材料現代分析測試方法/國防科工委“十五”規劃教材·材料科學與工程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王富恥 編

圖書標籤:

• 材料科學
• 材料分析
• 測試方法
• 現代分析
• 國防科技
• 材料工程
• 無損檢測
• 分析測試
• 儀器儀錶
• 教材

齣版社： 北京理工大學齣版社 ， 北京航空航天大學齣版社 ，

ISBN：9787564004842

版次：1

商品編碼：12289179

包裝：平裝

叢書名： 國防科工委“十五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2006-01-01

用紙：膠版紙

頁數：356

字數：467000

正文語種：中文

內容簡介

　　《材料現代分析測試方法/國防科工委“十五”規劃教材·材料科學與工程》著重介紹瞭材料現代分析測試方法的基本原理、試驗方法、儀器設備及其應用。內容包括：X射綫衍射分析原理、X射綫多晶衍射方法及應用、透射電子顯微分析、掃描電子顯微分析與電子探針、光電子能譜與俄歇電子能譜、光譜分析技術、熱分析技術、動態力學實驗技術。此外，還對一些較新的其他顯微分析方法的原理和應用進行瞭簡要介紹。各章附有相應的習題與思考題。
　　《材料現代分析測試方法/國防科工委“十五”規劃教材·材料科學與工程》可作為材料科學與工程學科的本科生教材或教學參考書，也可供相關學科與專業的教師、研究生和科技人員使用。

內頁插圖

目錄

緒論
第一章 X射綫衍射分析原理
1．1 概述
1．2 X射綫物理學基礎
1．3 X射綫衍晶體學基礎
1．4 X射綫衍射方嚮
1．5 X射綫衍射強度
習題與思考題

第二章 X射綫多晶衍射方法及應用
2．1 多晶衍射方法
2．2 X射綫物相分析
2．3 點陣常數的精確測定
2．4 宏觀應力測定
2．5 晶粒尺寸和微觀應力的測定
2．6 非晶態物質及其晶化過程的X射綫衍射分析
習題與思考題

第三章 透射電子顯微分析
3．1 概述
3．2 電子與固體的相互作用
3．3 透射電鏡的構造與工作原理
3．4 電子衍射譜的特徵與分析
3．5 TEM顯微圖像襯度分析
3．6 試樣製備
習題與思考題

第四章 掃描電子顯微鏡與電子探針
4．1 掃描電子顯微鏡
4．2 電子圖像分析
4．3 電子探針的工作原理與結構
4．4 電子探針儀的分析方法及應用
習題與思考題

第五章 光電子能譜與俄歇電子能譜
5．1 光電子能譜的基本原理
5．2 光電子能譜實驗技術
5．3 光電子能譜的應用
5．4 俄歇電子能譜分析
習題與思考題

第六章 光譜分析
6．1 光譜分析法及其分類
6．2 原子、分子結構與光譜
6．3 原子發射光譜法
6．4 原子吸收光譜法
6．5 分子振動光譜法
習題與思考題

第七章 熱分析技術
7．1 概述
7．2 差熱分析
7．3 差示掃描量熱法
7．4 熱重分析
7．5 熱分析儀器的發展趨勢
習題與思考題

第八章 材料動態力學實驗技術
8．1 概述
8．2 慣性效應與應力波的概念
8．3 中低速衝擊載荷實驗裝置
8．4 高速和超高速衝擊載荷實驗裝置
8．5 動態參量測量技術
習題與思考題

第九章 其他分析方法簡介
9．1 掃描隧道顯微鏡（STM）
9．2 原子力顯微鏡（AFM）
9．3 離子探針（SIM）
9．4 原子探針一場離子顯微分析
9．5 穆斯堡爾譜法
9．6 核磁共振（NMR）及其應用
習題與思考題
附錄

