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常铁军，刘喜军 著

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• 材料科学
• 分析测试
• 近代分析
• 测试方法
• 材料表征
• 仪器分析
• 修订版
• 工程材料
• 物理性能
• 化学分析

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560313870

版次：4

商品编码：10330107

包装：平装

出版时间：2010-03-01

页数：287

内容简介

本书介绍了近代材料学的分析测试方法。内容包括X射线衍射技术、电子光学微观分析技术、材料表面分析技术、红外光谱与拉曼光谱技术等。

目录

第1章 X射线物理学基础
1.1 X射线的本质
1.2 X射线谱
1.3 X射线与物质相互作用
第2章 X射线运动学衍射理论
2.1 X射线衍射方向
2.2 布拉格方程的讨论
2.3 倒易点阵
2.4 X射线衍射强度
第3章 X射线衍射方法
3.1 粉末照相法
3.2 X射线衍射仪
第4章 多晶体的物相分析
4.1 物相的定性分析
4.2 物相定量分析
第5章 宏观应力测定
5.1 X射线应力测定的基本原理
5.2 试验方法
5.3 试验精度的保证及测试原理的适用条件
第6章 电子与物质的交互作用
6.1 散射
6.2 高能电子与样品物质交互作用产生的电子信息
第7章 透射电子显微分析
7.1 透射电镜的结构及应用
7.2 电子衍射
7.3 透射电子显微分析样品制备
7.4 薄晶体样品的衍射成像原理
第8章 扫描电子显微分析
8.1 扫描电镜工作原理、构造和性能
8.2 扫描电镜在材料研究中的应用
8.3 波谱仪结构及工作原理
8.4 能谱仪结构及工作原理
8.5 电子探针分析方法及微区成分分析技术
第9章 材料表面分析技术
9.1 俄歇电子能谱分析
9.2 X射线光电子能谱分析
9.3 原子探针显微分析
第1O章 扫描探针显微镜
10.1 扫描探针显微镜（SPM）的基本原理
10.2 扫描隧道显微镜（STM）在材料研究中的应用
10.3 其他扫描探针显微镜简介
10.4 扫描探针显微镜（SPM）的硬度及磨损测试
1O.5 扫描探针显微镜（SPM）的计量化
第11章 核磁共振与电子自旋共振波谱
11.1 核磁共振的基本原理
11.2 电子自旋共振波谱
第12章 固体高聚物的小角光散射
12.1 小角激光光散射
12.2 光散射技术在高聚物研究中的应用
第13章 热分析技术
13.1 差热分析
13.2 示差扫描量热法
13.3 热重分析
13.4 热分析技术在高聚物研究中的应用
第14章 红外光谱与拉曼光谱
14.1 红外光谱
14.2 拉曼光谱
第15章 色谱及色质联机技术
15.1 气相色谱
15.2 薄层色谱的原理及应用
15.3 色质联机技术
附录
参考文献

