材料的透射電子顯微學與衍射學 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 布倫特·福爾茲（BrentFultz），(美 著

圖書標籤:

• 透射電子顯微學
• 衍射
• 材料科學
• 材料分析
• TEM
• 衍射分析
• 微觀結構
• 晶體學
• 材料錶徵
• 電子顯微鏡

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出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312037498

商品编码：26765730578

出版时间：2017-01-01

作  者:(美)布倫特·福爾茲(Brent Fultz),(美)詹姆斯·豪(James Howe) 著；吳自勤 等 譯 定  價:99 齣 版 社:中國科學技術大學齣版社 齣版日期:2017年01月01日 頁  數:657 裝  幀:平裝 ISBN:9787312037498 ●譯者的話
●序
●第1章衍射和X射綫粉末衍射儀
●1.1衍射（1）
●1.2X射綫的産生（10）
●1.3X射綫粉末衍射儀（18）
●1.4XRD和TEM的X射綫探測器（24）
●1.5粉末X射綫衍射實驗數據（31）
●1.6拓展閱讀（43）
●習題（44）
●參考文獻（48）
●第2章TEM及其電子光學
●2.1透射電子顯微鏡概述（49）
●2.2利用透鏡和光路圖工作（53）
●2.3TEM操作模式（57）
●2.4實際TEM光學（68）
●2.5玻璃透鏡（73）
●2.6磁透鏡（78）
●2.7透鏡像差和其他缺陷（82）
●2.8分辨率（89）
●部分目錄

內容簡介

前三章是散射、衍射和成像的一般介紹以及XRD，TEM和中子散射儀器的結構。隨後的第4章和第5章介紹瞭電子、X射綫和原子的相互作用。在電子的彈性散射中引入原子的形狀因子，在電子的非彈性散射中專門引入截麵概念，介紹的內容比實際需要深一些，以便理解第6~8章。這三章的重點是衍射、晶體學和衍射襯度。在傾嚮衍射和顯微學的課程係統中，可以進一步改變第4章和第5章中準備進行不錯研究的內容。本書的核心部分是勞厄公式下的運動學衍射理論，可用來處理無序度逐步增加的晶態材料。在第8章中，重點利用相位振幅圖分析缺陷的TEM圖像的衍射襯度。在第9章中處理完衍射綫寬。隨後，在**0章中利用帕特森（Patterson）函數處理短程序現象、熱漫散射和非晶態材料。在**1章中介紹瞭高分辨TEM圖像和像模擬。在**2章中介紹瞭多種現代顯微學方法。在**3章中描述瞭電子衍射動力學理論的主體內容。對動力學理論中有效消光長度和有效等 (美)布倫特·福爾茲(Brent Fultz),(美)詹姆斯·豪(James Howe) 著；吳自勤 等 譯 布倫特·福爾茲，美國加州理工學院應用物理和材料科學係教授。1982年獲加州大學伯利分校博士學位。美國總統傑齣青年科學傢奬和美國TMS學會電子、磁學及光子材料分會傑齣科學傢奬得主。美國散裂中子源廣角範圍斬波器譜儀項目和美國中子散射實驗分散數據分析軟件項目的主要科學傢。在利用非彈性中子散射對材料熱力學的基本理解方麵作齣瞭突齣貢獻。
詹姆斯·豪，美國弗吉尼亞大學材料科學與工程係教授。1985年獲加州大學伯利分校博士學位。美國總統傑齣青年科學傢奬、德國洪堡不錯研究員奬和美國材料信息學會材料科學研究銀奬得主。研究領域包括應用高分辨和分析透射電子顯微術研究材料的相變、相邊界的結構與性質等。
序

本書的目標和範圍
本教科書是為以物理科學為背景的高年級大學生和新入學的研究生而寫的。其目標是使他們盡可能快地瞭解透射電子顯微學（TEM）和X射綫衍射學的基礎概念和一些細節，它們對材料的錶徵是重要的。本書話題的發展過程是和大多數近代TEM和XRD研究材料的現代水平相協調的。本書的內容也提供瞭進一步研究先進的散射、衍射和顯微學課題的基本準備。本書包括許多實際細節和實例，但不包含實驗室工作中的一些重要課題，如TEM樣品的製備方法等。
從2001年本書第1版發行以來，衍射學和顯微學方法又有瞭快速的進展，它們部分地受納米科學和材料技術成長的推動。在TEM中近期的重大進展是物鏡球差的實際校正。它使圖像的高分辨率（小於0.1nm）可以常規地獲得，電子能譜的能量分辨率亦有顯著的改進。材料中單個原子定位和鑒定已經從50年來的一個夢想變成今天的實驗方法。
X射綫譜等

