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第1章 概论1

1．1 材料工程与微观分析技术1

1．2 微观分析技术的发展历程2

1．3 现代微观分析仪器简介3

1．3．1 电子与物质的相互作用3

1．3．2 微观分析仪器简介4

习题5

第2章 电子光学基础6

2．1 电子射线的特性6

2．2 电子枪7

2．2．1 热电子发射型电子枪7

2．2．2 场发射型电子枪8

2．3 电磁透镜9

2．3．1 电磁透镜的结构9

2．3．2 电磁透镜的像差10

2．3．3 电磁透镜的分辨率12

2．3．4 电磁透镜的景深与焦长13

习题14

第3章 透射电子显微镜15

3．1 透射电子显微镜的分类15

3．2 透射电子显微镜的基本构成16

3．2．1 电子光学系统17

3．2．2 真空系统20

3．2．3 电源系统21

3．3 透射电子显微镜的基本操作方法21

3．3．1 合轴操作21

3．3．2 图像观察与记录24

3．4 透射电子显微镜的样品制备25

3．4．1 金属薄膜样品的制备方法25

3．4．2 纳米粉末样品的制备方法27

3．4．3 界面薄膜样品制备27

3．4．4 复型样品的制备方法28

习题28

第4章 电子衍射29

4．1 电子衍射实验29

4．2 电子衍射原理30

4．2．1 布拉格定律30

4．2．2 埃瓦尔德球图解31

4．2．3 倒易点阵32

4．2．4 电子衍射基本公式33

4．2．5 结构因素与结构消光34

4．2．6 晶带定律和零层倒易面37

4．2．7 偏离矢量以及影响倒易点形状的因素38

4．3 单晶电子衍射谱的标定41

4．3．1 单晶电子衍射谱的对称性41

4．3．2 单晶电子衍射谱的标定方法42

4．4 多晶电子衍射谱的标定48

4．4．1 多晶电子衍射谱的形成48

4．4．2 多晶电子衍射谱的标定方法49

4．5 复杂电子衍射谱51

4．5．1 高阶劳埃斑51

4．5．2 超点阵斑点51

4．5．3 二次衍射52

4．5．4 孪晶斑点53

4．5．5 菊池花样55

习题56

第5章 透射电镜的图像衬度及其应用58

5．1 质厚衬度58

5．1．1 质厚衬度成像原理58

5．1．2 质厚衬度的应用实例59

5．2 衍射衬度60

5．2．1 衍射衬度成像原理60

5．2．2 衍射衬度的应用60

5．3 相位衬度67

5．3．1 相位衬度成像原理67

5．3．2 相位衬度像的种类68

5．3．3 相位衬度像的应用68

5．4 成像模式的相互关系73

习题75

第6章 扫描电子显微镜76

6．1 扫描电子显微镜的结构原理76

6．1．1 电子光学系统77

6．1．2 信号检测放大系统77

6．1．3 图像显示记录系统78

6．1．4 真空系统78

6．1．5 电源系统78

6．2 扫描电子显微镜的主要性能78

6．2．1 扫描电子显微镜的分辨率78

6．2．2 扫描电子显微镜的放大倍数79

6．2．3 扫描电子显微镜的景深80

6．3 扫描电子显微镜的样品制备80

6．4 扫描电子显微镜的图像衬度及应用81

6．4．1 表面形貌衬度及应用81

6．4．2 原子序数衬度及应用84

习题87

第7章 背散射电子衍射88

7．1 背散射电子衍射仪的工作原理88

7．1．1 背散射电子衍射仪的基本构成88

7．1．2 背散射电子衍射仪的工作原理89

7．2 背散射电子衍射的应用90

7．2．1 晶粒尺寸及形状的分布90

7．2．2 材料织构分析90

7．2．3 晶粒之间取向差分析91

7．2．4 物相鉴定及相比率计算91

7．2．5 应变测量92

习题93

第8章 成分分析94

8．1 特征X射线的产生94

8．2 波谱仪工作原理96

8．3 能谱仪工作原理96

8．4 波谱仪和能谱仪比较97

8．5 X射线谱仪的分析方法及其应用98

习题99

第9章 X射线衍射100

9．1 X射线物理学基础100

9．1．1 X射线的本质100

9．1．2 X射线的产生100

9．1．3 X射线谱101

9．1．4 x射线与物质的相互作用102

9．1．5 X射线的防护103

9．2 X射线衍射原理及衍射强度103

9．2．1 x射线衍射原理103

9．2．2 X射线衍射强度的处理过程103

9．2．3 多晶体的x射线衍射强度104

9．3 X射线衍射仪105

9．3．1 x射线衍射仪的结构原理105

9．3．2 X射线衍射仪的样品制备107

9．3．3 X射线对物质的衍射谱107

9．4 X射线衍射定性物相分析108

9．4．1 定性分析的基本原理108

9．4．2 PDF卡片的组成109

9．4．3 PDF卡片索引110

9．4．4 物相分析方法110

9．4．5 物相分析时应注意的问题113

习题114

第10章 扫描探针显微镜115

10．1 扫描隧道显微镜115

10．1．1 隧道效应115

10．1．2 扫描隧道显微镜的工作原116

10．1．3 扫描隧道显微镜的结构116

10．1．4 扫描隧道显微镜的工作模式119

10．1．5 扫描隧道显微镜的特点119

10．1．6 扫描隧道显微镜的应用举例120

10．2 原子力显微镜122

10．2．1 原子之间的作用力122

10．2．2 原子力显微镜的结构及工作原理123

10．2．3 原子力显微镜的工作模式124

10．2．4 原子力显微镜的特点124

10．2．5 原子力显微镜的应用举例124

习题128

实验指导书129

实验一 材料显微组织与相结构的TEM分析129

实验二 材料显微组织以及微区成分分析133

实验三 多相物质x射线衍射物相分析138

关于Jade软件143

附录146

附录l 物理常数、换算系数和电子波长等146

附录2-1 常用材料的化学减薄液147

附录2-2 常用材料的电解减薄液148

附录3 常用材料的电解抛光液148

附录4 常见晶体标准电子衍射花样149

附录5 立方晶体晶面（或晶向）夹角表156

附录6 常用晶体学公式162

附录7 常见晶体的晶面间距164

附录8 钢中相的电子衍射谱标定用数据表166

附录9 特征x射线的波长和能量表167

参考文献170