【官方正版】 材料现代测试分析方法 X射线衍射分析 电子显微分析 材料科学与工程专业教材或教学参考书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302374442

商品编码：28650366468

丛书名： 材料现代测试分析方法

出版时间：2014-11-01

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基本信息

书名:材料现代测试分析方法

：39元

作者:刘庆锁　主编

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-9-1

ISBN：9787302374442

字数：511000

页码：328

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.3kg

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目录

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内容提要

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　　《材料现代测试分析方法》包括X射线衍射分析、电子显微分析两大部分，主要内容包括：X射线衍射方程与强度、多晶体分析方法及X射线衍射分析仪、物相的定性与定量分析、晶体点阵参数的精确确定、透射电镜结构及其成像理、电子衍射、图像衬度、衍射运动学分析、高分辨透射电子显微技术、扫描电镜结构与理、电子探针显微分析等。同时，本书还简要介绍了低能电子衍射、俄歇电子能谱仪、场离子显微镜与子探针、扫描隧道与子力显微镜以及X射线光电子能谱仪等显微分析方法。书中的实例分析引入了材料组织结构研究方面的新成果。书中还附有练习题部分，通过对题目的解答，加深读者对相关概念、理的理解与掌握。
　　本书可以作为材料科学与工程专业的本科生和研究生教材或教学参考书，也可供材料类其他专业师生和从事材料研究及分析检测方面工作的技术人员学习参考。

