1 晶体学基础 1
1.1引言 1
1.2点阵与阵点 1
1.3点阵方向（晶向）与点阵平面（晶面） 2
1.4布拉菲胞 6
1.5对称、对称操作与对称元素 10
对称操作 10
对称元素 11
对称元素的表示举例 14
1.6点群 17
1.7对称操作的数学表达 24
1.8数学中的群与晶体学中对称操作组合的联系 26
1.9空间群 27
概述 27
晶体内部结构的对称素（微观对称素） 33
材料中物相的空间群测定 38
参考文献 43
2 倒易点阵 44
2.1引言 44
2.2倒易空间的建立 46
2.3倒易矢量基本定律 49
2.4标准单晶电子衍射图谱绘制方法 51
2.5晶面间距、晶面夹角及晶向长度的倒易点阵方法处理 53
求晶面间距与晶面指数的关系 54
求晶面夹角余弦表达式 60
求晶向长度的表达式 62
2.6正点阵与倒易点阵的指数互换 62
正点阵与倒易点阵的互换公式和转换矩阵 62
六方晶系指数换算中的问题 66
2.7晶体几何形状对倒易阵点形状的影响 69
参考文献 73
3 衍射衬度运动学理论 74
3.1引言 74
3.2电子显微镜图像的衬度 75
质厚衬度 75
衍射衬度 76
相位衬度 77
3.3运动学理论的基本假设和适用界限 78
基本假设 78
消光距离 79
3.4完整晶体衍射衬度运动学理论基本方程的推导 88
菲涅耳半波带法推导完整晶体运动学方程 88
玻恩近似法处理完整晶体运动学理论 96
3.5不完整晶体衍衬成像运动学基本方程 107
材料晶体结构中的不完整性 107
不完整晶体运动学基本方程的推导 108
参考文献 112
4 衍射衬度动力学理论 113
4.1引言 113
4.2物理光学方法对衍衬动力学的处理 113
完整晶体双束动力学基本方程的推导 113
完整晶体多束动力学基本方程的推导 116
不完整晶体双束和多束动力学基本方程的推导 116
4.3量子力学方法对衍衬动力学的处理 117
概述 117
达尔文方法对衍衬动力学的处理 118
衍射衬度动力学方程的不同表现形式 124
4.4完整晶体双束动力学方程求解 125
4.5厚度条纹衬度和弯曲消光轮廓 130
4.6反常吸收效应的唯象处理 133
吸收唯象处理的一般思考 133
考虑吸收时完整晶体双束动力学方程求解 134
考虑吸收时明暗场像衬强度 137
4.7贝特方法对衍衬动力学的处理 141
完整晶体的贝特方程的一般描述 141
双束条件下完整晶体的贝特（Bethe）方程 145
关于色散面的讨论 146
边界条件 153
异常吸收与异常透射 157
4.8动力学处理的矩阵方法 163
完整晶体动力学方程的矩阵处理 163
含层错晶体的分析 165
用布洛赫波方法处理含层错晶体的衬度 169
贝特方法对不完整晶体衍衬动力学的处理 175
参考文献 178
5 金属与合金的强化与微观结构 179
5.1引言 179
5.2固溶强化 181
弹性相互作用 182
模量相互作用 183
层错相互作用 187
电相互作用 188
短程序相互作用 189
长程序相互作用 190
从工程合金设计看固溶强化 191
5.3质点强化 196
概述 196
沉淀（弥散）强化 196
有序第二相的强化作用 203
5.4位错强化 208
典型面心立方金属加工硬化过程的位错解释 208
体心立方金属单晶体加工硬化的位错解释 213
位错与断裂 215
5.5晶界强化 221
位错理论推导Hall-Petch公式 221
晶界对合金范性的影响 224
相界面积增加引起的强化 227
参考文献 227
6 电子能量损失谱 230
6.1引言 230
透射电子显微学 231
高分辨电子显微学 232
分析电子显微学 236
6.2电子与物质的交互作用 240
原子对电子的散射 240
各种电子信息 247
6.3电子能量损失谱原理和基本知识 251
概述 251
电子能量损失谱原理 256
6.4电子能量损失谱在材料科学中的应用 262
概述 262
EELS的识谱 263
EELS的应用 265
6.5原子序数衬度成像与原位电子能量损失谱分析 271
概述 271
高角度散射环形暗场（HAADF）的STEM方法原理 272
应用示例 274
参考文献 277
7 高分辨电子显微学 280
7.1引言 280
7.2高分辨电子显微相位衬度像的成像原理 280
概述 280
高分辨电子显微像的成像过程 281
高分辨电子显微像的计算机模拟 291
7.3高分辨电子显微观察和拍摄图像的程序 296
电子显微镜性能和工作状态的预检和调整 296
正确的观察操作程序 297
高分辨电子显微图像的类型和应用实例 299
7.4我国科学家对高分辨电子显微学的贡献 308
参考文献 310
