材料微觀結構的電子顯微學分析

內容概要

本書共分12章。第1～4章是電子顯微鏡圖像分析的原理和基礎知識，包括晶體學基礎、倒易點陣、衍射襯度運動學理論及衍射襯度動力學理論。第5章論述了金屬與合金的強化機理與材料的微觀結構，簡要介紹了材料科學提出的需要借助電子顯微鏡技術進行分析研究的微觀結構問題。第6～9章介紹了近年來應用較多的電子顯微分析新技術和方法，包括電子能量損失譜、高分辨電子顯微術、會聚束電子衍射、電子背散射衍射與取向成像顯微術。第10、11兩章敘述了材料結構分析中晶體缺陷的襯度分析。第12章較全面地綜述了材料科學中的界面（表面、晶界和相界）問題。    本書將電子顯微學理論、分析技術和在材料科學中的應用密切結合，兼顧不同層次讀者在專業(yè)和應用基礎知識方面的需要，適用于材料、物理、化學、化工、機械、微電子、生物和醫(yī)學等學科的本科生、研究生和材料科學與工程專業(yè)的教師，可以作為他們的專業(yè)基礎課的教材和教學參考用書。

書籍目錄

1  晶體學基礎　1.1　引言　　1.2　點陣與陣點　1.3　點陣方向（晶向）與點陣平面（晶面）　1.4　布拉菲胞　1.5　對稱、對稱操作與對稱元素　　1.5.1　對稱操作　　1.5.2　對稱元素　　1.5.3　對稱元素的表示舉例　1.6　點群　1.7　對稱操作的數學表達　1.8　數學中的群與晶體學中對稱操作組合的聯系　1.9　空間群　　1.9.1　概述　　1.9.2　晶體內部結構的對稱素（微觀對稱素）　　1.9.3　材料中物相的空間群測定　參考文獻2  倒易點陣　2.1　引言　2.2　倒易空間的建立　2.3　倒易矢量基本定律　2.4　標準單晶電子衍射圖譜繪制方法　2.5　晶面間距、晶面夾角及晶向長度的倒易點陣方法處理　　2.5.1　求晶面間距與晶面指數的關系　　2.5.2　求晶面夾角余弦表達式　　2.5.3　求晶向長度的表達式　2.6　正點陣與倒易點陣的指數互換　　2.6.1　正點陣與倒易點陣的互換公式和轉換矩陣　　2.6.2　六方晶體系指數換算中的問題　2.7　晶體幾何形狀對倒易陣點形狀的影響　參考文獻3  衍射襯度運動學理論4  衍射襯度動力學理論5  金屬與合金的強化與微觀結構6  電子能量損失譜7  高分辨電子顯微學8  會聚束電子衍射9  電子背散射衍射及其應用10  晶體中的缺陷11  實際晶體中缺陷的電子衍襯分析12  材料的界面及其分析方法附錄

章節(jié)摘錄

　　1　晶體學基礎　　1．1　引言　　人類認識物質是從認識礦物開始的。遠古人類接觸自然界，就接觸了自然界的多種多樣的物質，其中就包括各種自然形態(tài)的礦物。大多數礦物具有棱角分明和表面光滑的外形，這其實是它們內部原子做規(guī)則排列在宏觀外形上的表現。后來人們將這種物質稱為晶體，以區(qū)別于另一類內部質點做無序排列的非晶體。以后人類從長期的生活實踐和生產實踐中，獲得了一個感性的認識——任何一種物質的宏觀性能都決定于其內部的微觀結構。人們物質的宏觀性能包括力學性能、光學性能和其他廣泛的物理性能，而這些性能決定于物質的微觀結構。物質被人類所利用的是它們的性能，由此人們將注意力集中到關于物質的微觀結構上。經過人們長期的觀察和研究實踐，導致了后來晶體學的誕生。進一步，人們獲得了一個重要的認識，即晶體材料具有內部基本質點做周期規(guī)則排列的特點，這個特點可以在其外部形貌上表現出來，也可以不表現出來。例如，用鋼鐵等金屬材料制成的機械零件，不同的工藝設計和加工可以使零件具有不同的外觀，但零件的內部結構卻總是具有其一定的晶體學特征。從合理利用材料性能的角度出發(fā)，我們必須了解材料的內部結構即其晶體學特征。長期的生產和科研實踐告訴我們，晶體物質的晶體結構雖然千差萬別，但從晶體形成的能量最有利的條件考慮，自然界物質的晶體結構類型還是有限的。電子顯微學研究材料的微觀結構，首先遇到的是如何利用電子衍射及其相關技術，測定研究對象的晶體結構，這就涉及晶體結構類型及其對稱性的表示方法。本章扼要介紹與此有關的幾個基本概念：布拉菲胞、點群和空間群?！　?．2　點陣與陣點　　廣義地講，晶體是三維的周期結構，由等同陣點沿一維的一定方向做等周期平移排列，如此形成一維周期結構；再沿所在平面的另一維一定方向做周期平移，這樣便得到二維周期平面；此二維周期平面沿相交于其上方或下方的三維方向再做周期平移，便構成了三維晶體。

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