材料的透射电子显微学与衍射学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 布伦特·福尔兹（BrentFultz），(美 著

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• 透射电子显微学
• 衍射
• 材料科学
• 材料分析
• TEM
• 衍射分析
• 微观结构
• 晶体学
• 材料表征
• 电子显微镜

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出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312037498

商品编码：26765730578

出版时间：2017-01-01

作  者:(美)布伦特·福尔兹(Brent Fultz),(美)詹姆斯·豪(James Howe) 著；吴自勤 等 译 定  价:99 出 版 社:中国科学技术大学出版社 出版日期:2017年01月01日 页  数:657 装  帧:平装 ISBN:9787312037498 ●译者的话
●序
●第1章衍射和X射线粉末衍射仪
●1.1衍射（1）
●1.2X射线的产生（10）
●1.3X射线粉末衍射仪（18）
●1.4XRD和TEM的X射线探测器（24）
●1.5粉末X射线衍射实验数据（31）
●1.6拓展阅读（43）
●习题（44）
●参考文献（48）
●第2章TEM及其电子光学
●2.1透射电子显微镜概述（49）
●2.2利用透镜和光路图工作（53）
●2.3TEM操作模式（57）
●2.4实际TEM光学（68）
●2.5玻璃透镜（73）
●2.6磁透镜（78）
●2.7透镜像差和其他缺陷（82）
●2.8分辨率（89）
●部分目录

内容简介

前三章是散射、衍射和成像的一般介绍以及XRD，TEM和中子散射仪器的结构。随后的第4章和第5章介绍了电子、X射线和原子的相互作用。在电子的弹性散射中引入原子的形状因子，在电子的非弹性散射中专门引入截面概念，介绍的内容比实际需要深一些，以便理解第6~8章。这三章的重点是衍射、晶体学和衍射衬度。在倾向衍射和显微学的课程系统中，可以进一步改变第4章和第5章中准备进行不错研究的内容。本书的核心部分是劳厄公式下的运动学衍射理论，可用来处理无序度逐步增加的晶态材料。在第8章中，重点利用相位振幅图分析缺陷的TEM图像的衍射衬度。在第9章中处理完衍射线宽。随后，在**0章中利用帕特森（Patterson）函数处理短程序现象、热漫散射和非晶态材料。在**1章中介绍了高分辨TEM图像和像模拟。在**2章中介绍了多种现代显微学方法。在**3章中描述了电子衍射动力学理论的主体内容。对动力学理论中有效消光长度和有效等 (美)布伦特·福尔兹(Brent Fultz),(美)詹姆斯·豪(James Howe) 著；吴自勤 等 译 布伦特·福尔兹，美国加州理工学院应用物理和材料科学系教授。1982年获加州大学伯利分校博士学位。美国总统杰出青年科学家奖和美国TMS学会电子、磁学及光子材料分会杰出科学家奖得主。美国散裂中子源广角范围斩波器谱仪项目和美国中子散射实验分散数据分析软件项目的主要科学家。在利用非弹性中子散射对材料热力学的基本理解方面作出了突出贡献。
詹姆斯·豪，美国弗吉尼亚大学材料科学与工程系教授。1985年获加州大学伯利分校博士学位。美国总统杰出青年科学家奖、德国洪堡不错研究员奖和美国材料信息学会材料科学研究银奖得主。研究领域包括应用高分辨和分析透射电子显微术研究材料的相变、相边界的结构与性质等。
序

本书的目标和范围
本教科书是为以物理科学为背景的高年级大学生和新入学的研究生而写的。其目标是使他们尽可能快地了解透射电子显微学（TEM）和X射线衍射学的基础概念和一些细节，它们对材料的表征是重要的。本书话题的发展过程是和大多数近代TEM和XRD研究材料的现代水平相协调的。本书的内容也提供了进一步研究先进的散射、衍射和显微学课题的基本准备。本书包括许多实际细节和实例，但不包含实验室工作中的一些重要课题，如TEM样品的制备方法等。
从2001年本书第1版发行以来，衍射学和显微学方法又有了快速的进展，它们部分地受纳米科学和材料技术成长的推动。在TEM中近期的重大进展是物镜球差的实际校正。它使图像的高分辨率（小于0.1nm）可以常规地获得，电子能谱的能量分辨率亦有显著的改进。材料中单个原子定位和鉴定已经从50年来的一个梦想变成今天的实验方法。
X射线谱等

