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| 內容簡介： |
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《材料分析技术》是高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。全书包括四篇，共十章，包含了四大类分析技术方法，分别是原子光谱法、分子光谱法、显微表征技术、物相分析技术，涵盖了材料分析的三大内容（组分分析、结构分析、微观形貌分析）。其中第一篇原子光谱法，包含原子发射光谱、原子吸收光谱；第二篇分子光谱法，包含紫外可见光谱、红外光谱、激光拉曼光谱；第三篇显微表征技术，包含透射电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜；第四篇物相分析技术，包含X射线衍射分析技术、无损检测技术。各篇章节的安排，既强调了技术方法的前后关联、逻辑性，又突出了读者的参与和能动性，有鲜明的时代特色，符合教育改革的方向。本书内容的安排及编写力图使学生对各种材料分析技术方法，有一个初步的、较全面的认识；掌握相应的基本原理、方法及理论推导；培养有一定的材料分析、材料设计能力的高等人才。本书可作为材料类各专业本科生与研究生的教材，并可作为相关人员的参考书。
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| 關於作者： |
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黎兵，男，1970年生，教授，博士生导师。工程研究中心“四川大学后续能源材料与器件工程研究中心”副主任、《半导体学报》理事会首届理事、四川省海外高层次留学人才。以项目（课题）负责人。参与建设了我国第*一条具有自主知识产权的新型薄膜太阳电池中试生产线的建设；以第*一发明人申请发明专利4项（1项美国专利）。获中国高校科技进步奖二等奖一次，鉴定成果1项（第六完成人）。
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| 目錄：
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第一篇 原子光谱法
第一章 原子发射光谱 002
第一节 原子发射光谱历史背景 002
一、1927 年索尔维会议 002
二、光谱观测的由来 003
三、光谱浅谈 004
第二节 原子发射光谱基础原理 005
一、光谱的量子理论解释 005
二、原子发射光谱 007
第三节 原子发射光谱技术原理 010
一、光谱分析的仪器框图 010
二、激发光源 011
第四节 原子发射光谱分析测试 014
一、概述 014
二、光谱定性分析 015
三、光谱半定量分析 018
四、光谱定量分析 019
第五节 原子发射光谱技术应用 022
一、原子发射光谱分析的特点 022
二、对样品的要求 023
三、光谱分析的应用 023
例题习题 025
知识链接 025
一、用氢检验原子结构模型 025
二、能级平均寿命 027
三、谱线的分裂 028
第二章 原子吸收光谱 029
第一节 原子吸收光谱历史背景 029
一、恒星连续光谱中的暗线 029
二、原子吸收光谱法 030
第二节 原子吸收光谱基础原理 031
一、原子吸收光谱与原子发射光谱之间的关系 031
二、原子吸收线的形状 033
三、原子吸收值与原子浓度之间的关系 034
第三节 原子吸收光谱技术原理 036
一、仪器装备 036
二、光源 036
三、原子化器 037
第四节 原子吸收光谱分析测试 041
一、试样处理 041
二、测定条件的选择 042
三、分析方法 043
第五节 原子吸收光谱技术应用 044
一、直接原子吸收光谱法 045
二、间接原子吸收光谱法 045
三、同位素分析 046
例题习题 046
知识链接 046
一、零多普勒宽度 046
二、饱和吸收与饱和吸收光谱 047
参考文献 051
第二篇 分子光谱法
第一章 紫外-可见光谱 053
第一节 紫外-可见光谱历史背景 053
一、分子光谱概述 053
二、分子光谱的类型 054
第二节 紫外-可见光谱基础原理 055
一、精细结构 055
二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁 056
三、辐射吸收定律——朗伯-比尔定律 057
第三节 紫外-可见光谱技术原理 059
一、紫外-可见光谱仪 059
二、光源 060
三、吸收池 060
四、检测器 061
五、积分球 061
第四节 紫外-可见光谱分析测试 061
一、试样的制备 061
二、分析方法 062
第五节 紫外-可见光谱技术应用 063
一、定性分析 063
二、定量测定 063
例题习题 064