前言/序言

　　本書是按照國防科工委重點教材建設計劃編寫的係列教材之一，供材料科學與工程一級學科或二級學科的本科專業基礎課教學使用，也可供相關學科與專業的教師、研究生和科技人員參考。本書內容廣泛，在編寫過程中注意瞭各章內容的相對獨立、完整和相互銜接。授課教師可自行取捨以滿足不同學時數的教學需求，建議60學時。
　　根據材料科學與工程學科的發展趨勢及其對人纔培養需求的變化，本書內容界定在“材料科學與工程”一級學科範圍，將原來分屬於不同課程的有關材料結構與性能測試分析的各種方法（如X射綫衍射分析、電子顯微分析、儀器分析等）進行瞭整閤和優化，吸收瞭近些年發展起來的部分新方法並結閤瞭國防科技工業的特點，在將衍射分析、電子顯微分析、電子能譜分析和光譜分析等方法有機融閤的基礎上，增加瞭熱分析和材料動態力學實驗技術等重要內容。在教材編寫過程中，始終貫徹寬口徑、重基礎的指導思想，力求內容深度適中，知識結構閤理，有利於學生的能力培養。.在內容的組織上盡可能達到少而精，繁簡結閤，基本理論與實際應用密切結閤。在寫作方麵力求通俗易懂，深入淺齣，便於讀者閱讀後有一個清晰的概念。
　　材料分析方法和測試技術繁多，作為材料專業的學生不可能在有限的學時內掌握所有的內容。因此，本教材以目前材料研究中最基本和最常用的幾種材料分析測試方法為主要內容，對其基本原理、試驗技術和分析方法、常用設備及應用情況進行瞭係統的介紹，讓學生對材料科學研究中的現代測試技術與分析方法有一個初步的較全麵的認識，使學生能夠掌握材料現代測試分析中所必需的基本理論、基礎知識與基本技能，具備一定的實驗操作能力，為日後從事材料科學研究工作和解決材料應用中的工程實際問題奠定基礎。
　　本書由北京理工大學教師閤作編寫，參加編寫工作的有：硃時珍教授（緒論、第一章、第二章、第六章和第七章）、鄭秀華教授（第三章）、王富恥教授（第四章、第九章）、李雲凱教授（第五章）和李樹奎教授（第八章）。全書由王富恥教授主編。
　　在本書的編寫過程中參考和引用瞭一些單位和同誌的研究成果、資料和圖片，在此謹緻謝意。
　　由於編者水平有限，懇請廣大讀者對本書疏漏及不當之處提齣批評指正。

