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材料分析技术 版权信息
- ISBN：9787030291059
- 条形码：9787030291059 ; 978-7-03-029105-9
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
材料分析技术 内容简介
《材料分析技术》着重于工程材料分析中的各种常用现代仪器的原理和应用。《材料分析技术》共十一章，分别是接触角在表面分析中的应用、X射线光电子能谱和俄歇电子能谱、扫描隧道显微镜和原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、色谱分析、红外光谱及紫外－可见光谱、宏观和微观热分析以及激光共焦荧光显微镜等。内容涵盖了样品的制备和选择及多种实用案例分析，有利于读者对材料性能分析技术的理解掌握和实际应用。
材料分析技术 目录
目录
前言
**章 绪论 1
第二章 接触角在表面分析中的应用 2
2.1 引言 2
2.2 接触角测量 4
2.2.1 静态和动态静滴法 5
2.2.2 Wilhelmy平板法 8
2.2.3 封闭气泡法 8
2.2.4 毛细管上升法 8
2.2.5 倾斜基底法 8
2.3 均匀固体表面能的确定 8
2.3.1 表面张力组成 9
2.3.2 物态方程 13
2.4 研究实例 14
2.4.1 福克斯(Fowkes) 14
2.4.2 无定形碳的表面能的研究实例 15
2.5 小结 17
参考文献 17
第三章 X射线光电子能谱和俄歇电子能谱 21
3.1 绪论 21
3.2 原子模型和原子的电子结构 22
3.2.1 能级 23
3.2.2 自旋G轨道劈裂 24
3.2.3 平均自由程 26
3.3 XPS和AES工作原理 27
3.3.1 光致电离 27
3.3.2 俄歇电子的产生 28
3.3.3 背景消除 31
3.3.4 XPS的化学位移现象 33
3.3.5 定量分析 34
3.3.6 线形 39
3.3.7 深度分布 41
3.4 仪器设备 42
3.4.1 真空系统 43
3.4.2 X射线源 43
3.4.3 单色仪 44
3.4.4 电子束的产生 46
3.4.5 分析器 47
3.4.6 电子探测器 48
3.4.7 通道式电子倍增器 48
3.4.8 多通道板 48
3.4.9 样品 49
3.4.10 附件 49
3.5 XPS技术的常规缺陷 49
3.5.1 定量精度 49
3.5.2 分析时间 50
3.5.3 探测极限 50
3.5.4 分析区域限制 50
3.5.5 样品尺寸限制 50
3.5.6 检测造成的样品畸变 50
3.5.7 俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)和能谱仪(EDS)的比较 51
3.6 XPS应用及实例分析 51
3.6.1 掺杂效应的测定 51
3.6.2 化学反应的检测 54
3.6.3 化学共价性的检测 56
3.6.4 深度分析 58
3.6.5 谱峰重叠问题 62
3.6.6 检测薄膜组成 64
3.7 AES的应用 66
3.7.1 材料表面元素的识别 66
3.7.2 元素浓度和化学计量的检测 66
3.7.3 强度与时间关系曲线 67
3.7.4 化学位移 68
3.7.5 线形变化 69
3.7.6 深度分析 69
3.8 总结 70
参考文献 70
第四章 扫描隧道显微镜和原子力显微镜 76
4.1 引言 76
4.2 工作原理 77
4.2.1 扫描隧道显微镜 77
4.2.2 原子力显微镜 78
4.3 仪器 80
4.3.1 针尖和微悬臂 80
4.3.2 压电扫描器 82
4.3.3 隔振 83
4.3.4 分辨率 83
4.4 操作模式 84
4.4.1 扫描隧道显微镜 84
