本书编者依照材料研究方法的基本原理，介绍了组织形貌分析、晶体物相分析、成分和价键结构分析、分子结构分析等材料分析手段，每一类分析方法具有共同的原理。本著作对共同原理进行了深入的分析和介绍，并对其中的各种技术手段作了分析对比，便于学生理解基本原理的本质。从每一类分析方法中精选最常规的分析手段，进行重点介绍，并采用大量典型研究成果作为范例，有利于读者对分析方法的掌握和实际运用。
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目录
前言
第一章 绪论 1
第二章 接触角在表面分析中的应用 2
2.1 引言 2
2.2 接触角测量 4
2.2.1 静态和动态静滴法 5
2.2.2 Wilhelmy平板法 8
2.2.3 封闭气泡法 8
2.2.4 毛细管上升法 8
2.2.5 倾斜基底法 8
2.3 均匀固体表面能的确定 8
2.3.1 表面张力组成 9
2.3.2 物态方程 13
2.4 研究实例 14
2.4.1 福克斯(Fowkes) 14
2.4.2 无定形碳的表面能的研究实例 15
2.5 小结 17
参考文献 17
第三章 X射线光电子能谱和俄歇电子能谱 21
3.1 绪论 21
3.2 原子模型和原子的电子结构 22
3.2.1 能级 23
3.2.2 自旋G轨道劈裂 24
3.2.3 平均自由程 26
3.3 XPS和AES工作原理 27
3.3.1 光致电离 27
3.3.2 俄歇电子的产生 28
3.3.3 背景消除 31
3.3.4 XPS的化学位移现象 33
3.3.5 定量分析 34
3.3.6 线形 39
3.3.7 深度分布 41
3.4 仪器设备 42
3.4.1 真空系统 43
3.4.2 X射线源 43
3.4.3 单色仪 44
3.4.4 电子束的产生 46
3.4.5 分析器 47
3.4.6 电子探测器 48
3.4.7 通道式电子倍增器 48
3.4.8 多通道板 48
3.4.9 样品 49
3.4.10 附件 49
3.5 XPS技术的常规缺陷 49
3.5.1 定量精度 49
3.5.2 分析时间 50
3.5.3 探测极限 50
3.5.4 分析区域限制 50
3.5.5 样品尺寸限制 50
3.5.6 检测造成的样品畸变 50
3.5.7 俄歇电子能谱(AES)、X射线光电子能谱(XPS)和能谱仪(EDS)的比较 51
3.6 XPS应用及实例分析 51
3.6.1 掺杂效应的测定 51
3.6.2 化学反应的检测 54
3.6.3 化学共价性的检测 56
3.6.4 深度分析 58
3.6.5 谱峰重叠问题 62
3.6.6 检测薄膜组成 64
3.7 AES的应用 66
3.7.1 材料表面元素的识别 66
3.7.2 元素浓度和化学计量的检测 66
3.7.3 强度与时间关系曲线 67
3.7.4 化学位移 68
3.7.5 线形变化 69
3.7.6 深度分析 69
3.8 总结 70
参考文献 70
第四章 扫描隧道显微镜和原子力显微镜 76
4.1 引言 76
4.2 工作原理 77
4.2.1 扫描隧道显微镜 77
4.2.2 原子力显微镜 78
4.3 仪器 80
4.3.1 针尖和微悬臂 80
4.3.2 压电扫描器 82
4.3.3 隔振 83
4.3.4 分辨率 83
4.4 操作模式 84
4.4.1 扫描隧道显微镜 84
4.4.2 原子力显微镜 84
4.5 STM与AFM的差异 87
4.6 应用 87
4.6.1 STM研究 89
4.6.2 AFM研究 91
参考文献 96
第五章 X射线衍射 100
5.1 X射线的特性与产生 100
5.2 晶面和布拉格(Bragg)定律 102
5.3 粉末衍射法 105
5.4 薄膜衍射法 108
5.5 结构测量 114
5.6 掠射角X射线衍射法 116
参考文献 119
第六章 透射电子显微镜 123
6.1 透射电子显微镜基础 123
6.2 倒易晶格 125
6.3 样本制备 128
6.4 明场像和暗场像 135