材料的現代分析測試方法：深入理解材料世界的基石 在蓬勃發展的材料科學與工程領域，精準而深入地理解材料的內在結構、成分、性能以及它們隨環境變化的規律，是推動技術革新和産業升級的關鍵。材料的現代分析測試方法，正是揭示這些奧秘的利器。它不僅僅是一係列實驗技術的集閤，更是材料科學傢和工程師們洞察材料世界、解決實際問題的科學語言。本教材聚焦於這一核心領域，旨在為讀者構建一套全麵、係統、前沿的分析測試理論與實踐體係，使其能夠熟練運用各類先進手段，精準評估和預測材料的行為，從而在科研、生産、質量控製等各個環節發揮至關重要的作用。 一、 基礎理論的深度解析：理解分析測試的“為什麼” 任何一門科學技術的掌握，都離不開對其基礎理論的深刻理解。材料的現代分析測試方法同樣如此。本教材將首先帶領讀者迴顧並深化對物質結構與性能關係的認知。從原子、分子層麵的微觀結構，到晶體學、相圖、缺陷理論等宏觀錶現，我們將逐一剖析它們如何共同決定瞭材料的宏觀性能。在此基礎上，教材將深入闡述各種分析測試技術背後蘊含的物理、化學原理。 例如，在光譜分析部分，我們將詳細介紹原子光譜（如原子吸收光譜 AAS、原子發射光譜 AES）和分子光譜（如紅外光譜 IR、紫外-可見光譜 UV-Vis）的基本原理，包括光的與物質的相互作用（吸收、發射、散射）、能級躍遷、分子振動和轉動等，並闡明這些原理如何被轉化為定量和定性分析的依據。對於衍射技術，如X射綫衍射（XRD）和電子衍射，我們將深入講解布拉格方程、衍射圖譜的形成機製、晶體結構解析的理論基礎，以及如何利用衍射信息識彆晶相、測定晶格參數、分析織構和殘餘應力。 此外，顯微分析的理論基礎也將得到詳盡的講解。從光學顯微鏡的成像原理、分辨率極限，到掃描電子顯微鏡（SEM）的二次電子、背散射電子成像機製，再到透射電子顯微鏡（TEM）的成像原理、衍射襯度成像和相位襯度成像，我們將逐一揭示其成像的物理過程，以及如何通過這些過程來觀察和分析材料的微觀形貌、晶粒尺寸、晶界結構、位錯和沉澱物等微觀結構特徵。 二、 關鍵技術的全麵涵蓋：掌握分析測試的“怎麼做” 本教材最核心的內容，將是係統地介紹材料分析測試領域的關鍵技術。我們力求做到全麵、實用，涵蓋從宏觀到微觀，從錶麵到體相，從成分到結構，從靜態到動態的各類重要測試手段。 1. 成分分析技術： 瞭解材料由什麼構成，是分析測試的第一步。我們將介紹經典的化學分析方法，如滴定法、重量分析法，並在此基礎上重點介紹現代的儀器分析技術。這包括： 光譜分析技術： 詳細講解原子吸收光譜（AAS）、原子發射光譜（AES/OES，包括ICP-OES）、X射綫熒光光譜（XRF）等，闡述它們的原理、儀器構成、樣品前處理要求、定量分析方法及應用領域。 質譜分析技術： 介紹電感耦閤等離子體質譜（ICP-MS）等痕量和超痕量元素分析技術，重點講解其高靈敏度和多同位素分析能力。 色譜分析技術： 涵蓋氣相色譜（GC）和液相色譜（LC），以及它們與質譜聯用（GC-MS, LC-MS）的技術，在有機材料和高分子材料成分分析中的重要作用。 2. 結構分析技術： 理解材料的原子排列和微觀組織，對於解釋其性能至關重要。 衍射技術： 深入講解X射綫衍射（XRD）在晶體結構分析、相鑒定、晶粒尺寸和微觀應力測定等方麵的應用。介紹電子衍射在透射電子顯微鏡（TEM）中的應用，用於微區晶體結構分析。 光譜技術（結構相關）： 講解紅外光譜（IR）、拉曼光譜（Raman）等在識彆分子結構、官能團、化學鍵性質等方麵的應用。 核磁共振（NMR）： 介紹固體NMR在分析無定形材料、聚閤物結構和動態過程中的獨特優勢。 3. 形貌與微觀結構分析技術： 直觀地觀察材料的錶麵形貌、內部微觀結構，是理解其性能的重要手段。 光學顯微技術： 涵蓋各種光學顯微鏡（明場、暗場、相襯、微分乾涉等）的操作和樣品製備，以及在材料錶麵形貌觀察中的應用。 掃描電子顯微鏡（SEM）： 詳細講解SEM的成像原理、各種探測器（二次電子、背散射電子、X射綫能譜儀EDS/WDS）的功能，及其在錶麵形貌觀察、元素麵分布分析、晶粒度測量等方麵的應用。 透射電子顯微鏡（TEM）： 深入講解TEM的成像原理、高分辨成像（HRTEM）、衍襯成像，以及在分析晶體缺陷（位錯、層錯、空位等）、晶界、納米結構等方麵的能力。 原子力顯微鏡（AFM）： 介紹AFM的掃描原理、不同成像模式（接觸模式、非接觸模式、輕敲模式），以及在納米尺度錶麵形貌、錶麵粗糙度、錶麵力學性質等方麵的錶徵。 4. 錶麵分析技術： 許多材料的性能，尤其是在接觸、腐蝕、催化等過程中，很大程度上取決於其錶麵的性質。 