好的，这是一份关于一本名为《材料的透射电子显微学与衍射学》的图书的详细简介，内容涵盖了该领域的核心概念、技术细节、应用范围以及可能的进阶内容，力求详实、专业且避免AI痕迹。 --- 图书名称：《材料的透射电子显微学与衍射学》 内容简介 《材料的透射电子显微学与衍射学》一书，旨在系统、深入地阐述透射电子显微术（TEM）在现代材料科学研究中的理论基础、关键技术和广泛应用。本书不仅聚焦于对材料微观结构、晶体缺陷和界面现象的直接成像，更侧重于如何利用电子衍射技术揭示材料的晶体结构、取向关系和物相组成。 第一部分：透射电子显微学的基本原理与仪器 本书的开篇部分系统梳理了透射电子显微学的物理基础。首先，深入探讨了电子束与物质相互作用的基本理论，包括电子的产生、加速、电子束的波动性（德布罗意关系）以及电子束在真空中的传播特性。重点分析了电子与材料内部原子、晶格的弹性与非弹性散射过程，为后续理解成像和衍射背后的物理机制奠定坚实基础。 在仪器部分，本书详细介绍了现代高分辨透射电子显微镜（HRTEM）的核心部件和工作原理，包括电子枪（如钨灯丝、场发射枪FEG）、电磁透镜系统（物镜、中间镜、投影镜）、物镜光阑和像散校正器等。特别关注了不同工作模式下（明场、暗场、高分辨像）的成像原理，并对现代TEM/STEM（扫描透射电子显微镜）的联用技术进行了深入剖析，强调了探测器系统的多样性及其对信息获取的贡献。 第二部分：成像技术与微观结构分析 本部分是本书的核心内容之一，聚焦于如何利用TEM获取材料的形貌、结构信息。 晶格成像与缺陷分析： 详细阐述了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）的成像理论，特别是像差对图像质量的影响以及如何通过像对比度分析（如物像关系、焦点漂移校正）来准确解释图像信息。重点讲解了如何识别和表征位错（螺型、楔型）、孪晶界、堆垛层错等晶体缺陷。这些缺陷是决定材料力学性能、导电性、以及其他宏观特性的关键因素。 薄膜与界面研究： 针对材料界面和薄膜结构，介绍了如何通过特定的倾转角和操作模式来优化界面成像，揭示异质结的结构失配、应力分布和界面相的形成。这对于半导体、催化剂和能源材料的研究至关重要。 化学信息获取（EELS与EDS）： 深入探讨了与成像技术紧密结合的谱学分析方法。电子能量损失谱（EELS）部分，着重于如何利用电子束穿过样品时发生的能量损失来确定元素组成、化学价态、电子密度及轨道占有率。能量分散型X射线谱（EDS）部分，则侧重于元素定性和定量分析，包括如何进行元素面扫描（Mapping）以展现元素在微观尺度上的分布特征，以及如何应对低Z元素探测的挑战。 第三部分：电子衍射学的理论与应用 衍射部分是理解晶体结构和取向的基石。本书系统讲解了电子衍射的物理基础，包括布拉格定律在晶体衍射中的体现，以及倒易点阵的概念。 选区电子衍射（SAED）： 详细介绍了选区电子衍射技术的操作流程和图像解析方法。区分了衍射斑点（点阵衍射）和环状衍射图样（多晶或微晶）的物理意义。通过对衍射斑点的位置、对称性和强度分析，读者将掌握如何准确判断材料的晶体结构类型（如FCC、BCC、HCP）以及晶体取向。 菊池花样与晶体取向确定： 专门辟出章节讲解了在低加速电压下易于观察到的菊池花样（Kikuchi Patterns）。菊池花样是TEM中确定样品晶带轴和精确晶面指数的最有力工具之一。本书将提供详尽的菊池花样识别指南，特别是对于单晶或特定取向材料的快速取向标定方法。 