4.4.2 原子力显微镜 84
4.5 STM与AFM的差异 87
4.6 应用 87
4.6.1 STM研究 89
4.6.2 AFM研究 91
参考文献 96
第五章 X射线衍射 100
5.1 X射线的特性与产生 100
5.2 晶面和布拉格(Bragg)定律 102
5.3 粉末衍射法 105
5.4 薄膜衍射法 108
5.5 结构测量 114
5.6 掠射角X射线衍射法 116
参考文献 119
第六章 透射电子显微镜 123
6.1 透射电子显微镜基础 123
6.2 倒易晶格 125
6.3 样本制备 128
6.4 明场像和暗场像 135
6.5 电子能量损失能谱 138
参考文献 141
第七章 扫描电子显微镜 143
7.1 扫描电子显微镜介绍 143
7.1.1 历史背景 143
7.1.2 扫描电子显微镜原理 144
7.2 电子束与样品的相互作用 148
7.2.1 背散射电子 150
7.2.2 二次电子 150
7.2.3 特征X射线和俄歇电子 151
7.3 扫描电子显微镜操作参数 152
7.3.1 概论 152
7.3.2 扫描电子显微镜特性 152
7.3.3 扫描电子显微镜的操作参数 154
7.4 应用 155
7.4.1 扫描电子显微镜在合成金刚石薄膜中的应用 155
7.4.2 扫描电子显微镜在电子设备中的应用 157
7.4.3 扫描电子显微镜在合成SiC涂层上的应用 159
7.4.4 金刚石涂层的WC-Co衬底的扫描电子显微镜分析 160
参考文献 164
第八章 色谱分析 165
8.1 引言 165
8.2 色谱法基本原理 167
8.2.1 色谱法的分类 168
8.2.2 分离模式和机制 168
8.2.3 分配和保留时间的基本原理 170
8.3 离子交换色谱法 172
8.3.1 影响离子交换色谱分离的因素 173
8.3.2 蛋白质分离 174
8.4 凝胶渗透色谱法 175
8.4.1 分子和分子量分布 176
8.4.2 凝胶渗透色谱的操作 176
8.4.3 聚合物标准物和校正曲线 178
8.4.4 样品的制备 178
8.4.5 凝胶渗透色谱应用于水溶性的聚合物 179
8.5 凝胶电泳色谱法 179
8.5.1 毛细管电泳法(CE) 179
8.5.2 凝胶电泳法 181
8.5.3 分子量标准参照物 182
8.5.4 DNA电泳 182
8.6 高效液相色谱法 183
8.6.1 为什么采用HPLC法 183
8.6.2 等强度洗提与梯度洗提 184
8.6.3 HPLC分离模式 185
8.6.4 HPLC的主要检测器 186
8.6.5 HPLC法的局限性 186
8.6.6 HPLC的应用 186
8.7 气相色谱法 187
8.7.1 GC模式 187
8.7.2 GC中的分配率和温度效应 188
8.7.3 GC的保留特性 188
8.7.4 载气 188
8.7.5 色谱柱和固定相 188
8.7.6 检测器 189
8.7.7 影响GC分离的因素 190
8.7.8 GC特点 190
8.7.9 GC使用 190
8.8 定量分析方法 191
8.8.1 峰面积/峰高百分比法 191
8.8.2 外标法 192
8.8.3 内标法 194
参考文献 195
第九章 红外光谱及紫外-可见光谱 196
9.1 红外光谱 196
9.1.1 分子振动 196
9.1.2 共振 197
9.1.3 红外光谱 198
9.1.4 傅里叶红外光谱 200
9.2 紫外/可见光谱 205
9.2.1 紫外吸收 205
9.2.2 朗伯-比尔定律 206
9.2.3 紫外/可见光谱 207
9.2.4 紫外/可见光分光计 209
9.2.5 实例研究 209
参考文献 210
第十章 宏观和微观热分析 212
10.1 宏观和微观差示扫描量热法 212
10.1.1 差示扫描量热法 212
10.1.2 样品准备及样品大小的影响 214