X射綫光電子能譜（XPS）： 詳細講解XPS的原理、譜圖解析，以及在錶麵元素組成、化學態分析、汙染層檢測等方麵的應用。 俄歇電子能譜（AES）： 介紹AES的原理和在錶麵元素和化學態分析中的應用，以及與SEM結閤的掃描俄歇能譜（SAM）。 二次離子質譜（SIMS）： 講解SIMS的原理，其在高空間分辨率和高靈敏度的元素和同位素深度分析能力。 5. 力學性能測試： 材料的承載能力和變形行為是其最重要的應用指標之一。 拉伸、壓縮、彎麯試驗： 講解各種基本力學性能測試的標準、設備以及應力-應變麯綫的解析。 硬度測試： 介紹維氏、洛氏、布氏等不同硬度測試方法及其應用。 疲勞、斷裂韌性測試： 講解這些重要的可靠性評估指標的測試原理和意義。 微納米力學測試： 介紹納米壓痕、微拉伸等新興技術，用於錶徵材料在微納米尺度下的力學行為。 6. 熱分析技術： 材料在溫度變化過程中的行為，對理解其穩定性和應用範圍至關重要。 差示掃描量熱法（DSC）： 講解DSC在測量相變、玻璃化轉變、結晶、熔點、比熱等方麵的應用。 熱重分析（TGA）： 介紹TGA在研究材料分解、氧化還原、吸附解附等過程中的應用。 熱膨脹法（DTA/TMA）： 介紹熱膨脹法在測量材料熱膨脹係數、軟化點等方麵的應用。 7. 電學和磁學性能測試： 針對電子、信息、能源等領域材料的特殊需求。 電導率、電阻率測試： 介紹不同測量方法及其適用範圍。 介電性能測試： 講解介電常數、介電損耗等參數的測量。 磁性能測試： 介紹磁化麯綫、矯頑力、剩磁等參數的測量。 8. 其他重要測試技術： 涵蓋如缺陷檢測（超聲波、渦流）、腐蝕性能測試、失效分析等。 三、 應用導嚮的實踐指導：理論與實踐的融會貫通 本教材不僅關注理論知識的傳授，更注重將這些知識轉化為解決實際問題的能力。因此，每個章節在介紹完相關的分析測試方法後，都將結閤具體的材料類型和應用場景，給齣詳實的實例分析。 金屬材料： 如何利用XRD分析閤金相組成和殘餘應力，通過SEM/EDS分析斷口形貌和成分，通過力學測試評估材料的強度和韌性。 陶瓷與玻璃材料： 如何利用SEM觀察微觀結構，通過XPS分析錶麵成分和界麵，通過熱分析研究玻璃化轉變和相分離。 高分子材料： 如何利用IR/Raman分析分子結構和官能團，通過DSC/TGA研究熱性能和分解行為，通過SEM觀察形貌和相結構。 復閤材料： 如何通過SEM/TEM觀察界麵，利用力學測試評估增強體與基體間的協同效應。 納米材料： 如何利用TEM/AFM錶徵納米結構，利用XPS/SIMS分析錶麵性質。 此外，教材還將強調樣品製備的重要性，因為正確的樣品製備是獲得可靠測試結果的前提。針對不同的測試技術和材料類型，將提供詳細的樣品製備指導，包括切割、拋光、腐蝕、沉積、乾燥等關鍵步驟。 四、 前沿發展與未來趨勢：站在時代的潮頭 材料分析測試技術的發展日新月異，新方法、新儀器不斷湧現。教材的最後部分將對材料分析測試領域的最新發展趨勢進行展望，例如： 多尺度、多維度聯用技術： 如原位測試技術（在SEM/TEM中進行加熱、加應力、加電場等）、多譜聯閤分析、納米尺度功能成像等。 高通量、自動化分析： 旨在提高分析效率，快速篩選材料。 數據科學與人工智能在材料分析中的應用： 如何利用大數據分析和機器學習來輔助譜圖解析、預測材料性能。 先進錶徵技術在新能源、生物材料、環境材料等新興領域的應用。 五、 培養解決問題的能力：從“知道”到“做到” 本教材的目標是培養學生不僅能夠理解各種分析測試方法的原理，更重要的是能夠根據實際需求，選擇最閤適的分析測試手段，設計閤理的實驗方案，正確地操作儀器，準確地解釋數據，並最終解決材料相關的實際問題。通過係統的學習和大量的案例分析，讀者將能夠成為材料分析測試領域的專傢，為推動材料科學與工程的進步貢獻力量。 掌握材料的現代分析測試方法，就如同掌握瞭透視材料世界的“X光”，獲得瞭理解材料、改造材料、創造新材料的強大能力。本教材將是您在這條探索之路上的重要嚮導。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在從事材料研發工作的工程師，在工作中，我經常需要接觸到各種各樣的分析測試數據，但有時會覺得對一些方法的理解不夠深入，導緻在解讀數據和優化實驗方案時遇到瓶頸。這本書的齣現，就像是為我打開瞭一扇新的大門。它深入淺齣地講解瞭材料分析測試的各個方麵，從基礎原理到高級應用，都涵蓋得非常全麵。我尤其欣賞書中對不同測試方法的優缺點、適用範圍以及相互補充性的詳細分析，這對於我選擇最閤適的測試手段，以及閤理組閤多種測試方法來獲得更全麵的信息，提供瞭極大的幫助。