本書系統(tǒng)介紹晶體的投影與倒易點陣、電子衍射的物理基礎(chǔ)、衍射成像、襯度理論、高分辨成像、復(fù)雜電子衍射花樣、原位透射電鏡顯微分析技術(shù)及透射電子顯微鏡、掃描電鏡、掃描透射電鏡、電子探針、背散射電子衍射儀的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用；介紹了用于表面分析的俄歇電子能譜、X光電子能譜、掃描隧道顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、低能電子衍射、反射高能電子衍射及電子能量損失譜等常用分析技術(shù)的原理、點及其應(yīng)用；*后介紹了原子探針和中子分析技術(shù)等。書中研究和測試的材料括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、非晶態(tài)材料、金屬間化合物、復(fù)合材料等。每章內(nèi)容作了提綱式的小結(jié)，并附有適量的思考題。書中采用了些作者尚未發(fā)表的圖片和曲線，同時在實例分析中還引入了些當(dāng)前材料界*新的研究成果。
第1章 晶體學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 晶體及其基本性質(zhì) 1
1.1.1 晶體的概念 1
1.1.2 空間點陣的四要素 1
1.1.3 布拉菲陣胞 2
1.1.4 典型晶體結(jié)構(gòu) 4
1.1.5 晶體的基本性質(zhì) 7
1.1.6 準(zhǔn)晶體簡介 8
1.2 晶向、晶面及晶帶 8
1.2.1 晶向及其表征 8
1.2.2 晶面及其表征 9
1.2.3 晶帶及其表征 11
1.3 晶體的宏觀對稱及點群 11
1.3.1 對稱的概念 11
1.3.2 對稱元素及對稱作 11
1.3.3 對稱元素的組合及點群 16
1.3.4 晶體的分類 17
1.3.5 準(zhǔn)晶體的點群及其分類 18
1.3.6 點群的際符號 19
1.3.7 點群的佛利斯符號 19
1.4 晶體的微觀對稱與空間群 21
1.4.1 晶體的微觀對稱 21
1.4.2 晶體的空間群及其符號 23
1.5 晶體的投影 24
1.5.1 球面投影 24
1.5.2 射赤面投影 25
1.5.3 式網(wǎng)與烏氏網(wǎng) 26
1.5.4 晶帶的射赤面投影 29
1.5.5 標(biāo)準(zhǔn)射赤面投影圖（標(biāo)準(zhǔn)投影圖或標(biāo)準(zhǔn)圖） 31
1.6 倒易點陣 32
1.6.1 正點陣 32
1.6.2 倒易點陣 32
1.6.3 正倒空間之間的關(guān)系 34
1.6.4 倒易矢量的基本性質(zhì) 35
1.6.5 晶帶定律 36
1.6.6 廣義晶帶定律 37
本章小結(jié) 37
思考題 40
第2章 電子顯微分析的基礎(chǔ) 42
2.1 電子波的波長 42
2.2 電子與固體物質(zhì)的作用 43
2.2.1 電子散射 43
2.2.2 電子與固體物質(zhì)作用時激發(fā)的物理信號 47
2.3 電子衍射 51
2.3.1 電子衍射的方向 52
2.3.2 電子衍射的強度 55
2.3.3 電子衍射與X射線衍射的異同點 59
2.3.4 電子衍射的厄瓦爾德圖解 60
2.3.5 電子衍射花樣的形成原理及電子衍射的基本公式 61
2.3.6 零層倒易面及非零層倒易面 62
2.3.7 標(biāo)準(zhǔn)電子衍射花樣 63
2.3.8 偏移矢量 67
本章小結(jié) 70
思考題 71
第3章 透射電子顯微鏡 73
3.1 工作原理 73
3.2 分辨率 74
3.2.1 光學(xué)顯微鏡的分辨率 74
3.2.2 透射電子顯微鏡的分辨率 75
3.3 電磁透鏡 77
3.3.1 靜電透鏡 77
3.3.2 電磁透鏡 77
3.4 電磁透鏡的像差 79
3.4.1 球差 79
3.4.2 像散 80
3.4.3 色差 81
3.5 電磁透鏡的景深與焦長 82
3.5.1 景深 82
3.5.2 焦長 82
3.6 透射電鏡的電子光學(xué)系統(tǒng) 83
3.6.1 照明系統(tǒng) 84
3.6.2 成像系統(tǒng) 86
3.6.3 觀察記錄系統(tǒng) 88
3.7 主要附件 88
3.7.1 樣品傾斜裝置（樣品臺） 88
3.7.2 電子束平移和傾斜裝置 89
3.7.3 消像散器 89
3.7.4 光闌 90