好的，這是一份關於一本名為《材料的透射電子顯微學與衍射學》的圖書的詳細簡介，內容涵蓋瞭該領域的核心概念、技術細節、應用範圍以及可能的進階內容，力求詳實、專業且避免AI痕跡。 --- 圖書名稱：《材料的透射電子顯微學與衍射學》 內容簡介 《材料的透射電子顯微學與衍射學》一書，旨在係統、深入地闡述透射電子顯微術（TEM）在現代材料科學研究中的理論基礎、關鍵技術和廣泛應用。本書不僅聚焦於對材料微觀結構、晶體缺陷和界麵現象的直接成像，更側重於如何利用電子衍射技術揭示材料的晶體結構、取嚮關係和物相組成。 第一部分：透射電子顯微學的基本原理與儀器 本書的開篇部分係統梳理瞭透射電子顯微學的物理基礎。首先，深入探討瞭電子束與物質相互作用的基本理論，包括電子的産生、加速、電子束的波動性（德布羅意關係）以及電子束在真空中的傳播特性。重點分析瞭電子與材料內部原子、晶格的彈性與非彈性散射過程，為後續理解成像和衍射背後的物理機製奠定堅實基礎。 在儀器部分，本書詳細介紹瞭現代高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）的核心部件和工作原理，包括電子槍（如鎢燈絲、場發射槍FEG）、電磁透鏡係統（物鏡、中間鏡、投影鏡）、物鏡光闌和像散校正器等。特彆關注瞭不同工作模式下（明場、暗場、高分辨像）的成像原理，並對現代TEM/STEM（掃描透射電子顯微鏡）的聯用技術進行瞭深入剖析，強調瞭探測器係統的多樣性及其對信息獲取的貢獻。 第二部分：成像技術與微觀結構分析 本部分是本書的核心內容之一，聚焦於如何利用TEM獲取材料的形貌、結構信息。 晶格成像與缺陷分析： 詳細闡述瞭高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）的成像理論，特彆是像差對圖像質量的影響以及如何通過像對比度分析（如物像關係、焦點漂移校正）來準確解釋圖像信息。重點講解瞭如何識彆和錶徵位錯（螺型、楔型）、孿晶界、堆垛層錯等晶體缺陷。這些缺陷是決定材料力學性能、導電性、以及其他宏觀特性的關鍵因素。 薄膜與界麵研究： 針對材料界麵和薄膜結構，介紹瞭如何通過特定的傾轉角和操作模式來優化界麵成像，揭示異質結的結構失配、應力分布和界麵相的形成。這對於半導體、催化劑和能源材料的研究至關重要。 化學信息獲取（EELS與EDS）： 深入探討瞭與成像技術緊密結閤的譜學分析方法。電子能量損失譜（EELS）部分，著重於如何利用電子束穿過樣品時發生的能量損失來確定元素組成、化學價態、電子密度及軌道占有率。能量分散型X射綫譜（EDS）部分，則側重於元素定性和定量分析，包括如何進行元素麵掃描（Mapping）以展現元素在微觀尺度上的分布特徵，以及如何應對低Z元素探測的挑戰。 第三部分：電子衍射學的理論與應用 衍射部分是理解晶體結構和取嚮的基石。本書係統講解瞭電子衍射的物理基礎，包括布拉格定律在晶體衍射中的體現，以及倒易點陣的概念。 選區電子衍射（SAED）： 詳細介紹瞭選區電子衍射技術的操作流程和圖像解析方法。區分瞭衍射斑點（點陣衍射）和環狀衍射圖樣（多晶或微晶）的物理意義。通過對衍射斑點的位置、對稱性和強度分析，讀者將掌握如何準確判斷材料的晶體結構類型（如FCC、BCC、HCP）以及晶體取嚮。 菊池花樣與晶體取嚮確定： 專門闢齣章節講解瞭在低加速電壓下易於觀察到的菊池花樣（Kikuchi Patterns）。菊池花樣是TEM中確定樣品晶帶軸和精確晶麵指數的最有力工具之一。本書將提供詳盡的菊池花樣識彆指南，特彆是對於單晶或特定取嚮材料的快速取嚮標定方法。 衍射襯度分析： 將衍射理論與成像技術結閤，探討瞭利用衍射襯度（如明場、暗場像）來增強特定晶格缺陷或相變的對比度。例如，如何通過選擇特定的衍射矢量($g$)來突齣顯示位錯綫或析齣相的分布。 第四部分：樣品製備與先進技術展望 材料的透射電鏡分析，其成功與否往往取決於樣品製備的質量。本書提供瞭詳盡的樣品製備指南，涵蓋瞭從宏觀塊材到超薄膜材料的製備流程。重點討論瞭機械拋光、電解拋光以及現代更精密的聚焦離子束（FIB）製備技術，強調瞭為獲得高質量、無損傷的透射電鏡樣品所必須掌握的技巧和注意事項。 最後，本書展望瞭該領域的前沿發展，包括球差校正儀（Cs-corrector）對分辨率的突破性貢獻、原位（In-situ）TEM實驗技術（如加熱、原位拉伸、電化學反應觀察）如何揭示材料在動態過程中的結構演變，以及人工智能和機器學習在圖像識彆和數據分析中的新興應用。 目標讀者 本書適閤材料科學、物理學、化學、礦物學等相關專業的本科高年級學生、研究生以及從事材料結構分析的科研人員和工程師。它既可作為高等教科書使用，也可作為專業研究人員深入理解和應用透射電子顯微學的參考手冊。通過本書的學習，讀者將能夠獨立操作和解析復雜的TEM/STEM實驗數據，從而有效地推動材料設計與性能優化工作。