文摘

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作者介绍

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材料测试分析的奥秘：透过现象看本质 在日新月异的材料科学领域，理解和掌握材料的内部结构、成分以及性能至关重要。本书并非直接探讨X射线衍射分析和电子显微分析的细枝末节，而是深入剖析其背后蕴含的科学原理，以及它们如何在材料科学与工程的广阔天地中发挥核心作用。它旨在为读者构建一个坚实的理论基础，使其能够理解为何这些分析手段如此强大，以及如何从海量数据中提取有价值的信息，从而真正实现“透过现象看本质”。 一、 探索材料世界的微观语言：为何需要深入分析？ 材料，是构成我们生活和工业生产的基石。从航空航天的先进合金，到日常生活中无处不在的塑料和陶瓷，每一种材料都拥有其独特的“身份”。而这种“身份”并非一成不变，它受到原子排列、晶体结构、杂质分布、微观缺陷等诸多微观因素的深刻影响。 想象一下，你拿到一块新的金属材料。肉眼可见的是它的颜色、光泽、硬度，但你如何知道它为何如此坚硬？它的原子是如何排列的？是否存在微小的裂纹或夹杂物，这些都会在关键时刻导致材料失效？传统的宏观观察和简单的力学测试，往往只能触及材料性能的表面。要真正理解材料的“脾气”，预测其在各种环境下的表现，乃至设计出更优异的新材料，就必须深入到微观层面，倾听材料用它自身的语言——微观结构和成分——所诉说的故事。 材料测试分析，正是解读这种微观语言的关键。它不仅仅是为了“检查”材料是否合格，更是为了“理解”材料的内在逻辑。通过精密的仪器和科学的方法，我们可以“看到”原子在做什么，粒子是如何分布的，缺陷是如何形成的，以及这些微观特征如何直接关联到宏观性能。这种深度的理解，是材料研发、质量控制、失效分析和创新设计的驱动力。 二、 理论基石：理解分析技术的“为什么” 在深入具体技术之前，理解一些基本的物理和化学原理是必不可少的。 1. 物质的微观构成与相互作用： 原子与分子： 材料的基本构成单元，它们的种类、数量以及排列方式决定了材料的宏观属性。元素周期表便是理解原子构成的基础。 化学键： 原子之间如何结合，形成不同的物质。离子键、共价键、金属键、范德华力等，不同的键合方式决定了材料的力学、热学、电学性质。 晶体结构： 许多材料（尤其是金属、陶瓷和部分聚合物）具有有序的原子排列，即晶体结构。不同的晶体结构（如体心立方、面心立方、六方密堆积等）会赋予材料独特的性能。理解晶格、晶面、晶向的概念，对于解读衍射分析的结果至关重要。 非晶态结构： 与晶体结构相反，非晶态材料（如玻璃、许多聚合物）原子排列混乱无序。理解其结构特性，也需要特定的分析手段。 相变： 材料在温度、压力等条件改变时，其微观结构或化学成分可能发生变化，形成新的相。这些相变过程对材料性能有着决定性的影响。 2. 能量与物质的相互作用： 许多先进的材料测试分析技术，其核心都是利用各种形式的能量（如X射线、电子束、光子、离子束等）与材料发生相互作用，然后探测和分析相互作用产生的信号。 电磁波与物质： X射线、可见光、紫外光等电磁波与材料相互作用时，会发生散射、吸收、透射、激发等现象。这些现象携带了关于材料结构、成分和电子态的信息。 带电粒子与物质： 高能电子束或离子束与材料碰撞时，会激发材料产生多种信号，如二次电子、背散射电子、X射线、俄歇电子等。这些信号可以反映材料的形貌、成分和表面化学态。 能量守恒与动量守恒： 在粒子或能量的相互作用过程中，能量和动量守恒是分析信号起源和能量转移的重要依据。 3. 探测与信号处理： 信号的产生机制： 理解不同分析技术所产生的信号是如何形成的，例如，X射线衍射是原子规律排列的晶格对X射线的散射形成的相干叠加；而X射线荧光则是样品原子受到激发后，电子跃迁回低能级时发射的特征X射线。 探测器的原理： 各种类型的探测器（如闪烁体探测器、半导体探测器、电子倍增管等）如何有效地捕捉和量化这些微弱的信号。 数据采集与处理： 如何将原始探测信号转化为可读的数据，包括信号放大、噪声抑制、背景扣除、峰识别等。 谱学分析： 将探测到的信号按照能量、角度、强度等进行归类和分析，形成具有代表性的谱图，并从中提取信息。 三、 从宏观到微观：分析方法为何如此多样？ 正是由于材料世界的复杂性，以及我们希望了解的信息维度不同，才催生了种类繁多的材料测试分析方法。每一种方法都有其独特的优势和适用范围。 针对结构信息： 有些方法侧重于揭示材料内部原子的排列方式，如晶格常数、晶粒尺寸、取向、位错密度等。这就像在建造房屋时，需要知道每一块砖头是如何摆放的。 针对成分信息： 有些方法则致力于确定材料中包含哪些元素，以及它们的含量比例，例如，一种合金中的铜、铝、镁的百分比。这就像在分析一道菜的配料。 针对形貌信息： 还有些方法能够观察材料表面的微观形貌，如表面粗糙度、孔隙结构、颗粒大小和形状等。这就像在观察建筑的外观细节。 针对化学态信息： 更进一步，有些方法可以分析元素的化学状态，例如，一个元素是以氧化物、氮化物还是金属形态存在。这就像在了解食材的烹饪方式。 理解不同分析方法之间的互补性至关重要。很少有一种单一的方法能够回答关于材料的所有问题。通常需要结合多种分析技术，才能对材料形成全面而深入的认识。例如，知道一个材料的晶体结构（X射线衍射）可能不足以解释其强度，还需要了解其微观形貌（电子显微镜）和内部缺陷。 四、 跨学科的视角：材料分析在科学工程中的地位 材料测试分析并非一个孤立的领域，它是连接基础科学研究与工程应用的关键桥梁。 推动基础研究： 通过对新材料或特殊现象的深入分析，可以验证或修正现有的理论模型，甚至催生新的理论。例如，对高温超导材料的微观结构分析，为理解其超导机制提供了重要线索。 指导材料设计与开发： 基于对材料微观结构与性能关系的理解，科学家和工程师可以有目的地设计具有特定性能的新材料。例如，通过控制合金的晶粒细化，提高其强度。 保障产品质量与可靠性： 在工业生产中，严格的材料测试分析是确保产品质量和使用安全的重要环节。通过分析原材料和成品，可以及时发现和纠正生产过程中的问题。 解决工程失效问题： 当产品出现故障或失效时，通过对失效材料进行细致的分析，可以查明失效原因，总结经验教训，防止类似事故的再次发生。例如，飞机发动机叶片断裂，需要通过分析其断口形貌和材料成分，判断是疲劳、过载还是腐蚀等原因。 促进交叉学科发展： 材料测试分析方法也渗透到化学、物理、生物、地质、医学等众多学科领域，为这些学科的研究提供了有力的工具。 五、 学习与实践的意义 掌握材料测试分析的原理和方法，不仅仅是掌握一套操作技能，更重要的是培养一种科学思维方式：提问——假设——验证——结论。 学会提问： 面对一块材料，能否提出关键的问题？它的强度为何如此？它能承受多少温度？它在特定环境下会发生什么变化？ 学会假设： 基于现有的知识和初步观察，能否对材料的微观结构和性能之间的关系做出合理的假设？ 学会验证： 如何选择合适的分析方法来验证自己的假设？如何设计实验方案？ 学会解读： 如何从复杂的分析数据中提取有用的信息，并将其与宏观性能联系起来？ 学会批判性思考： 任何分析方法都有其局限性，要理解其局限性，并避免过度解读或误读数据。 本书将引导您踏上一段探索材料世界微观奥秘的旅程。它不是一本纯粹的操作手册，而是一扇通往深刻理解材料本质的窗口。通过学习其背后的科学原理，您将能够更自信、更有效地运用各种材料测试分析工具，最终在材料科学与工程的道路上，看得更远，做得更好。

