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第1章 绪论1

1.1材料表征的意义和内容1

1.2材料微观结构表征的物理方法1

第2章 材料表征的传统方法5

2.1透射电子显微术5

2.1.1概述5

2.1.2仪器和工作模式6

2.1.3图像衬度形成机制12

2.1.4选区电子衍射19

2.1.5试样制备技术20

2.2扫描电子显微术32

2.2.1概述32

2.2.2扫描电镜的成像原理和结构35

2.2.3高速电子流与固体物质的相互作用37

2.2.4结构细节、分辨率和衬度41

2.2.5图像衬度机制43

2.2.6试样准备47

2.2.7图像解释50

2.2.8应用实例52

2.3 X射线衍射术58

2.3.1布拉格定律59

2.3.2单晶体衍射60

2.3.3多晶体衍射62

2.3.4 X射线衍射术的最近进展69

2.4红外吸收光谱术73

2.4.1基本原理73

2.4.2分子的振动形式74

2.4.3红外光谱四要素74

2.4.4红外光谱术的应用76

2.4.5红外光谱新技术80

2.5材料的成分分析82

2.5.1特征X射线分析82

2.5.2背散射电子分析87

2.5.3俄歇电子分析88

2.5.4 X射线光电子能谱分析90

参考文献92

第3章 同步辐射X射线术95

3.1引言95

3.1.1同步辐射光源的发生95

3.1.2同步辐射光源发展简史96

3.1.3同步辐射光源的构造96

3.1.4同步辐射光源的优点98

3.1.5同步辐射的应用概述100

3.2 X射线吸收精细结构101

3.2.1 XAFS简介101

3.2.2 XAFS装置102

3.2.3 XAFS实验方法和样品制备103

3.2.4 XAFS的应用实例104

3.3同步辐射X射线衍射技术109

3.3.1 SR-XRD）简介109

3.3.2同步辐射X射线单晶衍射技术110

3.3.3同步辐射X射线多晶衍射技术110

3.3.4应用实例112

3.4同步辐射小角X射线散射122

3.4.1 SR-SAXS简介122

3.4.2 SR-SAXS应用实例123

3.5同步辐射其他线站的新进展128

3.5.1同步辐射软X射线谱学显微光束线站128

3.5.2硬X射线微聚焦线站129

3.5.3生物大分子晶体学线站130

参考文献130

第4章 原子力显微术133

4.1原子力显微术的主要功能和适用领域133

4.1.1 SPM、 STM和AFM133

4.1.2 AFM的主要功能137

4.1.3几种显微术的比较138

4.2基本原理和仪器学138

4.2.1仪器结构和成像原理138

4.2.2 AFM探针140

4.2.3针尖144

4.3操作模式148

4.4成像模式150

4.4.1高度像150

4.4.2相位像156

4.4.3设定比rsp157

4.4.4偏差像161

4.4.5侧向力像163

4.4.6力调制模式像167

4.4.7力曲线和纳米力学图170

4.5试样准备181

4.5.1概述181

4.5.2切片术和表面切平术182

4.5.3断裂面术184

4.5.4大分子试样的准备185

4.6图像解释187

4.6.1针尖引起的伪迹188

4.6.2光学干涉条纹191

4.6.3热漂移191

4.6.4扫描器性能的影响192

4.6.5振动引起的伪迹194

4.6.6针尖力的影响194

4.7材料表征的AFM应用196

4.7.1聚合物材料196

4.7.2碳材料218

4.7.3复合材料224

参考文献228

第5章 激光拉曼光谱术235

5.1拉曼光谱术的适用范围235

5.2拉曼散射和拉曼光谱237

5.2.1拉曼散射和瑞利散射237

5.2.2拉曼峰的频移、强度、峰宽和偏振239

5.2.3温度和压力对拉曼峰的影响241

5.2.4定量分析和定性分析243

5.3仪器和主要技术245

5.3.1拉曼光谱仪245

5.3.2显微拉曼光谱术249

5.3.3纤维光学拉曼光谱术252

5.3.4增强拉曼光谱术255

5.3.5拉曼光谱的噪声及其减除259

5.3.6试样准备和安置265

5.4拉曼光谱术的应用269

5.4.1成分鉴别269

5.4.2聚合物的分子结构278

5.4.3结晶结构279

5.4.4取向结构290

5.4.5共混聚合物的相结构293

5.4.6界面微观结构298

5.4.7界面微观力学303

参考文献337

第6章 多方法联用术343

6.1概述343

6.2 AFM与拉曼光谱术的联合346

6.2.1 AFM与拉曼光谱术联合的功能346

6.2.2针尖增强拉曼光谱术350

6.2.3近场光学显微术352

6.2.4 AFM／拉曼系统仪器学357

6.3 SEM与拉曼光谱术的联合359

6.4红外光谱术与拉曼光谱术的联合364

6.5 AFM与红外光谱术的联合和纳米红外光谱术368

6.5.1 AFM与红外光谱术的联合368

6.5.2纳米红外光谱术370

6.6 AFM与TEM的联合应用372

6.6.1 AFM和TEM的依次测试372

6.6.2 AFM与超薄切片机的联合374

6.7在线多技术联用375

参考文献379