8 会聚束电子衍射 312
8.1会聚束电子衍射的原理与实验技术 312
新型透射电子显微镜分析功能的切换与CBED模式的获得 312
精心合轴 314
CBED实验的操作要求 314
不同结构特点试样CBED实验工作模式 315
LACBED图上正倒空间信息认读 316
图像记录 316
选择低指数高对称性带轴方向 317
8.2 CBED术语 317
明场 317
暗场 317
±G 317
HOLZ环 318
HOLZ线 318
菊池线 318
回摆曲线 318
G-M条纹 318
全图 318
8.3会聚束衍射图的常见类型 319
带轴图和全图 319
双束CBED图 320
对称多束CBED图 320
8.4 HOLZ线、回摆曲线的形成原理、标定与应用 322
HOLZ线形成原理 322
HOLZ线的标定 326
高清晰度HOLZ线的获得 328
CBED的应用 330
参考文献 357
9 电子背散射衍射及其应用 360
9.1引言 360
9.2菊池衍射原理及菊池线分析方法 360
菊池衍射原理 361
菊池线的指标化 369
9.3 EBSD仪器简介 379
全自动EBSD系统 379
信息采集和图像处理系统 382
EBSD和OIM应用软件包 383
9.4取向成像显微术 383
从EBSD到OIM 383
OIM实验测定中涉及的几个概念 385
OIM应用示例 386
参考文献 392
10 晶体中的缺陷 393
10.1位错的基本概念 393
三种基本位错类型的形成过程 394
布氏矢量b的基本性质 395
10.2典型金属中的位错 398
面心立方金属中位错的汤普森作图法 398
密排六方金属中位错的Berghzan作图法 400
10.3全位错分解、层错与扩展位错 401
面心立方晶体中的层错与扩展位错 401
体心立方晶体中的层错与扩展位错 406
密排六方晶体中的层错与扩展位错 410
10.4位错的运动 412
位错的滑移 412
位错的攀移 415
10.5位错的增殖 416
晶体生长过程中位错的形成 416
Frank-Read位错源 417
其他位错增殖方式 417
参考文献 419
11 实际晶体中缺陷的电子衍衬分析 421
11.1位错布氏矢量b的测定 421
判据的建立 421
布氏矢量和位错密度测定 423
布氏矢量测量举例 426
位错空间取向的L-W测定方法 428
常用FCC、BCC和HCP金属全位错和不全位错的g·b值数据表 431
11.2位错衬度分析 439
位错双像 439
位错偶和超点阵位错 441
位错环分析 442
位错塞积 444
位错网 447
面角位错 448
螺旋状位错的衬度分析 450
动力学效应对位错像衬的影响 451
全位错的分解和层错及其衬度 452
层错能测定 467
11.3弱束成像的原理与实验技术 471
引言 471
弱束成像原理 472
弱束成像的实验步骤 475
参考文献 477
12 材料的界面及其分析方法 479
12.1引言 479
12.2界面结构的近代理论 480
晶界结构模型 481
晶界位错模型 482
重位点阵（CSL）模型 487
O点阵模型 489
DSC点阵模型 491
多面体堆垛模型 492
结构单元模型 492
界面结构研究综述 494
12.3表面结构的近代理论 494
表面弛豫和重构 494
描述表面二维周期结构的平面点群、平面点阵和平面群 496
表面电子态 497
12.4界面研究中若干重要金属物理问题 500
晶界偏聚 500
界面扩散 504
界面热力学 508
界面化学反应 509
纳米材料的界面结构 511
纳米晶热稳定性的热力学研究和纳米晶晶粒长大的动力学研究的最新进展 515
12.5两相取向关系测定 520
电子衍射-极图法测定两相取向关系 521
矩阵方法分析和表示两相取向关系 525
12.6两相界面衬度 535
应变衬度 535
错配位错 538
位移条纹 538
波纹图 539
12.7界面电子显微分析示例 543
用高分辨电子显微术（HREM）研究β-SiC中的∑=3,9和27晶界、多重结点和人工金刚石界面的原子结构 544
电子衍射和电子衍衬方法研究晶界 545
关于界面的电子衍衬观察 546
参考文献 552
附录 556
常用晶体学公式 556
电子波长及质量修正因子m／m0等参数 565
电子的原子散射振幅 566
立方晶系电子衍射花样特征平行四边形参数表 571
高阶、零阶劳厄区斑点重叠图形 586
特征X射线的波长和能量表 607
用于电子能量损失谱分析的电子结合能表（EELS） 610
分析电子显微方法的有关计算机软件 612
物理常数、换算系数和电子波长相关参数 617
参考文献 619