10.1.3 加热速率的影响 214
10.1.4 受热过程的影响 215
10.1.5 气氛的影响 216
10.1.6 DSC分析的温度标定 216
10.1.7 采用半结晶聚合物作为样品观察热相变 217
10.1.8 微DSC仪 220
10.2 等温滴定量热法 224
10.3 热重分析法 227
10.3.1 TGA法的原理 227
10.3.2 样品的准备 228
10.3.3 影响TGA曲线的因素 228
10.3.4 TGA法的主要应用 231
参考文献 232
第十一章 激光共焦荧光显微镜 234
11.1 荧光与荧光染料 234
11.2 荧光显微镜 236
11.3 激光共焦荧光显微镜 238
11.3.1 共焦 238
11.3.2 激光共焦荧光显微镜工作原理 239
11.3.3 光学切片和3D图像 240
11.3.4 双通道激光共焦荧光显微镜 240
11.3.5 常用荧光团(荧光染料) 242
11.3.6 荧光漂白 243
11.3.7 激光共焦荧光显微镜的分辨率以及物镜的选择 244
11.3.8 激光共焦荧光显微镜的样品制备 246
11.3.9 激光共焦荧光显微镜的局限性 247
11.4 激光共焦荧光显微镜的应用 248
11.4.1 细胞及细胞结构 248
11.4.2 聚合物形貌研究 249
参考文献 251
英汉词汇对照 253
前言
**章 绪论 1
第二章 接触角在表面分析中的应用 2
2.1 引言 2
2.2 接触角测量 4
2.2.1 静态和动态静滴法 5
2.2.2 Wilhelmy平板法 8
2.2.3 封闭气泡法 8
2.2.4 毛细管上升法 8
2.2.5 倾斜基底法 8
2.3 均匀固体表面能的确定 8
2.3.1 表面张力组成 9
2.3.2 物态方程 13
2.4 研究实例 14
2.4.1 福克斯(Fowkes) 14
2.4.2 无定形碳的表面能的研究实例 15
2.5 小结 17
参考文献 17
第三章 X射线光电子能谱和俄歇电子能谱 21
3.1 绪论 21
3.2 原子模型和原子的电子结构 22
3.2.1 能级 23
3.2.2 自旋G轨道劈裂 24
3.2.3 平均自由程 26
3.3 XPS和AES工作原理 27
3.3.1 光致电离 27
3.3.2 俄歇电子的产生 28
3.3.3 背景消除 31
3.3.4 XPS的化学位移现象 33
3.3.5 定量分析 34
3.3.6 线形 39
3.3.7 深度分布 41
3.4 仪器设备 42
3.4.1 真空系统 43
3.4.2 X射线源 43
3.4.3 单色仪 44
3.4.4 电子束的产生 46
3.4.5 分析器 47
3.4.6 电子探测器 48
3.4.7 通道式电子倍增器 48
3.4.8 多通道板 48
3.4.9 样品 49
3.4.10 附件 49
3.5 XPS技术的常规缺陷 49
3.5.1 定量精度 49
3.5.2 分析时间 50
3.5.3 探测极限 50
3.5.4 分析区域限制 50
3.5.5 样品尺寸限制 50
3.5.6 检测造成的样品畸变 50
3.5.7 俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)和能谱仪(EDS)的比较 51
3.6 XPS应用及实例分析 51
3.6.1 掺杂效应的测定 51
3.6.2 化学反应的检测 54
3.6.3 化学共价性的检测 56
3.6.4 深度分析 58
3.6.5 谱峰重叠问题 62
3.6.6 检测薄膜组成 64
3.7 AES的应用 66
3.7.1 材料表面元素的识别 66
3.7.2 元素浓度和化学计量的检测 66
3.7.3 强度与时间关系曲线 67
3.7.4 化学位移 68
3.7.5 线形变化 69
3.7.6 深度分析 69
3.8 总结 70
参考文献 70