知识链接 066
第二章 红外光谱 067
第一节 红外光谱历史背景 067
第二节 红外光谱基础原理 068
一、双原子分子振动——谐振子和非谐振子 068
二、双原子分子的振动——转动光谱 071
三、多原子分子的简正振动 074
四、红外光谱的吸收和强度 076
五、多原子分子振动和吸收谱带 076
第三节 红外光谱技术原理 078
一、傅里叶变换红外光谱仪 078
二、红外光谱仪的主要部件 080
第四节 红外光谱分析测试 081
一、制样 081
二、红外光谱与分子结构 082
三、定量分析 085
四、红外光谱分析步骤 086
第五节 红外光谱技术应用 087
一、造纸工业中的应用 087
二、化学反应过程跟踪 088
三、在环境科学方面的应用 088
例题习题 089
知识链接 091
一、其他红外光谱仪 091
二、微波测光速与波长 092
第三章 激光拉曼光谱 094
第一节 拉曼光谱历史背景 094
第二节 拉曼光谱基础原理 095
一、拉曼光谱基本原理 095
二、经典理论解释拉曼散射 097
三、红外光谱与拉曼光谱的关系 098
四、退偏光的测定 102
第三节 激光拉曼光谱技术原理 104
一、激光光源和前置单色器 104
二、样品装置 105
三、单色器 10
四、探测接收装置 106
第四节 激光拉曼光谱分析测试 107
第五节 激光拉曼光谱技术应用 109
一、晶体的声子谱 109
二、研究结构相变 110
三、研究固体中缺陷、杂质态 110
四、物质鉴定 110
例题习题 111
知识链接 114
一、尼克尔棱镜 114
二、拉曼光谱的最新进展 114
参考文献 117
第三篇显微表征技术
第一章 透射电子显微镜 119
第一节 透射电子显微镜历史背景 119
第二节 透射电子显微镜基础原理 119
一、电子的波动性及电子波的波长 120
二、静电透镜 121
第三节 透射电子显微镜技术原理 129
一、电子显微镜的结构 129
二、性能指标 130
三、衬度原理 132
四、电子衍射 135
五、衍射衬度简介 137
六、相位衬度 139
第四节 透射电子显微镜分析测试 139
一、制样 140
二、分析 146
第五节 透射电子显微镜技术应用 147
一、发展方向 147
二、应用综述 151
例题习题 152
知识链接 155
一、真空基本术语 156
二、真空的获得 157
三、真空的测量 157
四、超高真空的应用 158
第二章 扫描电子显微镜 160
第一节 扫描电子显微镜历史背景 160
一、扫描电镜发展历程 160
二、扫描电镜的特点 161
第二节 扫描电子显微镜基础原理 162
一、电子与物质相互作用 162
二、扫描电镜成像原理 164
三、基本参数 165
第三节 扫描电子显微镜技术原理 167
一、仪器结构 167
二、图谱概论 170
第四节 扫描电子显微镜分析测试 175
一、制样 175
二、测试分析 176
第五节 扫描电子显微镜技术应用 180
一、在基础学科中的应用 181
二、在工业中的应用 182
三、SEM 集锦 185
例题习题 187
知识链接 188
一、扫描电镜类型 188
二、电镜厂家 193
第三章 原子力显微镜 194
第一节 原子力显微镜历史背景 194
第二节 原子力显微镜基础原理 196
一、原子间相互作用 196
二、力与距离的关系 196
三、工作模式 197
四、AFM 分辨率 199
第三节 原子力显微镜技术原理 200
一、硬件结构 200
二、工作原理 202
第四节 原子力显微镜分析测试 203
一、制样 203
二、操作规范 203
第五节 原子力显微镜技术应用 204
一、AFM 基本用途 204
二、提高AFM 主要性能指标 205
三、拓宽AFM 应用范围 206
例题习题 207
知识链接 208
一、粗糙度 208
二、新型纳米加工技术 2
参考文献 211
第四篇 物相分析技术
第一章 X 射线衍射分析技术 213
第一节 X 射线衍射分析技术历史背景 213
第二节 X 射线衍射分析技术基础原理 215
一、X 射线原理 215
二、X 射线与物体相互作用 218
三、X 射线衍射基础 219
四、X 射线衍射束强度 220
五、X 射线吸收限 223
第三节 X 射线衍射分析技术原理 224
一、硬件 224
二、工作原理 226
第四节 X 射线衍射分析技术分析测试 228
一、制样 228
二、测量方法 230
三、测试分析软件 230
四、测试过程 231
第五节 X 射线衍射分析技术应用 232
一、在材料物相分析方面的应用 232
二、在生理学、医学上的应用 234
例题习题 235
知识链接 237
一、可用的数据库 237
二、Jade 分析软件 237
第二章 无损检测技术（射线检测） 241
第一节 无损检测技术历史背景 241
一、背景 241
二、定义与分类 243
