材料表征的近代物理方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1材料表征的意义和内容 1

1.2材料微观结构表征的物理方法 1

第2章 材料表征的传统方法 5

2.1透射电子显微术 5

2.1.1概述 5

2.1.2仪器和工作模式 6

2.1.3图像衬度形成机制 12

2.1.4选区电子衍射 19

2.1.5试样制备技术 20

2.2扫描电子显微术 32

2.2.1概述 32

2.2.2扫描电镜的成像原理和结构 35

2.2.3高速电子流与固体物质的相互作用 37

2.2.4结构细节、分辨率和衬度 41

2.2.5图像衬度机制 43

2.2.6试样准备 47

2.2.7图像解释 50

2.2.8应用实例 52

2.3 X射线衍射术 58

2.3.1布拉格定律 59

2.3.2单晶体衍射 60

2.3.3多晶体衍射 62

2.3.4 X射线衍射术的最近进展 69

2.4红外吸收光谱术 73

2.4.1基本原理 73

2.4.2分子的振动形式 74

2.4.3红外光谱四要素 74

2.4.4红外光谱术的应用 76

2.4.5红外光谱新技术 80

2.5材料的成分分析 82

2.5.1特征X射线分析 82

2.5.2背散射电子分析 87

2.5.3俄歇电子分析 88

2.5.4 X射线光电子能谱分析 90

参考文献 92

第3章 同步辐射X射线术 95

3.1引言 95

3.1.1同步辐射光源的发生 95

3.1.2同步辐射光源发展简史 96

3.1.3同步辐射光源的构造 96

3.1.4同步辐射光源的优点 98

3.1.5同步辐射的应用概述 100

3.2 X射线吸收精细结构 101

3.2.1 XAFS简介 101

3.2.2 XAFS装置 102

3.2.3 XAFS实验方法和样品制备 103

3.2.4 XAFS的应用实例 104

3.3同步辐射X射线衍射技术 109

3.3.1 SR-XRD）简介 109

3.3.2同步辐射X射线单晶衍射技术 110

3.3.3同步辐射X射线多晶衍射技术 110

3.3.4应用实例 112

3.4同步辐射小角X射线散射 122

3.4.1 SR-SAXS简介 122

3.4.2 SR-SAXS应用实例 123

3.5同步辐射其他线站的新进展 128

3.5.1同步辐射软X射线谱学显微光束线站 128

3.5.2硬X射线微聚焦线站 129

3.5.3生物大分子晶体学线站 130

参考文献 130

第4章 原子力显微术 133

4.1原子力显微术的主要功能和适用领域 133

4.1.1 SPM、 STM和AFM 133

4.1.2 AFM的主要功能 137

4.1.3几种显微术的比较 138

4.2基本原理和仪器学 138

4.2.1仪器结构和成像原理 138

4.2.2 AFM探针 140

4.2.3针尖 144

4.3操作模式 148

4.4成像模式 150

4.4.1高度像 150

4.4.2相位像 156

4.4.3设定比rsp 157

4.4.4偏差像 161

4.4.5侧向力像 163

4.4.6力调制模式像 167

4.4.7力曲线和纳米力学图 170

4.5试样准备 181

4.5.1概述 181

4.5.2切片术和表面切平术 182

4.5.3断裂面术 184

4.5.4大分子试样的准备 185

4.6图像解释 187

4.6.1针尖引起的伪迹 188

4.6.2光学干涉条纹 191

4.6.3热漂移 191

4.6.4扫描器性能的影响 192

4.6.5振动引起的伪迹 194

4.6.6针尖力的影响 194

4.7材料表征的AFM应用 196

4.7.1聚合物材料 196

4.7.2碳材料 218

4.7.3复合材料 224

参考文献 228

第5章 激光拉曼光谱术 235

5.1拉曼光谱术的适用范围 235

5.2拉曼散射和拉曼光谱 237

5.2.1拉曼散射和瑞利散射 237

5.2.2拉曼峰的频移、强度、峰宽和偏振 239

5.2.3温度和压力对拉曼峰的影响 241

5.2.4定量分析和定性分析 243

5.3仪器和主要技术 245

5.3.1拉曼光谱仪 245

5.3.2显微拉曼光谱术 249

5.3.3纤维光学拉曼光谱术 252

5.3.4增强拉曼光谱术 255

5.3.5拉曼光谱的噪声及其减除 259

5.3.6试样准备和安置 265

5.4拉曼光谱术的应用 269

5.4.1成分鉴别 269

5.4.2聚合物的分子结构 278

5.4.3结晶结构 279

5.4.4取向结构 290

5.4.5共混聚合物的相结构 293

5.4.6界面微观结构 298

5.4.7界面微观力学 303

参考文献 337

第6章 多方法联用术 343

6.1概述 343

6.2 AFM与拉曼光谱术的联合 346

6.2.1 AFM与拉曼光谱术联合的功能 346

6.2.2针尖增强拉曼光谱术 350

6.2.3近场光学显微术 352

6.2.4 AFM／拉曼系统仪器学 357

6.3 SEM与拉曼光谱术的联合 359

6.4红外光谱术与拉曼光谱术的联合 364

6.5 AFM与红外光谱术的联合和纳米红外光谱术 368

6.5.1 AFM与红外光谱术的联合 368

6.5.2纳米红外光谱术 370

6.6 AFM与TEM的联合应用 372

6.6.1 AFM和TEM的依次测试 372

6.6.2 AFM与超薄切片机的联合 374

6.7在线多技术联用 375

参考文献 379