评分☆☆☆☆☆

这次入手一本关于材料测试分析的教材，虽然书名看起来挺硬核的，但作为一名对材料科学一直充满好奇的学习者，我还是抱着学习的态度翻开了它。刚开始阅读，就被书中一些基础概念的讲解深深吸引。作者用非常直观的比喻和清晰的逻辑，将一些抽象的物理化学原理阐释得通俗易懂。例如，在介绍材料结构时，他将原子和分子的排列比作乐高积木的堆叠，不同堆叠方式会形成不同的宏观形貌，这一点对我这个初学者来说非常受用。而且，书中穿插了一些实际案例，比如在分析金属疲劳时，是如何通过观察断口形貌来推断失效原因的，这种“理论联系实际”的做法，让我觉得这本书不仅仅是枯燥的知识堆砌，而是能指导我解决实际问题的工具。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究一种新型复合材料的性能，急需了解其在不同环境下的力学响应。这本书虽然侧重于测试分析方法，但它对各种测试方法的原理和适用范围的阐述，给了我很大的启发。特别是关于应力-应变曲线的解读部分，作者详细分析了不同材料在加载过程中出现的弹性变形、塑性变形、屈服等现象，并结合了断裂韧性、疲劳寿命等关键指标，让我对材料的力学行为有了更深入的理解。书中还对一些高级的数值模拟方法进行了简要介绍，虽然没有深入探讨，但为我后续的学习方向提供了一些线索。我尤其欣赏的是，作者在介绍一种测试方法时，总会列举它的优缺点以及可能遇到的问题，这对于我们在实际操作中规避风险非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一名研究生，我经常需要阅读大量的学术文献，而文献中充斥着各种专业的测试数据和分析图表。这本书就像一本“翻译手册”，帮助我理解那些复杂的图谱和数据背后的含义。例如，在 X 射线衍射部分，作者详细讲解了如何从衍射峰的位置、强度和宽度来推断材料的晶体结构、晶粒尺寸和内应力，这对于我分析材料的相组成和物相转变非常有帮助。同样，在电子显微分析章节，书中对 SEM 和 TEM 的成像原理、信号产生以及图像处理进行了细致的介绍，这让我能够更好地理解那些令人惊叹的微观世界图像，并从中提取有用的信息。总的来说，这本书为我提供了一个扎实的理论基础，让我在阅读文献时不再感到茫然。

评分☆☆☆☆☆

我是一名材料加工行业的工程师，日常工作中会接触到各种各样的材料，并且需要对它们的质量进行把控。这本书的测试方法部分，正好契合了我的工作需求。我特别关注了书中关于非破坏性检测的部分，比如超声波探伤和涡流检测，这些方法能够在不损伤工件的情况下，有效地发现内部缺陷，这对于提高产品质量、降低生产成本至关重要。另外，书中对一些表面分析技术，如俄歇电子能谱和 X 射线光电子能谱的介绍，也让我对材料表面的成分和化学状态有了更清晰的认识，这对于理解材料的腐蚀、磨损等性能有很大的帮助。总的来说，这本书为我提供了一系列实用的检测工具和分析思路。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学的最新进展充满兴趣，但又觉得很多前沿研究的门槛很高。这本书虽然是教材性质，但它对一些现代测试分析方法的介绍，却让我感受到了材料科学的活力。例如，书中对原位测试技术和三维成像技术的介绍，让我看到了科学家们是如何在纳米尺度上观察材料的动态行为，以及如何构建更加逼真的三维材料模型。这些技术的发展，无疑为材料的设计和研发提供了更强大的支持。虽然书中没有直接介绍具体的某个新材料，但它所讲解的分析方法，却是我理解和评估任何新材料性能的关键。它让我明白，无论材料如何变化，我们总有合适的“眼睛”去观察它，并用严谨的“思维”去分析它。