前言/序言

《材料近代分析测试方法（修订版）》图书简介 一、 时代的需求与学科的崛起 在科技飞速发展的今天，材料科学作为支撑现代工业、信息技术、生物医药、新能源等众多尖端领域的核心学科，其进步的速度与深度，直接反映了国家综合国力的强弱。而材料的性能，其根本在于其微观结构、化学组成、物理性质以及表面特征。因此，精确、高效、多维度的材料分析测试方法，便成为了材料研究与开发过程中不可或缺的基石。 随着科学技术的不断演进，传统的材料分析手段已逐渐难以满足日益精细化、复杂化的研究需求。为了深入理解材料的内在规律，优化材料的设计与制备，控制材料的性能，乃至预测材料的使用寿命与可靠性，一系列具有高分辨率、高灵敏度、多功能集成以及非破坏性特征的近代分析测试技术应运而生，并以前所未有的速度渗透到材料科学的各个分支。 《材料近代分析测试方法（修订版）》正是在这样的时代背景下，对当前材料分析测试领域的前沿进展和经典方法进行了系统性的梳理、整合与升华。本书旨在为材料研究者、工程师、技术人员以及相关专业的学生提供一本权威、全面、实用的参考指南，帮助读者掌握先进的分析测试理念与技术，从而在各自的研究与实践中取得突破。 二、 本书的核心价值与目标读者 本书的核心价值在于其系统性、前沿性与实践性。它不仅仅是对各种分析测试方法的简单罗列，更是对这些方法背后蕴含的科学原理、实验操作、数据解读以及在不同材料体系中的应用前景进行了深入浅出的阐述。修订版更是紧密追踪了近年来在仪器开发、算法优化、多技术联用以及智能化分析等方面的最新动态，力求为读者呈现一个与时俱进的材料分析测试全景图。 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 材料科学与工程领域的科研人员： 无论是从事基础研究还是应用开发，本书都能为他们提供深入理解材料结构与性能关系所需的强大分析工具。 高校相关专业的研究生与本科生： 作为学习材料分析测试方法的重要教材或参考书，本书能帮助学生构建扎实的理论基础和实践技能。 企业研发与质检工程师： 在实际生产过程中，本书提供的先进分析测试方法能够帮助企业提升产品质量，优化生产工艺，解决技术难题。 相关仪器设备的操作与维护人员： 本书对各类分析测试仪器的原理与操作流程的详细介绍，有助于他们更好地掌握和使用这些精密仪器。 对材料科学感兴趣的广大科技工作者： 任何希望了解现代材料分析测试技术如何揭示物质奥秘的人，都能从本书中获益。 三、 内容体系构建与亮点特色 本书的结构设计力求逻辑清晰，层次分明，能够由浅入深地引导读者掌握复杂的分析测试技术。整体内容涵盖了从宏观表征到微观探索，从化学成分分析到物理性能评价，从表面特性研究到内部结构解析的各个层面。 （一） 宏观与微观结构分析的深度探索 本书将首先对光学显微镜与电子显微镜（包括扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM、聚焦离子束FIB等）进行详尽的介绍。重点不仅在于仪器的工作原理和基本操作，更在于如何通过不同衬度的成像技术、高分辨成像模式以及配套的能谱分析（EDS/WDS）来揭示材料的形貌、晶体结构、相分布以及化学元素的存在与含量。对于原子力显微镜（AFM），本书将深入探讨其在纳米尺度形貌、表面粗糙度、力学性能（如硬度、弹性模量）以及电学、磁学等表面性质的原位测量方面的独特优势，并介绍其多种工作模式（如接触模式、非接触模式、轻敲模式）的适用性。 （二） 化学成分与元素分析的精准洞察 在化学成分分析方面，本书将全面覆盖X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、能量色散X射线光谱（EDS）、波长色散X射线光谱（WDS）、俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）、二次离子质谱（SIMS）、激光诱导击穿光谱（LIBS）等一系列经典与前沿的分析技术。对于这些方法，本书将详细解析其物理基础、样品制备要求、仪器结构、谱图解析的关键点，以及在定性、定量分析中的精度与局限性。特别是在XPS和AES等表面分析技术上，本书将强调其在分析材料表面化学态、化学键合信息以及薄膜、涂层等表面层性质方面的不可替代性。对于SIMS，将重点阐述其超高灵敏度和深度剖析能力，使其在半导体、薄膜、地质材料等领域具有独特价值。 （三） 材料结构与相分析的精细刻画 除了XRD在晶体结构分析方面的经典应用，本书还将深入探讨透射电子显微镜（TEM）在解析晶格缺陷（如位错、层错）、晶界结构、相界面以及纳米晶材料内部结构方面的强大功能，并介绍电子衍射花样解析与高分辨透射电镜（HRTEM）成像技术。对于拉曼光谱，本书将阐述其在识别材料分子振动模式、判定材料相结构、研究材料应力状态以及检测有机污染物等方面的应用，特别是在非破坏性分析方面具有显著优势。红外光谱（IR）的介绍也将涵盖其在官能团分析、化学键合研究以及高分子材料结构表征中的重要作用。 （四） 表面与界面性质的微观审视 材料的性能往往与表面和界面密切相关。本书将聚焦于原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、XPS、AES、SIMS等技术，深入分析如何利用这些方法研究材料的表面形貌、粗糙度、晶格错配、表面吸附、化学状态变化以及界面扩散等现象。