3.7.5 球差矯正器 91
3.8 透射電鏡中的電子衍射 93
3.8.1 有效相機常數(shù) 93
3.8.2 選區(qū)電子衍射 94
3.9 常見的電子衍射花樣 95
3.9.1 單晶電子衍射花樣 95
3.9.2 多晶體的電子衍射花樣 99
3.10 幾種殊斑點花樣 99
3.10.1 雙晶帶衍射斑點花樣 99
3.10.2 斑點指數(shù)標(biāo)定的不唯
第性 101
3.10.3 晶體取向關(guān)系測定 102
3.10.4 層錯能測定 103
本章小結(jié) 105
思考題 107
第4章 復(fù)雜電子衍射花樣 108
4.1 點陣斑點花樣 108
4.1.1 點陣定義 108
4.1.2 點陣的分類 108
4.1.3 面立方點陣點陣結(jié)構(gòu)因子 110
4.1.4 點陣斑點花樣 111
4.2 孿晶斑點花樣 112
4.2.1 孿晶的定義與分類 112
4.2.2 孿晶斑點花樣產(chǎn)生原理 113
4.2.3 孿晶斑點花樣理論推算 115
4.3 高勞埃斑點花樣 119
4.3.1 高勞埃斑點的定義 119
4.3.2 高勞埃斑點的分類與征 119
4.3.3 高勞埃斑點花在零層倒易面上的投影 120
4.3.4 高勞埃斑點花樣在零層倒易面上的標(biāo)定 123
4.3.5 高勞埃斑點花樣的應(yīng)用 125
4.4 二次衍射花樣 127
4.4.1 二次衍射的定義 127
4.4.2 二次衍射的產(chǎn)生原理 127
4.5 菊池花樣 129
4.5.1 菊池花樣的定義 129
4.5.2 菊池花樣的產(chǎn)生原理 129
4.5.3 菊池花樣的應(yīng)用取向分析 133
4.6 會聚束電子衍射花樣 135
4.6.1 會聚束電子衍射原理 135
4.6.2 會聚束電子衍射的3個重要參數(shù) 135
4.6.3 會聚束電子衍射中的重要花樣 136
4.6.4 會聚束電子衍射成像 140
4.6.5 會聚束電子衍射花樣的指數(shù)標(biāo)定 140
4.6.6 應(yīng)用分析 141
本章小結(jié) 143
思考題 145
第5章 透射電子顯微鏡的成像分析 146
5.1 透射電鏡的圖像襯度理論 146
5.1.1 襯度的概念與分類 146
5.1.2 衍射襯度運動學(xué)理論與應(yīng)用 148
5.1.3 非理想晶體的衍射襯度 154
5.1.4 非理想晶體的缺陷成像分析 155
5.2 衍射襯度動力學(xué)簡介 165
5.3 非完整晶體襯度 168
5.4 透射電鏡的樣品制備 169
5.4.1 基本要求 170
5.4.2 薄膜樣品的制備過程 170
本章小結(jié) 172
思考題 173
第6章 薄晶體的高分辨像 174
6.1 高分辨電子顯微像的形成原理 174
6.1.1 試樣透射函數(shù) 175
6.1.2 襯度傳遞函數(shù)S(u,v) 177
6.1.3 像平面上的像面波函數(shù)B(x,y) 179
6.1.4
第佳欠焦條件及電鏡
第高分辨率 180
6.1.5
第通帶寬度（sin? =-1）的影響因素 181
6.2 高分辨像舉例 187
6.2.1 晶格條紋像 187
6.2.2 維結(jié)構(gòu)像 188
6.2.3 二維晶格像 189
6.2.4 二維結(jié)構(gòu)像 191
本章小結(jié) 193
思考題 193
第7章 原位透射電子顯微分析技術(shù) 194
7.1 原位透射電鏡的類型 194
7.2 加熱式原位透射電鏡 194
7.2.1 工作原理 194
7.2.2 應(yīng)用舉例 195
7.3 冷凍式原位透射電鏡 196
7.3.1 工作原理 196
7.3.2 應(yīng)用舉例 197
7.4 電學(xué)式原位透射電鏡 198
7.4.1 工作原理 198
7.4.2 應(yīng)用舉例 199
7.5 力學(xué)式原位透射電鏡 199
7.5.1 工作原理 199
7.5.2 應(yīng)用舉例 200
7.6 光學(xué)式原位透射電鏡 201
7.6.1 工作原理 201
7.6.2 應(yīng)用舉例 201
7.7 氣體環(huán)境式原位透射電鏡 202
7.7.1 工作原理 202
7.7.2 應(yīng)用舉例 202
7.8 液體池環(huán)境式原位透射電鏡 204
7.8.1 工作原理 204
7.8.2 應(yīng)用舉例 205