衍射衬度分析： 将衍射理论与成像技术结合，探讨了利用衍射衬度（如明场、暗场像）来增强特定晶格缺陷或相变的对比度。例如，如何通过选择特定的衍射矢量($g$)来突出显示位错线或析出相的分布。 第四部分：样品制备与先进技术展望 材料的透射电镜分析，其成功与否往往取决于样品制备的质量。本书提供了详尽的样品制备指南，涵盖了从宏观块材到超薄膜材料的制备流程。重点讨论了机械抛光、电解抛光以及现代更精密的聚焦离子束（FIB）制备技术，强调了为获得高质量、无损伤的透射电镜样品所必须掌握的技巧和注意事项。 最后，本书展望了该领域的前沿发展，包括球差校正仪（Cs-corrector）对分辨率的突破性贡献、原位（In-situ）TEM实验技术（如加热、原位拉伸、电化学反应观察）如何揭示材料在动态过程中的结构演变，以及人工智能和机器学习在图像识别和数据分析中的新兴应用。 目标读者 本书适合材料科学、物理学、化学、矿物学等相关专业的本科高年级学生、研究生以及从事材料结构分析的科研人员和工程师。它既可作为高等教科书使用，也可作为专业研究人员深入理解和应用透射电子显微学的参考手册。通过本书的学习，读者将能够独立操作和解析复杂的TEM/STEM实验数据，从而有效地推动材料设计与性能优化工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得极其精准，它没有那种老派教材的冗长和拖沓，读起来非常流畅。我对电子显微镜的理解最初来源于一些操作手册，那些书侧重于“如何做”，而这本书则专注于“为什么会这样”。特别是关于样品制备对成像结果影响的讨论，内容细致入微，远超我的想象。书中专门开辟了一章来探讨机械抛光、离子束刻蚀和聚焦离子束（FIB）制样过程中可能引入的伪像，比如机械损伤层、离子束辐照导致的非晶化等，并配有对比鲜明的实测图像。这对于实际操作人员来说是极其宝贵的经验之谈。作者坦诚地指出了不同制备方法对分析结果有效性的潜在限制，这体现出一种对科学严谨性的高度负责。此外，书中对漂移校正和图像去卷积技术的介绍，也展示了作者对现代成像技术瓶颈的深刻理解。它不仅仅是介绍工具，更是在教读者如何批判性地审视自己得到的图像，去伪存真，确保所见即所得。这种对实验固有局限性的坦然剖析，使整部著作的权威性和可信度大大增强。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在论述衍射晶体学原理时，采用了一种非常独特且高效的几何图像化方法。以往接触的很多书籍，在解释倒易点阵和布拉格条件时，要么过于依赖复杂的矢量代数，要么只是简单地给出公式而不作深入的几何阐释。而这本《材料的透射电子显微学与衍射学》却将倒易空间想象成一个三维的“靶场”，电子束的动量变化就是射向靶心的“子弹”。通过这个生动的比喻，对倒易点阵点的精确位置、晶带轴的选取以及衍射矢量如何在倒易空间中运动，都变得直观易懂。尤其在处理倾斜束衍射（SCD）和二维衍射（2D-Diffraction）的分析时，书中提供的那些由晶体学对称性推导出的简化规则和快速判断图解，极大地提高了实验分析的效率。它成功地将复杂的傅里叶空间几何转化为了可操作的规则。这本书的整体风格是务实的，每一个理论推导的尽头，几乎都能对应到一个可以在电镜室中实现的具体操作或一个可以解释的实验现象。它不愧是一部将基础物理、晶体学和先进电子显微技术完美融合的典范之作。

