第1章 电子光学基础 1
1.1 分辨率 1
1.2 磁透镜的聚焦原理 4
1.2.1 电子在均匀磁场中的运动 5
1.2.2 短磁透镜 6
1.2.3 磁透镜的设计 10
1.3 电子光学作图成像法 11
1.4 电子透镜的像差 12
1.4.1 球差 13
1.4.2 畸变 13
1.4.3 像散 14
1.4.4 色差 15
1.5 磁透镜的理论分辨率 16
第2章 透射电子显微镜 18
2.1 透射电子显微镜发展简史 18
2.2 透射电子显微镜的基本结构 19
2.3 照明系统 21
2.3.1 电子枪 21
2.3.2 照明系统和偏转系统 26
2.4 成像系统 28
2.4.1 透射电镜的成像原理 29
2.4.2 物镜 29
2.4.3 中间镜和投影镜 32
2.5.2 照相底片 35
2.5 像的观察与记录系统 35
2.5.1 荧光屏 35
2.5.3 视频摄像机 36
2.5.4 慢扫描CCD照相机 36
2.5.5 成像板 37
2.6 试样台和试样架 38
2.7 透射电镜的真空系统 40
2.8 透射电镜的电子部分和其他部分 43
2.9 电子显微镜的合轴调整 43
2.9.1 照明系统的合轴与消像散 45
2.9.2 成像系统的合轴与消像散 47
2.9.3 物镜聚焦的调整 49
2.10.1 粉末样品的制备 50
2.10 透射电镜的样品制备 50
2.10.2 薄膜样品的制备 51
2.10.3 超薄切片法 55
2.10.4 复型 56
2.10.5 界面试样的制备 57
2.10.6 聚焦离子束方法 58
2.10.7 真空蒸涂方法 59
2.10.8 试样的保存和观察时的注意事项 59
第3章 电子与物质的相互作用 60
3.1 电子的弹性散射 61
3.2.1 特征X射线 62
3.2 电子的非弹性散射 62
3.2.2 二次电子 63
3.2.3 背散射电子 63
3.2.4 俄歇电子 64
3.2.5 阴极荧光 64
3.2.6 透射电子 65
3.2.7 等离子体激发 65
3.2.8 声子激发 65
3.3 辐照损伤 66
第4章 电子衍射 67
4.1 电子衍射原理 67
4.1.1 布喇格定律 67
4.1.2 倒易点阵与爱瓦尔德（Ewald）作图法 68
4.1.3 结构因子 69
4.1.4 干涉函数 71
4.1.5 衍射花样与晶体几何关系 74
4.2 倒易点阵平面及其画法 74
4.2.1 晶带定律 75
4.2.2 二维倒易点阵平面的画法 75
4.3 选区电子衍射 77
4.4 多晶电子衍射花样和相机长度标定 81
4.4.1 多晶电子衍射花样的标定 83
4.4.2 相机长度的标定 85
4.5.2 单晶电子衍射花样的标定 86
4.5.1 单晶电子衍射花样的产生及其几何特征 86
4.5 单晶电子衍射花样的分析 86
4.5.3 衍射花样与晶体几何关系 92
4.5.4 四方晶系的电子衍射谱的标定 92
4.5.5 六方晶系的电子衍射谱的标定 94
4.6 其他电子衍射谱 96
4.6.1 单晶、多晶和非晶电子衍射谱比较 96
4.6.2 织构试样的衍射谱 96
4.6.3 二次衍射 97
4.6.4 高阶劳厄带 99
4.6.5 菊池线 100
4.7 电子衍射的计算机分析 100
5.1.1 孪晶电子衍射谱的一般分析 103
第5章 复杂电子衍射谱 103
5.1 孪晶电子衍射谱 103
5.1.2 孪晶电子衍射谱的标定 109
5.1.3 孪晶电子衍射谱的矩阵分析 110
5.2 高阶劳厄带电子衍射谱 111
5.2.1 高阶劳厄带的成因与特征 111
5.2.2 非零层倒易点在零层上的投影 113
5.2.3 高阶劳厄带指标化 116
5.3 菊池线分析 119
5.3.1 菊池线的产生 119
5.3.2 菊池线的几何特征 120
5.3.3 菊池线的指标化 123
5.3.4 菊池花样应用 124
5.4 超点阵结构和长周期结构 128
5.4.1 超点阵结构 128
5.4.2 长周期结构 129
第6章 透射显微术电子像衬度原理 132
6.1 质厚衬度 134