書中的一些案例分析，也讓我看到瞭這些理論知識在實際研發中的應用價值，激發瞭我更多的思考。例如，在處理某個疑難雜癥時，我能夠結閤書中的相關章節，找到可能的原因，並提齣更有針對性的測試方案。而且，這本書的語言風格非常嚴謹又不失生動，既有學術上的深度，又不乏工程實踐的接地氣。讀完之後，我感覺自己的理論基礎更加紮實瞭，解決實際問題的能力也有瞭明顯的提升，這對於我的職業發展非常有益。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛步入材料科學研究領域的學生，對於如何開展有效的材料分析測試感到有些迷茫。這本書真的就像一位循循善誘的良師益友，為我指明瞭方嚮。它係統地介紹瞭材料分析測試的各種常用方法，讓我對整個領域有瞭宏觀的認識。書中對每種方法的原理、儀器設備、操作步驟以及數據解讀都進行瞭清晰的講解，並且提供瞭大量的實際操作建議。特彆是關於如何根據研究目標選擇閤適的測試方法，以及如何進行實驗設計的部分，對我的幫助非常大。在實際操作過程中，我經常會遇到一些小問題，這時候翻開這本書，總能找到我需要的答案。而且，書中還包含瞭一些關於誤差分析和質量控製的內容，這對於保證實驗數據的準確性和可靠性至關重要。我感覺這本書不僅教會瞭我“怎麼做”，更教會瞭我“為什麼這樣做”，讓我能夠更深入地理解分析測試的意義和價值。這本書的齣現，讓我對未來的研究充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科學發展史和技術演進充滿興趣的業餘愛好者，我一直對材料科學的發展軌跡和背後的分析測試技術感到好奇。這本書的內容，恰好滿足瞭我對這一領域的探索欲望。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一部關於材料分析測試技術演進的簡史。書中對各種分析測試方法的起源、發展過程以及它們如何推動瞭材料科學的進步，都有著精彩的闡述。我從中瞭解到，許多看似尋常的材料特性，背後都凝聚瞭無數科學傢和工程師的智慧和汗水，而分析測試技術正是揭示這些奧秘的關鍵。我尤其喜歡書中關於那些經典實驗和著名發現的介紹，它們讓我看到瞭理論與實踐的完美結閤，也讓我對科學研究的嚴謹性和創造性有瞭更深刻的認識。這本書的敘述方式非常吸引人，它沒有枯燥的羅列，而是通過生動的故事和具體的例子，將復雜的科學概念娓娓道來。讀完這本書，我不僅對材料分析測試有瞭更深入的瞭解，更對科學探索本身産生瞭由衷的敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我近期最大的驚喜！作為一名對材料科學充滿好奇心的普通讀者，我一直想找一本既能係統介紹分析測試方法，又不至於過於枯燥深奧的書。這本書完美地滿足瞭我的需求。它不像一些學院派的教材那樣，上來就堆砌復雜的公式和晦澀的理論，而是用一種非常友好的方式，循序漸進地引導讀者進入材料分析測試的世界。剛拿到書的時候，我有點擔心會看不懂，但翻開第一頁，就被它清晰的排版和精美的插圖吸引瞭。書中對各種分析測試技術的介紹，比如光譜分析、顯微分析、衍射分析等等，都配有大量的圖示和案例，讓我能夠直觀地理解原理和應用。更重要的是，它沒有迴避實際應用中的難點和細節，而是給齣瞭很多實用的建議和注意事項，這對於我這種想要自己動手實踐的人來說，簡直是無價之寶。我尤其喜歡它關於樣品製備的章節，這部分常常是初學者最容易忽略但又至關重要的一環，書中對此的講解細緻入微，讓我避免瞭不少彎路。這本書讓我覺得，原來復雜的材料分析測試，也可以變得如此觸手可及，充滿瞭探索的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書是我在一次學術交流會上偶然翻到的，雖然我不是材料專業的，但它所展現齣的科學嚴謹性和技術深度讓我眼前一亮。我一直認為，任何學科的發展都離不開精確的測量和可靠的分析，而這本書恰恰展現瞭材料科學領域在這方麵的極緻追求。它讓我看到瞭，科學傢們是如何通過精密的儀器和巧妙的實驗設計，去揭示材料深層的結構、性能和相互作用。書中對不同分析測試方法的邏輯性和局限性的探討，也讓我對科學的客觀性和發展性有瞭更深的理解。盡管我無法完全理解其中的所有專業術語，但書中所傳遞齣的那種對真理的探求精神，以及對技術細節的極緻關注，深深地吸引瞭我。這本書就像是一扇窗戶，讓我得以窺見一個精密而又充滿魅力的科學世界。它讓我意識到，即使在看似枯燥的技術領域，也蘊含著無窮的智慧和創造力，值得我們去學習和欣賞。