评分☆☆☆☆☆

这本赫然摆在案头的“材料的透射电子显微学与衍射学”着实让人眼前一亮，那种沉甸甸的质感和封面上那些精妙的晶格图样，仿佛在无声地诉说着材料内部那令人着迷的微观世界。我原本是抱着学习一些基础表征技术的目的翻开它的，期待能找到一些关于TEM成像基本原理的清晰阐述。然而，这本书的叙述方式却更像是与一位经验丰富的导师在进行一场深入的学术对话。它的开篇并没有急于抛出复杂的公式，而是花了大篇幅去描绘电子束与物质相互作用的物理图像，那段关于透射电子如何被散射、如何形成衬度差异的描述，逻辑缜密，层层递进，远超我预期的广度。我尤其欣赏作者在解释像衬度理论时所采用的类比手法，它将抽象的量子力学概念具象化，使得即便是初涉此领域的读者也能迅速把握核心精髓。特别是关于晶体缺陷成像的章节，对位错和层错的衍射斑点变化进行了详尽的模拟和解析，那种对实验现象背后机理的深刻洞察力，让人忍不住想要立刻拿起电镜进行验证。整本书的结构安排也体现出极高的专业水准，从基础的电子光学到复杂的像处理技术，衔接得天衣无缝，绝非简单的知识点堆砌，而是构建了一个完整的知识体系框架。这本书的深度和广度，让我确信它不仅仅是一本教科书，更像是一部严谨的学术参考手册。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我对于这类涉及复杂物理模型的书籍往往心存敬畏，生怕陷入晦涩难懂的数学推导之中而迷失方向。然而，《材料的透射电子显微学与衍射学》在处理高阶理论问题时，展现出一种近乎艺术般的平衡感。比如在讨论物束漂移理论时，作者巧妙地引用了场论中的一些基本概念来解释电子束在磁透镜中偏转的路径，而非直接跳入复杂的矩阵运算。这种从宏观物理现象出发，逐步构建微观模型的方法，极大地降低了理论学习的门槛。更令人赞叹的是，书中对先进分析技术的覆盖面，诸如EELS谱学在化学态分析中的应用，以及STEM模式下HAADF衬度与原子序数的关系，都给予了充分的关注。这些部分的内容，往往是传统基础教材所忽略的“前沿角落”。通过阅读这部分，我得以将过去零散学习的知识点串联起来，形成一个更加完整的微观结构分析体系。这本书的价值在于，它不仅仅教会你如何操作显微镜，更重要的是，它塑造了一种严谨的、基于物理学的材料表征思维。它的排版和图示质量也无可挑剔，那些复杂的晶体结构示意图和衍射矢量图，清晰明了，是辅助理解不可或缺的视觉工具。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《材料的透射电子显微学与衍射学》时，我最关心的其实是它的实用性。我的工作涉及到大量的薄膜材料，对界面结构和相界面的精确分析是日常的重中之重。这本书在介绍电子衍射部分的内容时，给我的震撼是巨大的。它并没有停留在简单的SAED花样解读上，而是深入探讨了高分辨透射电镜（HRTEM）中薄片效应、像散校正以及如何通过快速傅里叶变换（FFT）进行晶格常数精确测量等操作层面的细节。作者在讲解动态衍射和运动学衍射的区别时，那种深入浅出的对比分析，极大地帮助我理清了在不同晶体取向上，衍射强度如何受样品厚度和晶体结构共同制约的复杂关系。书中关于暗场成像的章节更是详尽得令人发指，对明场、物束暗场、倒易空间定位暗场等各种成像模式的优缺点和适用场景进行了细致入微的比较，甚至还探讨了如何通过优化电子束倾转角来最大化特定缺陷的对比度。对于我们这些需要从原始的TEM图像中提取定量信息的工程师来说，这本书提供的不仅仅是理论，更是一套成熟的、可立即应用于解决实际问题的操作指南和思维模型。它让我对“看清”微观结构有了更深层次的理解，从单纯的“观察”跃升到了“分析”和“量化”的层面。