特别是在AFM方面，将详细介绍其在表征纳米材料、生物材料、薄膜材料等方面的各种扫描模式及其应用案例，以及如何通过力学测量模式来评估材料的表面硬度、弹性模量等。 （五） 物理性能与热性能的精确测定 除了结构与化学分析，材料的物理性能（如电学、磁学、光学性能）和热性能也是评价其应用价值的关键。本书将介绍四探针法、霍尔效应测量等用于半导体材料电学参数测试的技术；振动样品磁强计（VSM）、超导量子干涉仪（SQUID）在磁性材料研究中的应用；紫外-可见分光光度计、椭圆偏振光谱仪在光学特性研究中的作用。在热性能方面，将详细阐述差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）、热膨胀仪（DIL）、热导仪等在测定材料相变温度、热分解行为、热膨胀系数、热导率等方面的原理与应用。 （六） 材料力学性能的先进表征 理解材料的力学行为对于其设计与应用至关重要。本书将介绍万能试验机在宏观力学性能（如拉伸、压缩、弯曲强度）测试中的应用，同时也将重点关注纳米压痕仪、微米压痕仪、AFM力学测量等在微观尺度下材料硬度、弹性模量、蠕变、疲劳等力学性能表征方面的最新进展。本书还将探讨电子散斑干涉（ESI）、数字图像相关法（DIC）等非接触式变形测量技术在分析材料在应力作用下的应变分布与断裂行为中的应用。 （七） 材料失效与腐蚀分析的深入揭示 材料在服役过程中可能会发生失效或腐蚀，理解失效机理是改进材料性能、提高可靠性的关键。本书将介绍扫描电子显微镜（SEM）结合EDS在断口形貌观察与断口成分分析中的应用，以揭示材料的断裂模式（如韧窝、解理、沿晶）和失效原因。XPS、AES、SIMS等表面分析技术也将被介绍用于分析材料表面的腐蚀产物、氧化层成分及其形貌。同时，还将介绍电化学工作站在研究材料的电化学腐蚀行为、评估防腐蚀涂层性能等方面的应用。 （八） 多技术联用与智能化分析的未来趋势 现代材料分析测试的发展趋势之一是多技术联用，以获得更全面、更深入的信息。本书将通过案例分析，展示如何将SEM-EDS与TEM-EDS结合，或者将XPS与AFM联用，从而实现对材料从宏观到微观、从成分到形貌、从表面到内部的多维度、多层次表征。此外，随着人工智能和大数据技术的兴起，本书也将对智能化数据处理、谱图自动识别、仪器参数优化等未来发展方向进行展望，帮助读者把握材料分析测试领域的前沿动态。 四、 严谨的科学态度与实践指导 《材料近代分析测试方法（修订版）》在内容编排上，始终秉持严谨的科学态度。每一章节都力求阐述清晰，理论阐述与实际应用相结合。本书不仅提供了原理性的讲解，更注重实验操作的细节指导，包括样品制备的注意事项、仪器操作的步骤、数据采集的技巧以及谱图或测量结果的解读方法。书中穿插了大量的典型案例分析，这些案例均来源于真实的研究场景，能够帮助读者更好地理解特定分析方法在解决实际材料问题时的威力与局限性。 五、 结语 材料分析测试是材料科学研究的“眼睛”和“手术刀”，是连接理论与实践、发现与创新的关键桥梁。掌握先进的材料分析测试方法，不仅能帮助研究者深入理解材料的本质，更能指导材料的设计、制备与应用，推动整个材料科学的进步。《材料近代分析测试方法（修订版）》是一本集理论深度、技术广度与实践指导性于一体的力作，它将成为材料科学领域研究者手中不可或缺的案头工具书，助力读者在探索材料奥秘的道路上，迈出更坚实、更高效的步伐。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科普知识感兴趣的普通读者，我看到这本书的题目时，觉得它可能是一本能够帮助我理解我们周围物质世界秘密的书。我总是对各种新奇的材料和它们神奇的性能感到好奇，而这些性能往往与材料的微观结构和成分息息相关。我希望这本书能够用一种通俗易懂的方式，向我介绍那些我听过但不太了解的分析测试方法。比如，“色谱法”听起来就很神奇，我希望知道它到底是怎么把混合在一起的物质“分开”的，是像筛子一样吗？又比如，“质谱法”又是怎么“称量”出微观粒子的“重量”的？我希望书中能够有一些实际的应用案例，比如，它能告诉我，为什么食品的包装袋上会有各种各样的成分列表，这些列表又是怎么来的？或者，为什么一些文物能够被准确地鉴定年代，是不是也用到了这些“近代分析测试方法”？我希望这本书能够让我感受到科学的严谨与趣味并存，能够激发我对材料科学和分析化学的进一步探索。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《材料近代分析测试方法（修订版）》后，我被它厚重的篇幅和严谨的排版所吸引。作为一名毕业多年、在实验室一线工作的科研人员，我深知理论知识的更新速度很快，而实际操作经验的积累则需要不断地学习和实践。我曾经参与过一些新仪器的引进和调试，也经历过一些复杂样品分析的挑战，这些经历让我对各种分析测试方法的细节和局限性有了更深刻的认识。我希望这本书能够提供一些关于仪器选型和优化使用的指导，例如，在选择显微成像技术时，如何根据样品特性和研究目的来权衡分辨率、景深、样品制备的便捷性等因素。同时，我也非常关注书中关于数据处理和结果解释的部分，我期待能够看到一些关于常用数据处理软件的操作指南，以及针对不同类型分析结果的解读策略，特别是如何避免数据分析中的误区，并从复杂的谱图或图像中提取出有价值的信息。