言，不仅仅是一本工具书，更是一次深刻的“知识启蒙”。作者用他精炼的语言、丰富的案例和严谨的逻辑，为我打开了一扇通往材料微观世界的大门。我曾一度以为，材料分析方法是一门枯燥乏味的学科，但这本书彻底改变了我的看法。它让我看到了分析方法背后的逻辑之美、技术之精妙，以及它们在推动科学进步和社会发展中所扮演的关键角色。 我至今仍记得，书中关于材料损伤机制分析的部分。作者通过对疲劳、断裂、腐蚀等损伤过程的细致剖析，让我深刻理解了材料在复杂环境下的“脆弱性”。他展示了如何利用形貌分析、成分分析、结构分析等多种手段，来全面地诊断材料的损伤原因，并为防止类似问题的发生提供科学依据。这本书的阅读体验，就像是经历了一场精彩的“科学侦探之旅”，每一次翻页，都充满了发现的惊喜和逻辑的严谨。

评分☆☆☆☆☆

好，不错的书

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

很实用的教材，由浅入深，很有帮助。

评分☆☆☆☆☆

包装差评，角都烂了

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不错

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还没看呢，质量不错。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

不错

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包装差评，角都烂了