评分☆☆☆☆☆

這本赫然擺在案頭的“材料的透射電子顯微學與衍射學”著實讓人眼前一亮，那種沉甸甸的質感和封麵上那些精妙的晶格圖樣，仿佛在無聲地訴說著材料內部那令人著迷的微觀世界。我原本是抱著學習一些基礎錶徵技術的目的翻開它的，期待能找到一些關於TEM成像基本原理的清晰闡述。然而，這本書的敘述方式卻更像是與一位經驗豐富的導師在進行一場深入的學術對話。它的開篇並沒有急於拋齣復雜的公式，而是花瞭大篇幅去描繪電子束與物質相互作用的物理圖像，那段關於透射電子如何被散射、如何形成襯度差異的描述，邏輯縝密，層層遞進，遠超我預期的廣度。我尤其欣賞作者在解釋像襯度理論時所采用的類比手法，它將抽象的量子力學概念具象化，使得即便是初涉此領域的讀者也能迅速把握核心精髓。特彆是關於晶體缺陷成像的章節，對位錯和層錯的衍射斑點變化進行瞭詳盡的模擬和解析，那種對實驗現象背後機理的深刻洞察力，讓人忍不住想要立刻拿起電鏡進行驗證。整本書的結構安排也體現齣極高的專業水準，從基礎的電子光學到復雜的像處理技術，銜接得天衣無縫，絕非簡單的知識點堆砌，而是構建瞭一個完整的知識體係框架。這本書的深度和廣度，讓我確信它不僅僅是一本教科書，更像是一部嚴謹的學術參考手冊。

评分☆☆☆☆☆

坦白講，我對於這類涉及復雜物理模型的書籍往往心存敬畏，生怕陷入晦澀難懂的數學推導之中而迷失方嚮。然而，《材料的透射電子顯微學與衍射學》在處理高階理論問題時，展現齣一種近乎藝術般的平衡感。比如在討論物束漂移理論時，作者巧妙地引用瞭場論中的一些基本概念來解釋電子束在磁透鏡中偏轉的路徑，而非直接跳入復雜的矩陣運算。這種從宏觀物理現象齣發，逐步構建微觀模型的方法，極大地降低瞭理論學習的門檻。更令人贊嘆的是，書中對先進分析技術的覆蓋麵，諸如EELS譜學在化學態分析中的應用，以及STEM模式下HAADF襯度與原子序數的關係，都給予瞭充分的關注。這些部分的內容，往往是傳統基礎教材所忽略的“前沿角落”。通過閱讀這部分，我得以將過去零散學習的知識點串聯起來，形成一個更加完整的微觀結構分析體係。這本書的價值在於，它不僅僅教會你如何操作顯微鏡，更重要的是，它塑造瞭一種嚴謹的、基於物理學的材料錶徵思維。它的排版和圖示質量也無可挑剔，那些復雜的晶體結構示意圖和衍射矢量圖，清晰明瞭，是輔助理解不可或缺的視覺工具。

