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第1章　绪论 1

1.1 材料科学的发展趋势 1

1.2　材料科学涉及的领域 3

1.3 材料分析的重要性 5

1.4　材料分析的内容 6

1.5 本书的主要内容 8

第2章　材料的成分分析 10

2.1 元素成分分析方法简介 10

2.1.1 材料性能与元素成分的关系 10

2.1.2　元素成分分析技术种类 10

2.2　原子吸收光谱 12

2.2.1 简介 12

2.2.2 原子吸收光谱工作原理 13

2.2.3 原子吸收仪器装置 14

2.2.4　样品制备 18

2.2.5　原子吸收分析方法 20

2.2.6　典型分析实例 23

2.3　原子发射光谱 25

2.3.1 简介 25

2.3.2　原子发射光谱基本原理 27

2.3.3 原子发射光谱的仪器装置 29

2.3.4　光谱定性分析 32

2.3.5 光谱定量分析 32

2.3.6 ICP-MS分析 33

2.3.7 应用分析实例 36

2.4　X射线荧光光谱法 40

2.4.1 简介 40

2.4.2 X射线荧光光谱仪工作原理 41

2.4.3 仪器结构 42

2.4.4 样品制备 45

2.4.5 分析方法 46

2.4.6　全反射XRF及其环境分析 47

2.4.7 应用举例 51

2.5　微区成分分析方法 56

2.5.1 简介 56

2.5.2 电镜能谱分析法 57

2.5.3 电子探针分析方法 61

2.5.4 电子能量损失谱分析方法 66

2.5.5　应用举例 68

2.6 本章小结 72

参考文献 73

第3章　材料的价键分析 74

3.1 简介 74

3.2 红外光谱 74

3.2.1 基础知识 74

3.2.2　红外光谱的原理 75

3.2.3 仪器装置 81

3.2.4　样品的制备 84

3.2.5　镜面反射红外光谱 86

3.2.6 衰减全反射红外光谱 86

3.2.7 漫反射红外光谱 88

3.2.8　显微红外光谱 90

3.2.9 红外光谱的应用 92

3.3　拉曼光谱 102

3.3.1　简介 102

3.3.2 拉曼光谱的原理 103

3.3.3　仪器装置 110

3.3.4　样品制备 113

3.3.5 紫外拉曼光谱 113

3.3.6　共振拉曼光谱 117

3.3.7 显微共聚焦拉曼光谱 118

3.3.8　表面增强拉曼光谱 119

3.3.9 拉曼光谱的应用 122

3.4 综合应用实例 134

3.5　本章小结 137

参考文献 138

第4章　材料的结构分析 140

4.1 X射线衍射物相结构分析 140

4.1.1 X射线衍射分析历史 140

4.1.2　X射线 141

4.1.3　X射线衍射的基本原理 148

4.1.4　X射线衍射法 151

4.1.5 多晶衍射仪的组成 153

4.1.6 样品的制备 155

4.1.7　X射线衍射的物相分析 156

4.1.8 XRD的应用 166

4.2 电子衍射分析 176

4.2.1　简介 176

4.2.2 电子衍射方法基础 177

4.2.3 电子衍射花样的获得 179

4.2.4 电子衍射花样的标定 181

4.2.5 高分辨电子显微术用于材料结构的分析 183

4.2.6 电子衍射方法应用 185

4.3 激光拉曼物相结构分析 188

4.3.1　简介 188

4.3.2 拉曼散射 188

4.3.3　拉曼散射的用途 188

4.3.4　拉曼光谱测定 189

4.3.5 拉曼光谱法于物相结构分析的应用实例 189

参考文献 194

第5章　材料的形貌分析 195

5.1 概述 195

5.2　扫描电子显微镜 196

5.2.1 简介 196

5.2.2 扫描电子显微镜的成像原理 196

5.2.3 扫描电子显微镜的仪器结构 198

5.2.4 扫描电子显微镜的图像信息 200

5.2.5 限制和影响扫描电镜分辨本领的主要因素 206

5.2.6 扫描电子显微镜样品制备 208

5.2.7　优质扫描电子像的获得 210

5.2.8 扫描电子显微镜的新进展 211

5.2.9 应用实例 214

5.3　透射电子显微分析 221

5.3.1 简介 221

5.3.2　透射电镜的结构 223

5.3.3　透射电镜的成像原理 227

5.3.4　透射电子显微镜的样品制备 229

5.3.5 透射电镜在材料分析上的应用实例 233

5.4　扫描探针显微分析 249

5.4.1 扫描隧道显微镜 250

5.4.2　原子力显微镜 265

参考文献 275

第6章　材料的价态分析和表面分析 277

6.1　简介 277

6.2　X射线光电子能谱分析 278

6.2.1　概述 278

6.2.2　X射线光电子能谱基本原理 279

6.2.3　X射线光电子能谱仪的结构 290

6.2.4　X射线光电子能谱的分析方法 294

6.2.5　XPS指纹峰分析技术 302

6.2.6　俄歇参数信息 307

6.3　俄歇电子能谱分析 307

6.3.1　概述 307

6.3.2　俄歇电子能谱基本原理 308

6.3.3　俄歇电子能谱仪的结构 311

6.3.4　俄歇电子能谱分析方法 312

6.4　材料的二次离子质谱分析 328

6.4.1　概述 328

6.4.2　原理 329

6.4.3　仪器 330

6.4.4　分析方法 334

6.4.5 应用举例 334

6.5 综合实例 337

6.5.1 实验方法 337

6.5.2 实验结果 338

6.6　实验技术 344

6.6.1　样品制备 344

6.6.2 样品荷电的校准 345

参考文献 345

第7章　材料的物理性能表征 347

7.1　材料光学性能 347

7.1.1 紫外-可见光谱分析 347

7.1.2 吸光度测定 352

7.1.3 半导体能带间隙检测 353

7.1.4 荧光性能 355

7.2 材料电学性能 363

7.2.1 材料的导电性 364

7.2.2 半导体性 365

7.2.3 电容性能 366

7.3 材料光电性质 373

7.3.1 表面光电压谱 374

7.3.2 光电流研究 375

7.3.3 交流阻抗谱法 378

7.3.4 时间分辨光电导谱（TRPC） 382

7.4 催化性能检测 384

7.4.1 气相光催化评价装置 384

7.4.2 液相光催化评价装置 387

7.4.3 光催化反应器的设计 388

7.4.4 矿化度和中间产物检测 389

7.5 物理结构性能 390

7.5.1 颗粒度分析 390

7.5.2 比表面积和孔结构 401

参考文献 410