三、作用 246
四、特点 246
五、目的 247
六、历程 248
第二节 射线检测基础原理 248
一、射线及其种类 248
二、 X 射线及其特性 249
三、射线与物质的相互作用和衰减 251
四、射线检测的基本原理 253
第三节 射线检测技术原理 253
一、射线检测的方法 253
二、射线检测的设备 254
三、射线检测设备的主要技术指标 254
第四节 射线检测分析测试 255
一、射线照相检测的操作步骤 255
二、射线照相检测规范的确定 255
三、像质计的应用 256
四、底片评定 256
五、射线的防护 257
第五节 无损检测技术应用 259
一、无损检测方法选择的原则 259
二、选择无损检测方法的原因 259
三、缺陷与无损检测方法的选择 259
四、被检工件与无损检测方法的选择 260
五、无损检测技术的发展前景与趋势 261
习题 261
知识链接 262
一、焊件中常见的缺陷 262
二、铸件中常见的缺陷 264
三、锻件中常见的缺陷 264
四、使用中常见的缺陷 265
五、射线检测的应用实例 266
参考文献 267
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| 內容試閱：
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人类文明的发展阶段划分为石器时代、青铜时代和铁器时代，由此可以看出材料对我们人类而言有多么重要了。可以说，人类社会每一个新时代都是因为新材料的出现而促成的。各种不同材料的差异往往深藏在表面之下，人们唯有靠先进的科学仪器才能略窥一二。为了了解材料的性质，我们必须跳出人类的经验尺度，钻进物质里面去，进入微观，甚至超微观世界中去。
材料的设计、制备及表征，是材料研究的三部曲。 材料设计的重要依据来源于对材料的物性分析；而材料制备的实际效果必须通过材料物性分析的检验。因此，可以说材料科学的进展极大地依赖于对材料的物性分析的水平。
材料分析是通过对材料的物理、化学性质的参数及其变化（即测量信号）的检测来实现的。由于采用不同的测量信号，对应了材料的不同特征关系，也就形成了各种不同的材料分析技术。不同技术的分析原理不同，具体的测试操作过程和相应的测试仪器也就不同。
本书介绍的几种在材料科学与工程领域常用的材料分析技术，都是利用各自的基本原理，在此基础上构建出精密仪器，针对样品测试出数据，进而给出定性和定量的分析结果。说到材料分析技术，主要是针对材料的组分、结构及微观形貌进行测试表征，所以本书也主要从这三个方向出发来选择内容进行介绍。
第一篇原子光谱法：第一章原子发射光谱，第二章原子吸收光谱。
第二篇分子光谱法：第一章紫外可见光谱，第二章红外光谱，第三章激光拉曼光谱。
第三篇显微表征技术：第一章透射电子显微镜，第二章扫描电子显微镜，第三章原子力显微镜。
第四篇物相分析技术：第一章X射线衍射分析技术，第二章无损检测技术。
其中的每一章均由“历史背景”“基础原理”“技术原理”“分析测试”“技术应用” “例题习题”“知识链接”七部分组成。
“历史背景”——介绍本章所涉及技术的发展简史。目的是让读者对测试方法及仪器原理等有一个广泛的、历史性的了解。
“基础原理”——介绍本章所涉及技术的方法原理，包括该测试技术的立足点、有关公式及定律的推导等。
“技术原理”——介绍本章所涉及仪器的工作原理，包括该仪器的设计框图、设备示意图，突出关键设备部件的工作原理。
“分析测试”——介绍本章所涉及的样品种类和制备以及得到的结果（谱图或照片），并根据基础原理，做出定性、定量的分析。
“技术应用”——介绍本章所涉及技术的应用及发展前景。目的是让读者对该测试技术及仪器有一个应用性、前瞻性的了解。
“例题习题”——目的是让读者对了解的内容加深印象、消化吸收。
“知识链接”——该节编排是本书区别于其他教材及参考书的一大创新。出发点是基于教育改革的需要。具体来说，是根据前面的内容讲授，提出一些发散性的问题或方向，引导学生进行深入的思考。形式上以思想实验或理论推导为主，力求另辟蹊径、化繁为简地解决问题。编者已经在专业课堂上应用此方式，呈现了很好的教学效果。学生们的学习积极性、能动性有了大幅提高，并逐渐培养起求索的科学精神。其中部分内容做成了二维码链接，比如书中所有彩图和建议期中考核要点内容（见以下二维码）。
当教师在授课时，建议灵活穿插知识互动和思政内容，由浅入深。在丰富学生知识面的同时，也是在引导学生做深度的思考。
本书第一篇由黎兵编写；第二篇由曾广根编写；第三、四篇由杨磊、杨晓娇合编。
本书采用了崭新的编排思路，试图从逻辑上对每一个材料分析技术进行梳理。但限于编者的水平，疏漏和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
编者
2024年4月
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