现代材料分析方法/张锐

第1章绪论111材料的组织结构与性能1111组织结构与性能的关系1112微观组织结构控制212显微组织结构的内容213材料分析技术与材料的关系214分析技术简介2141X射线衍射2142光谱分析2143核磁共振3144热分析技术3145表层分析技术3146电子显微镜3第2章X射线衍射分析521X射线衍射基本概念5211X射线衍射分析历史5212X射线的产生及X射线谱5213X射线与物质的相互作用6214光的散射和衍射722晶体空间点阵823X射线分析法原理9231X射线在晶体中的衍射9232X射线衍射的实验方法简介10233小角X射线散射法12234样品的制备方法简介1324多晶体物相分析14241X射线衍射物相分析的基本原理14242物相分析的定性分析14243物相的定量分析15244物质状态的鉴定16245单晶和多晶取向测定17246晶粒度的测定18247介孔结构测定19248宏观应力测定19249薄膜厚度和界面结构测定192410多层膜结构测定2025X射线法*新进展及应用21251同步辐射X射线吸收精细结构方法21252Rietveld方法22253X射线衍射法其他应用23参考文献24第3章红外吸收光谱2731引言27311红外吸收光谱的基本原理28312红外吸收光谱的基本概念2832双原子分子的振动和转动29321转子模型29322振子模型31323双原子分子的红外振转光谱3233简正振动333313n-5或3n-6规则33332简正坐标和简正振动33333分子对称性3534振动光谱的解释和应用36341倍频、组频、差频36342配位效应36343Fermi共振和振动耦合37344特征频率3835各类有机化合物的红外吸收光谱38351烷烃38352烯烃及其他含双键的化合物39353炔烃和其他含叁键及具有累积双键的化合物40354芳烃和杂芳烃40355含羟基的化合物41356醚、环氧和过氧化合物42357羰基化合物42358胺43359酰胺433510氨基酸和铵盐433511其他化合物4436红外吸收光谱数据小结4537利用红外吸收光谱推测有机化合物结构45参考文献46第4章激光拉曼光谱法4841拉曼散射光谱的基本概念48411瑞利散射、拉曼散射及拉曼位移48412拉曼光谱选律和选择定则49413拉曼退偏振比49414拉曼光谱图5042激光拉曼光谱与红外光谱比较5043激光拉曼光谱法实验技术52431仪器组成52432样品的处理方法5344拉曼光谱法在有机材料研究中的应用53441拉曼光谱的选择定则与分子构象53442高分子材料的拉曼去偏振度及红外二向色性54443复合材料形变的拉曼光谱研究5545拉曼光谱法在生物材料和纳米材料中的应用56451生物学材料的拉曼散射光谱56452纳米材料的某些特性58453碳纳米管的拉曼散射58454半导体纳米材料的拉曼散射60参考文献61第5章紫外可见光谱及荧光光谱6351引言6352紫外可见吸收光谱63521紫外可见吸收光谱的基本原理63522紫外可见吸收光谱可获悉的信息64523紫外可见吸收光谱的基本概念64524饱和有机化合物的紫外吸收光谱67525不饱和有机化合物的紫外吸收光谱67526紫外吸收光谱的应用7053荧光光谱70531分子的激发与弛豫71532由荧光光谱可获悉的信息71533荧光的激发光谱和发射光谱72534荧光分析法的灵敏度和选择性72535测量方法73536光谱解析74537无机化合物的荧光74538有机化合物的荧光7654分子的电子光谱在材料研究中的应用81541紫外可见光谱及荧光光谱应用于材料分析81542材料中微量元素或添加剂含量的测定82543电子光谱研究聚合反应动力学82参考文献83第6章核磁共振谱8561NMR概述85611核磁共振谱的分类85612核磁共振的产生86613化学位移86614自旋的耦合与裂分8862核磁共振波谱仪及实验要求89621CW核磁共振仪结构89622核磁共振波谱仪分类和测试原理89623实验技术90631H核磁共振波谱(氢谱)91631屏蔽作用与化学位移91632谱图的表示方法92633影响化学位移的主要因素93634谱图解析实例956413C核磁共振谱9664113CNMR概述9664213CNMR与1HNMR的比较97643影响13C化学位移的因素97644碳核磁谱图解析和典型实例9965高分辨NMR在聚合物材料研究中的应用100651有