7.9 4D-UEM四維快原位透射電鏡 210
7.9.1 工作原理 210
7.9.2 應(yīng)用舉例 211
7.10 電子束激勵式原位透射電鏡 212
7.10.1 工作原理 212
7.10.2 應(yīng)用舉例 212
本章小結(jié) 213
思考題 213
第8章 電子背散射衍射 215
8.1 基本原理 215
8.1.1 電子背散射衍射（EBSD） 216
8.1.2 掃描電鏡的透射菊池衍射 216
8.2 EBSD系統(tǒng)簡介 217
8.3 EBSD衍射譜標(biāo)定與晶體取向確定 218
8.3.1 EBSD衍射譜標(biāo)定 218
8.3.2 晶體取向確定 221
8.4 EBSD分辨率 224
8.5 EBSD樣品制備 225
8.6 EBSD的應(yīng)用 225
8.6.1 取向襯度成像 226
8.6.2 織構(gòu)分析 226
8.6.3 晶粒取向差及晶界性分析 227
8.6.4 物相鑒定 228
8.6.5 晶格缺陷分析 228
8.6.6 三維取向成像 230
本章小結(jié) 231
思考題 232
第9章 掃描電子顯微鏡及電子探針分析技術(shù) 233
9.1 掃描電鏡的結(jié)構(gòu) 233
9.1.1 電子光學(xué)系統(tǒng) 234
9.1.2 信號檢測和信號處理系統(tǒng)、圖像顯示和記錄系統(tǒng) 235
9.1.3 真空系統(tǒng) 236
9.2 掃描電鏡的主要性能參數(shù) 236
9.2.1 分辨率 236
9.2.2 放大倍數(shù) 237
9.2.3 景深 237
9.3 表面成像襯度 238
9.3.1 二次電子成像襯度 238
9.3.2 背散射電子成像襯度 239
9.4 二次電子襯度像的應(yīng)用 240
9.5 背散射電子襯度像的應(yīng)用 242
9.6 掃描電鏡下的原位拉伸 244
9.7 電子探針 245
9.7.1 電子探針波譜儀 245
9.7.2 電子探針能譜儀 247
9.7.3 能譜儀與波譜儀的比較 249
9.8 電子探針分析及應(yīng)用 249
9.8.1 定性分析 249
9.8.2 定量分析 251
9.9 掃描透射電子顯微鏡 251
9.9.1 工作原理 252
9.9.2 性能點 253
9.9.3 應(yīng)用舉例 254
9.10 掃描電鏡的發(fā)展 255
本章小結(jié) 256
思考題 257
第10章 其他電子分析技術(shù) 258
10.1 低能電子衍射 258
10.1.1 低能電子衍射原理 258
10.1.2 低能電子衍射裝置的結(jié)構(gòu)與花樣征 259
10.1.3 LEED的應(yīng)用舉例 260
10.2 反射高能電子衍射 261
10.2.1 工作原理 261
10.2.2 點 263
10.2.3 應(yīng)用舉例 263
10.3 俄歇電子能譜 264
10.3.1 俄歇電子能譜儀的結(jié)構(gòu)原理 264
10.3.2 俄歇電子能譜 265
10.3.3 定性分析 267
10.3.4 定量分析 267
10.3.5 化學(xué)態(tài)分析 268
10.3.6 AES的應(yīng)用舉例 268
10.3.7 俄歇電子能譜儀的
第新進(jìn)展 271
10.4 X射線光電子能譜 272
10.4.1 X射線光電子能譜儀的工作原理 272
10.4.2 X射線光電子能譜儀的系統(tǒng)組成 272
10.4.3 X射線光電子能譜及表征 274
10.4.4 X射線光電子能譜儀的功用 276
10.4.5 XPS的應(yīng)用舉例 278
10.4.6 XPS的發(fā)展趨勢 281
10.5 掃描隧道顯微鏡 282
10.5.1 STM的基本原理 282
10.5.2 STM的工作模式 283
10.5.3 STM的點 283
10.5.4 STM的應(yīng)用舉例 284
10.6 聚焦離子束 287
10.6.1 工作原理 287
10.6.2 離子束與材料的相互作用 288
10.6.3 聚焦離子束的應(yīng)用 289
10.7 電子能量損失譜 291
10.7.1 工作原理 291
10.7.2 作用 292
10.7.3 點 292
10.7.4 EELS的應(yīng)用舉例 292
本章小結(jié) 294
思考題 296
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