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第一章 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

2.2.2Wilhelmy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-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

3.4.2X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

4.6.1STM研究 89

4.6.2AFM研究 91

参考文献 96

第五章 X射线衍射 100

5.1X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

8.5.4DNA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

8.6.3HPLC分离模式 185

8.6.4HPLC的主要检测器 186

8.6.5HPLC法的局限性 186

8.6.6HPLC的应用 186

8.7气相色谱法 187

8.7.1GC模式 187

8.7.2GC中的分配率和温度效应 188

8.7.3GC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

8.7.8GC特点 190

8.7.9GC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 96

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

10.1.6DSC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

10.3.1TGA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

10.3.4TGA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