机材料的定性分析100652共聚物组成的测定102653共聚物序列结构的研究102654高分子键接方式和异构体的研究10366核磁共振新技术105661固体NMR在材料结构研究中的应用105662二维NMR谱和材料的NMR成像技术106663NMR仪器的改进107参考文献108第7章热分析技术10971热分析概论109711热分析技术的发展109712热分析定义及分类11072差热分析与差示扫描量热法112721DTA与DSC仪器的组成与原理113722差热分析与差示扫描量热法峰面积的计算115723影响DTA与DSC曲线的因素118724DTA与DSC数据的标定12073热重分析与微商热重法121731热重分析与微商热重法的基本原理121732热天平的基本结构122733影响热重数据的因素124734热重试验及图谱辨析12574热膨胀法和热机械分析127741热膨胀法128742热机械分析12975热分析技术在材料研究中的应用129751材料的结晶行为129752材料液晶的多重转变133753材料的玻璃化转变Tg及共聚共混物相容性134754材料的热稳定性及热分解机理137755材料的剖析138756动态热机械分析评价材料的使用性能13976热分析联用技术的发展与热分析仪器的改进142761热分析联用技术143762热分析仪器的*新进展146参考文献147第8章表面分析技术15081X射线光电子能谱150811X射线光电子谱基本原理150812结合能151813化学位移152814X射线光电子能谱分析方法154815X射线光电子能谱仪15982俄歇电子能谱161821俄歇电子能谱的基本原理161822俄歇电子的能量和产额162823俄歇电子能谱分析方法164824俄歇电子能谱仪167825扫描俄歇显微探针(SAM)168参考文献170第9章扫描电子显微镜17191电子与物质的相互作用171911电子散射171912背散射电子172913二次电子17292扫描电子显微镜结构和成像原理173921扫描电子显微镜的工作原理173922扫描电子显微镜的结构175923扫描电子显微镜的性能178924扫描电子显微镜的特点178925样品制备179926影响电子显微镜影像品质的因素17993场发射扫描电子显微镜179931场发射扫描电子显微镜的结构179932场发射扫描电子显微镜的特点18094电子探针显微分析181941EPMA原理和结构181942X射线能谱仪181943X射线波谱仪183944定性分析184945定量分析18495其他电子成像技术结合EDS分析18696EMPA扫描电子显微镜分析方法和应用186961分析方法186962应用186参考文献187第10章透射电子显微镜188101电子波与电磁透镜1881011光学显微镜的分辨率极限1881012电子波的波长1891013电磁透镜1901014电磁透镜的像差和分辨率1921015电磁透镜的景深和焦长194102透射电镜的结构1951021照明系统1961022成像系统1981023观察记录系统199103透射电镜样品制备方法1991031复型技术2001032粉末样品制备技术2031033电解减薄技术2041034超薄切片法2051035离子减薄技术2061036聚焦离子束法206104电子衍射2071041电子衍射原理2081042电子衍射图的分析及标定2131043复杂电子衍射花样2171044高分辨电子显微镜221参考文献223第11章扫描探针显微镜225111扫描探针显微镜概述2251111扫描探针显微镜的发展历程2251112扫描探针显微镜的特点227112扫描探针显微镜的工作原理2271121扫描隧道显微镜的工作原理2271122原子力显微镜的工作原理229113工作方式2301131扫描隧道显微镜的成像模式2301132原子力显微镜的成像模式231114其他类型的扫描探针显微镜2341141光子扫描隧道显微镜2341142侧向力显微镜2351143磁力显微镜2351144静电力显微镜2361145化学力显微镜2361146扫描电化学显微镜2361147力调制显微镜236115扫描探针显微镜在现代材料研究中的应用2371151扫描探针显微镜在微纳技术和超精密加工中的应用2371152扫描探针显微镜在高分子领域的应用2401153扫描探针显微镜在微电子技术方面的应用2431154应用前景244参考文献244