书中如果能够包含一些前沿的分析技术，比如原子力显微镜（AFM）在纳米材料表征中的应用，或者同步辐射光源在材料结构分析中的作用，那就更具参考价值了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版日期是近期的，这让我对其中内容的先进性充满了期待。作为一名在材料行业中专注于研发创新的一员，我时刻关注着分析测试技术的最新进展，因为这直接关系到我们能否开发出更优秀、更具竞争力的材料。我特别希望书中能够详细介绍一些近年来发展迅速的分析技术，例如，关于三维成像技术，如X射线计算机断层扫描（XCT），我希望了解它在材料内部结构无损三维重构方面的优势，以及其在材料失效分析和性能预测中的应用。此外，我也对高通量、自动化分析方法感兴趣，比如如何利用机器学习和大数据来加速材料的性能评估和研发过程。书中如果能提供一些关于新型检测器、探测器以及信号处理算法的介绍，将有助于我们理解这些技术背后的核心驱动力。我期待书中能够提供一些实际案例，展示这些近代分析测试方法是如何帮助研究人员解决实际的材料难题，从而推动材料科学的进步，这对于我们这些在研发一线的工作者来说，具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量令人满意，纸张的触感也很好，这无疑为阅读体验打下了良好的基础。作为一名大学的材料科学专业的教师，我一直在思考如何才能更好地将前沿的分析测试技术引入到课堂教学中，并引导学生掌握这些关键技能。我深知，现代材料科学的发展离不开先进的分析测试手段，而掌握这些方法也是学生未来就业和科研深造的必备能力。因此，我一直关注着相关领域的教材更新。我希望这本书能够提供清晰的理论讲解，能够深入浅出地阐述各种分析测试方法的物理化学原理，例如，在介绍红外光谱（IR）和拉曼光谱（Raman）时，我期待书中能够详细解释它们是如何通过分子振动来识别材料的，以及如何通过谱图解析来确定材料的结构和官能团。同时，我也希望书中能够包含丰富的实验案例，特别是针对学生实验设计和操作的指导，能够帮助他们更好地理解理论与实践之间的联系。如果书中能够提供一些不同学科背景的读者（如化学、物理、工程等）都能理解的讲解方式，那将是一大亮点，这样我可以更方便地将这本书作为推荐读物，或者作为辅助教材，来提升学生的专业素养。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书签推荐位上，我看到了“修订版”三个字，这通常意味着内容得到了更新和优化，能够反映最新的技术发展和应用。作为一名在材料检测机构工作的技术人员，我深知，技术标准和操作规程的更新是非常频繁的。我希望这本书能够提供一些关于各种分析测试方法在实际检测中的标准操作规程（SOP）的指导，例如，在进行粉末X射线衍射（PXRD）分析时，如何选择合适的衍射仪参数，如何进行样品预处理以获得高质量的衍射图谱，以及如何根据衍射峰来准确地识别物相，并进行定量分析。我还希望书中能够包含一些关于仪器校准和维护的建议，以确保测试结果的准确性和可靠性。此外，我对书中关于材料失效分析的章节特别感兴趣，希望能够了解如何利用各种分析测试手段来诊断材料失效的原因，例如，通过扫描电子显微镜（SEM）的形貌观察和能量色散X射线光谱（EDX）的元素分析来判断材料的断裂模式和腐蚀产物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的序言部分，我看到了作者们对材料分析测试领域现状和未来发展趋势的深刻洞察。作为一名在高校从事材料科学教学多年的教师，我一直在思考如何将最新的研究成果和技术方法融入到课程体系中，以培养出适应时代发展需求的学生。我希望这本书能够提供一些关于前沿分析技术的详细介绍，例如，在材料的电学和磁学性能表征方面，我希望了解最新的测试方法和仪器，比如如何利用扫描探针显微镜（SPM）来研究材料的局部电学性质，或者如何利用磁力显微镜（MFM）来观察材料的磁畴结构。我还对书中关于材料的动态特性分析很感兴趣，例如，如何利用某些光谱技术来研究材料在不同条件下的分子动力学行为，或者如何利用声学显微镜来检测材料内部的声学特性。如果书中能够提供一些关于如何设计实验和解读复杂数据组的策略，对我们的教学工作将会有很大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上印着“材料近代分析测试方法（修订版）”这几个字，拿到手里的时候，就有一种沉甸甸的专业感扑面而来。我是一名刚刚步入材料科学研究领域的博士生，对于各种分析测试方法还处于一个初步学习和探索的阶段。在这之前，我阅读了一些零散的文献和一些基础性的教材，但总感觉知识体系不够完整，对于一些关键的原理和操作细节不够深入。偶然的机会，我从导师那里了解到这本书，并被推荐阅读。拿到书后，我迫不及待地翻阅起来，首先映入眼帘的是其详实的内容目录，几乎涵盖了材料分析测试领域中最常用、最核心的技术，比如各种光谱分析、显微分析、衍射分析、热分析等等。每一个标题下面都列出了具体的分析仪器和方法，这让我对这本书的覆盖面有了初步的认识，也让我对未来研究中可能遇到的分析需求有了一个更清晰的预判。