第四章 扫描隧道显微镜和原子力显微镜 76
4.1 引言 76
4.2 工作原理 77
4.2.1 扫描隧道显微镜 77
4.2.2 原子力显微镜 78
4.3 仪器 80
4.3.1 针尖和微悬臂 80
4.3.2 压电扫描器 82
4.3.3 隔振 83
4.3.4 分辨率 83
4.4 操作模式 84
4.4.1 扫描隧道显微镜 84
4.4.2 原子力显微镜 84
4.5 STM与AFM的差异 87
4.6 应用 87
4.6.1 STM研究 89
4.6.2 AFM研究 91
参考文献 96
第五章 X射线衍射 100
5.1 X射线的特性与产生 100
5.2 晶面和布拉格(Bragg)定律 102
5.3 粉末衍射法 105
5.4 薄膜衍射法 108
5.5 结构测量 114
5.6 掠射角X射线衍射法 116
参考文献 119
第六章 透射电子显微镜 123
6.1 透射电子显微镜基础 123
6.2 倒易晶格 125
6.3 样本制备 128
6.4 明场像和暗场像 135
6.5 电子能量损失能谱 138
参考文献 141
第七章 扫描电子显微镜 143
7.1 扫描电子显微镜介绍 143
7.1.1 历史背景 143
7.1.2 扫描电子显微镜原理 144
7.2 电子束与样品的相互作用 148
7.2.1 背散射电子 150
7.2.2 二次电子 150
7.2.3 特征X射线和俄歇电子 151
7.3 扫描电子显微镜操作参数 152
7.3.1 概论 152
7.3.2 扫描电子显微镜特性 152
7.3.3 扫描电子显微镜的操作参数 154
7.4 应用 155
7.4.1 扫描电子显微镜在合成金刚石薄膜中的应用 155
7.4.2 扫描电子显微镜在电子设备中的应用 157
7.4.3 扫描电子显微镜在合成SiC涂层上的应用 159
7.4.4 金刚石涂层的WC-Co衬底的扫描电子显微镜分析 160
参考文献 164
第八章 色谱分析 165
8.1 引言 165
8.2 色谱法基本原理 167
8.2.1 色谱法的分类 168
8.2.2 分离模式和机制 168
8.2.3 分配和保留时间的基本原理 170
8.3 离子交换色谱法 172
8.3.1 影响离子交换色谱分离的因素 173
8.3.2 蛋白质分离 174
8.4 凝胶渗透色谱法 175
8.4.1 分子和分子量分布 176
8.4.2 凝胶渗透色谱的操作 176
8.4.3 聚合物标准物和校正曲线 178
8.4.4 样品的制备 178
8.4.5 凝胶渗透色谱应用于水溶性的聚合物 179
8.5 凝胶电泳色谱法 179
8.5.1 毛细管电泳法(CE) 179
8.5.2 凝胶电泳法 181
8.5.3 分子量标准参照物 182
8.5.4 DNA电泳 182
8.6 高效液相色谱法 183
8.6.1 为什么采用HPLC法 183
8.6.2 等强度洗提与梯度洗提 184
8.6.3 HPLC分离模式 185
8.6.4 HPLC的主要检测器 186
8.6.5 HPLC法的局限性 186
8.6.6 HPLC的应用 186
8.7 气相色谱法 187
8.7.1 GC模式 187
8.7.2 GC中的分配率和温度效应 188
8.7.3 GC的保留特性 188
8.7.4 载气 188
8.7.5 色谱柱和固定相 188
8.7.6 检测器 189
8.7.7 影响GC分离的因素 190
8.7.8 GC特点 190
8.7.9 GC使用 190
8.8 定量分析方法 191
8.8.1 峰面积/峰高百分比法 191
8.8.2 外标法 192
8.8.3 内标法 194
参考文献 195
第九章 红外光谱及紫外-可见光谱 196
9.1 红外光谱 196
9.1.1 分子振动 196
9.1.2 共振 197
9.1.3 红外光谱 198
9.1.4 傅里叶红外光谱 200
9.2 紫外/可见光谱 205