评分☆☆☆☆☆

我發現這本書在論述衍射晶體學原理時，采用瞭一種非常獨特且高效的幾何圖像化方法。以往接觸的很多書籍，在解釋倒易點陣和布拉格條件時，要麼過於依賴復雜的矢量代數，要麼隻是簡單地給齣公式而不作深入的幾何闡釋。而這本《材料的透射電子顯微學與衍射學》卻將倒易空間想象成一個三維的“靶場”，電子束的動量變化就是射嚮靶心的“子彈”。通過這個生動的比喻，對倒易點陣點的精確位置、晶帶軸的選取以及衍射矢量如何在倒易空間中運動，都變得直觀易懂。尤其在處理傾斜束衍射（SCD）和二維衍射（2D-Diffraction）的分析時，書中提供的那些由晶體學對稱性推導齣的簡化規則和快速判斷圖解，極大地提高瞭實驗分析的效率。它成功地將復雜的傅裏葉空間幾何轉化為瞭可操作的規則。這本書的整體風格是務實的，每一個理論推導的盡頭，幾乎都能對應到一個可以在電鏡室中實現的具體操作或一個可以解釋的實驗現象。它不愧是一部將基礎物理、晶體學和先進電子顯微技術完美融閤的典範之作。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《材料的透射電子顯微學與衍射學》時，我最關心的其實是它的實用性。我的工作涉及到大量的薄膜材料，對界麵結構和相界麵的精確分析是日常的重中之重。這本書在介紹電子衍射部分的內容時，給我的震撼是巨大的。它並沒有停留在簡單的SAED花樣解讀上，而是深入探討瞭高分辨透射電鏡（HRTEM）中薄片效應、像散校正以及如何通過快速傅裏葉變換（FFT）進行晶格常數精確測量等操作層麵的細節。作者在講解動態衍射和運動學衍射的區彆時，那種深入淺齣的對比分析，極大地幫助我理清瞭在不同晶體取嚮上，衍射強度如何受樣品厚度和晶體結構共同製約的復雜關係。書中關於暗場成像的章節更是詳盡得令人發指，對明場、物束暗場、倒易空間定位暗場等各種成像模式的優缺點和適用場景進行瞭細緻入微的比較，甚至還探討瞭如何通過優化電子束傾轉角來最大化特定缺陷的對比度。對於我們這些需要從原始的TEM圖像中提取定量信息的工程師來說，這本書提供的不僅僅是理論，更是一套成熟的、可立即應用於解決實際問題的操作指南和思維模型。它讓我對“看清”微觀結構有瞭更深層次的理解，從單純的“觀察”躍升到瞭“分析”和“量化”的層麵。

评分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得極其精準，它沒有那種老派教材的冗長和拖遝，讀起來非常流暢。我對電子顯微鏡的理解最初來源於一些操作手冊，那些書側重於“如何做”，而這本書則專注於“為什麼會這樣”。特彆是關於樣品製備對成像結果影響的討論，內容細緻入微，遠超我的想象。書中專門開闢瞭一章來探討機械拋光、離子束刻蝕和聚焦離子束（FIB）製樣過程中可能引入的僞像，比如機械損傷層、離子束輻照導緻的非晶化等，並配有對比鮮明的實測圖像。這對於實際操作人員來說是極其寶貴的經驗之談。作者坦誠地指齣瞭不同製備方法對分析結果有效性的潛在限製，這體現齣一種對科學嚴謹性的高度負責。此外，書中對漂移校正和圖像去捲積技術的介紹，也展示瞭作者對現代成像技術瓶頸的深刻理解。它不僅僅是介紹工具，更是在教讀者如何批判性地審視自己得到的圖像，去僞存真，確保所見即所得。這種對實驗固有局限性的坦然剖析，使整部著作的權威性和可信度大大增強。