6.2 衍射衬度 137
6.3 电子衍衬像的运动学理论 138
6.3.1 完整晶体的暗场像 138
6.3.2 完整晶体的明场像 144
6.3.3 不完整晶体的衍衬像的运动学理论 144
6.4.1 层错 146
6.4 几种晶体缺陷的衍衬像 146
6.4.2 位错 148
6.4.3 第二相粒子 153
6.4.4 小角晶界和大角晶界 154
6.5 衍衬分析中几个主要参数的测定 156
6.5.1 磁转角的测定 156
6.5.2 柏格斯矢量的测定 157
6.6 波纹图 159
6.7 衍衬运动学理论的局限性 162
6.8 电子衍衬像的动力学理论 162
6.8.1 完整晶体的衍衬像的动力学理论 163
6.8.2 不完整晶体的衍衬像的动力学理论 165
第7章 扫描电子显微镜 167
7.1 扫描电子显微镜的发展简史 167
7.2 扫描电镜的基本结构与原理 168
7.2.1 基本原理 168
7.2.2 扫描电镜的工作方式 168
7.2.3 扫描电镜的结构 170
7.3 扫描电镜像的衬度形成原理 175
7.3.1 二次电子发射规律及其成像衬度 175
7.3.2 背散射电子发射规律及其成像衬度 180
7.3.3 吸收电子像和它的衬度 182
7.3.5 阴极荧光像 183
7.3.4 扫描透射电子像 183
7.4 扫描电镜分辨率和放大倍数 184
7.4.1 电子束直径对分辨率的影响 184
7.4.2 电子受试样散射对分辨率的影响 185
7.4.3 信号噪声比对分辨率的影响 186
7.4.4 扫描电镜的放大倍数 187
7.5 扫描电镜的性能特点 187
7.6 背散射电子衍射分析 190
7.6.1 背散射电子衍射的实验条件与工作原理 190
7.6.2 背散射电子衍射的应用 192
7.7 可变气压／环境扫描电镜 196
7.7.1 可变气压／环境扫描电镜的工作原理 197
7.7.2 可变气压／环境扫描电镜的分类与应用 199
7.8 金属材料的几种典型断口的扫描电镜分析 202
第8章 电子探针显微分析仪和微分析 206
8.1 电子探针的结构与工作原理 206
8.1.1 枪体 206
8.1.2 谱仪和信息记录部分 207
8.2 波谱仪 208
8.3 能谱仪 213
8.4 能谱仪和波谱仪的比较 216
8.5 X射线谱仪的应用 218
8.5.1 试样的制备 219
8.5.2 分析方法 219
8.5.3 电子探针分析的最小区域 221
8.5.4 应用 222
8.6 X射线谱仪的定量分析 223
8.6.1 定量分析的基础 223
8.6.2 ZAF修正 224
第9章 其他显微分析方法 227
9.1 高分辨透射电子显微术 227
9.2 会聚束衍射 232
9.3 微衍射 233
9.4 电子能量损失谱 234
9.5 能量过滤像 237
9.6 扫描透射电子显微术 238
9.7.1 扫描隧道显微镜 240
9.7 扫描探针显微镜 240
9.7.2 原子力显微镜 242
9.7.3 扫描探针显微镜家族的其他成员 245
9.8 电子全息术 246
9.9 电子三维重构像 249
9.10 原位透射电子显微术 251
9.11 球差校正透射电镜 252
实验 256
实验一 透射电镜样品的制备 256
实验二 透射电子显微学实验 265
实验三 场发射扫描电镜的结构、形貌观察和能谱仪的应用 281
附录A 各种倒易点阵平面可能所属的晶系 290
附录 290
附录B 各种点阵类型的晶面间距表 291
附录C 原子散射因子表 292
附录D 各种点阵的结构因数Fhkl不为零的条件 294
附录E 立方系晶面间夹角 295
附录F 常见晶体标准电子衍射花样 299
附录G 立方和六方晶体可能出现的反射 303
附录H 不同c/a比值下，四方晶系边长比（r1/r2）和夹角（φ）表（部分） 305
附录I 不同c/a比值下，六方晶系边长比（r1/r2）和夹角（φ）表（部分） 306
附录J 常见倒易面的零阶和高阶劳厄带斑点重叠图 307
附录K 特征X射线的波长和能量表 315
参考文献 318