9.2.1 紫外吸收 205
9.2.2 朗伯-比尔定律 206
9.2.3 紫外/可见光谱 207
9.2.4 紫外/可见光分光计 209
9.2.5 实例研究 209
参考文献 210
第十章 宏观和微观热分析 212
10.1 宏观和微观差示扫描量热法 212
10.1.1 差示扫描量热法 212
10.1.2 样品准备及样品大小的影响 214
10.1.3 加热速率的影响 214
10.1.4 受热过程的影响 215
10.1.5 气氛的影响 216
10.1.6 DSC分析的温度标定 216
10.1.7 采用半结晶聚合物作为样品观察热相变 217
10.1.8 微DSC仪 220
10.2 等温滴定量热法 224
10.3 热重分析法 227
10.3.1 TGA法的原理 227
10.3.2 样品的准备 228
10.3.3 影响TGA曲线的因素 228
10.3.4 TGA法的主要应用 231
参考文献 232
第十一章 激光共焦荧光显微镜 234
11.1 荧光与荧光染料 234
11.2 荧光显微镜 236
11.3 激光共焦荧光显微镜 238
11.3.1 共焦 238
11.3.2 激光共焦荧光显微镜工作原理 239
11.3.3 光学切片和3D图像 240
11.3.4 双通道激光共焦荧光显微镜 240
11.3.5 常用荧光团(荧光染料) 242
11.3.6 荧光漂白 243
11.3.7 激光共焦荧光显微镜的分辨率以及物镜的选择 244
11.3.8 激光共焦荧光显微镜的样品制备 246
11.3.9 激光共焦荧光显微镜的局限性 247
11.4 激光共焦荧光显微镜的应用 248
11.4.1 细胞及细胞结构 248
11.4.2 聚合物形貌研究 249
参考文献 251
英汉词汇对照 253
展开全部
材料分析技术 节选
《材料分析技术》： 起初，计划把XPS和AES作为两个独立的章节，但是这两者有许多共同点，尤其是在基本原理和真空系统方面。事实上，通常这两种系统在物理上是两位一体的。因此，我们决定将这两种科技方法放在一个章节。扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）都在第四章中讨论，是因为它们有非常多的相同点，尤其在原理方面。事实上AFM可以被视为STM的一种初级版本。X射线衍射（XRD）是研究材料晶体结构的一种重要工具。第五章涵盖了X射线的性能与产生、晶面与布拉格定律、粉末衍射、薄膜衍射以及结构测量等等。第六章和第七章分别描述了透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）这两种电子显微镜方法。TEM和SEM的原理是通过一种简单易懂的方式给出的。这两者的应用同样是通过举例来说明的。第八章提供了色谱分析法、色谱分析法的分类、分离模式和机制、分配与保留的基本原理。特别地，分别描述了离子交换色谱法、凝胶渗透色谱法、凝胶电泳色谱法、高效液相色谱法和气相色谱法。用实际的例子对*后三种定量分析法进行说明。第九章从分子振动及共振的角度引入了红外光谱学（IR），接着介绍了先进的IR和傅里叶变换红外光谱学（FTIR）。这一章涵盖了紫外线吸收、比尔-朗伯（Beer-Lambert）定律、紫外光/可见光光谱学和一个案例分析。第十章给出三种宏观及微观的热分析方法：差式扫描量热法（DSC）、等温滴定量热法（ITC）和热重分析法（TGA）。DSC和ITC既可以进行宏观地也可以进行微观地测量。各种不同的热转化和热力学的相互作用可以用DSC和ITC方法确定。从另一方面来说，TGA用于确定热稳定性或者热反应。第十一章介绍了荧光和荧光染料的基础以及荧光显微镜和激光共焦荧光显微镜（LCFM）原理，涵盖了样品制备、LCFM的分辨率、物镜的选择和案例分析。 ……
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