我尤其关注其中关于X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）的部分，因为这两项技术在我的课题中占据着非常重要的地位。我期待书中能够详细阐述这些技术的理论基础、仪器结构、样品制备要求、数据采集流程以及数据解析的常用方法和注意事项。同时，我也会留意书中对于这些技术在不同类型材料（如金属、陶瓷、聚合物、复合材料等）分析中的应用案例，希望能从中获得一些实践性的指导和启发。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对科学充满好奇心的普通读者，虽然我并非材料专业的科班出身，但一直对材料的奥秘充满兴趣。当我看到这本书的书名时，就觉得它可能是一扇通往微观世界、揭示物质本质的大门。我期待这本书能够用一种相对易懂的语言，介绍那些听起来很高深的分析测试方法。比如，当提到“能量色散X射线光谱”（EDX）时，我希望书中能够解释清楚，它到底是怎么通过“能量”来“分辨”不同的“元素”的，这个过程听起来就像是给每种元素一个独特的“指纹”。我也好奇，为什么需要“近代”的分析测试方法，是说旧的方法不好用了，还是说有了新的技术就能看到以前看不到的东西？我希望书中能够有一些生动的比喻或者形象的插图，来帮助我理解这些复杂的概念。比如，如果能用“放大镜”来比喻显微镜，用“测谎仪”来比喻某些分析方法，那样我就会更容易理解。我希望这本书不仅能介绍“是什么”，更能解释“为什么”和“怎么用”，让我能从一个外行的角度，也能窥见材料科学研究的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，但内容却着实让我眼前一亮。作为一名在材料行业摸爬滚打多年的工程师，我深知掌握先进的分析测试方法对于解决实际生产问题的重要性。我们工厂经常会遇到各种材料的性能不稳定、产品出现质量缺陷等问题，而这些问题的根源往往隐藏在材料的微观结构和化学成分之中。以往，我们主要依靠一些传统的、相对基础的测试手段，但随着产品要求的不断提高和新材料的不断涌现，这些方法已经显得力不从心。因此，我一直在寻找一本能够系统梳理和介绍近代材料分析测试方法的书籍。当我在书店看到这本《材料近代分析测试方法（修订版）》时，我的直觉告诉我，这可能就是我一直在寻找的宝藏。我特意翻阅了其中关于无损检测的部分，比如超声波检测、涡流检测等。我希望书中能够详细介绍这些方法的原理，特别是它们如何能够有效地探测材料内部的缺陷，以及在实际生产中如何应用这些技术来保证产品质量。另外，我也对书中关于表面分析的技术很感兴趣，比如X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES），我希望能了解它们如何能够分析材料表面的化学态和元素组成，这对我们开发高性能的表面涂层和处理技术至关重要。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先吸引我的是它扎实的学术气息和严谨的科学态度。我是一名材料学的研究生，正在攻读学位，学习过程中接触到各种各样的分析测试方法，但总觉得对它们的理解不够深入。特别是像“透射电子显微镜”（TEM）和“扫描隧道显微镜”（STM）这类高分辨率的成像技术，我希望能从书中获得更系统、更深入的解释。我期待书中能够详细阐述TEM的成像原理，比如电子的衍射和散射如何形成图像，以及如何利用其强大的分辨率来观察材料的晶体结构、位错、晶界等微观缺陷。对于STM，我希望了解它如何能够实现原子尺度的表面成像，以及在纳米材料研究中的独特应用。此外，我也对书中关于材料的力学性能测试和热分析方法（如差示扫描量热法DSC和热重分析TGA）的应用感兴趣，希望能够了解如何通过这些测试来评估材料的稳定性和使用性能。

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7.4 薄晶体样品的衍射成像原理

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为什么送来的时候有损坏而且纸质好差

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7.4 薄晶体样品的衍射成像原理

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4.2 物相定量分析

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第12章 固体高聚物的小角光散射

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4.1 物相的定性分析

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9.3 原子探针显微分析

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9.2 X射线光电子能谱分析

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8.3 波谱仪结构及工作原理