6.5 电子能量损失能谱 138
参考文献 141
第七章 扫描电子显微镜 143
7.1 扫描电子显微镜介绍 143
7.1.1 历史背景 143
7.1.2 扫描电子显微镜原理 144
7.2 电子束与样品的相互作用 148
7.2.1 背散射电子 150
7.2.2 二次电子 150
7.2.3 特征X射线和俄歇电子 151
7.3 扫描电子显微镜操作参数 152
7.3.1 概论 152
7.3.2 扫描电子显微镜特性 152
7.3.3 扫描电子显微镜的操作参数 154
7.4 应用 155
7.4.1 扫描电子显微镜在合成金刚石薄膜中的应用 155
7.4.2 扫描电子显微镜在电子设备中的应用 157
7.4.3 扫描电子显微镜在合成SiC涂层上的应用 159
7.4.4 金刚石涂层的WC-Co衬底的扫描电子显微镜分析 160
参考文献 164
第八章 色谱分析 165
8.1 引言 165
8.2 色谱法基本原理 167
8.2.1 色谱法的分类 168
8.2.2 分离模式和机制 168
8.2.3 分配和保留时间的基本原理 170
8.3 离子交换色谱法 172
8.3.1 影响离子交换色谱分离的因素 173
8.3.2 蛋白质分离 174
8.4 凝胶渗透色谱法 175
8.4.1 分子和分子量分布 176
8.4.2 凝胶渗透色谱的操作 176
8.4.3 聚合物标准物和校正曲线 178
8.4.4 样品的制备 178
8.4.5 凝胶渗透色谱应用于水溶性的聚合物 179
8.5 凝胶电泳色谱法 179
8.5.1 毛细管电泳法(CE) 179
8.5.2 凝胶电泳法 181
8.5.3 分子量标准参照物 182
8.5.4 DNA电泳 182
8.6 高效液相色谱法 183
8.6.1 为什么采用HPLC法 183
8.6.2 等强度洗提与梯度洗提 184
8.6.3 HPLC分离模式 185
8.6.4 HPLC的主要检测器 186
8.6.5 HPLC法的局限性 186
8.6.6 HPLC的应用 186
8.7 气相色谱法 187
8.7.1 GC模式 187
8.7.2 GC中的分配率和温度效应 188
8.7.3 GC的保留特性 188
8.7.4 载气 188
8.7.5 色谱柱和固定相 188
8.7.6 检测器 189
8.7.7 影响GC分离的因素 190
8.7.8 GC特点 190
8.7.9 GC使用 190
8.8 定量分析方法 191
8.8.1 峰面积/峰高百分比法 191
8.8.2 外标法 192
8.8.3 内标法 194
参考文献 195
第九章 红外光谱及紫外-可见光谱 196
9.1 红外光谱 196
9.1.1 分子振动 196
9.1.2 共振 197
9.1.3 红外光谱 198
9.1.4 傅里叶红外光谱 200
9.2 紫外/可见光谱 205
9.2.1 紫外吸收 205
9.2.2 朗伯-比尔定律 206
9.2.3 紫外/可见光谱 207
9.2.4 紫外/可见光分光计 209
9.2.5 实例研究 209
参考文献 210
第十章 宏观和微观热分析 212
10.1 宏观和微观差示扫描量热法 212
10.1.1 差示扫描量热法 212
10.1.2 样品准备及样品大小的影响 214
10.1.3 加热速率的影响 214
10.1.4 受热过程的影响 215
10.1.5 气氛的影响 216
10.1.6 DSC分析的温度标定 216
10.1.7 采用半结晶聚合物作为样品观察热相变 217
10.1.8 微DSC仪 220
10.2 等温滴定量热法 224
10.3 热重分析法 227
10.3.1 TGA法的原理 227
10.3.2 样品的准备 228
10.3.3 影响TGA曲线的因素 228
10.3.4 TGA法的主要应用 231
参考文献 232
第十一章 激光共焦荧光显微镜 234
11.1 荧光与荧光染料 234
11.2 荧光显微镜 236
11.3 激光共焦荧光显微镜 238
11.3.1 共焦 238
11.3.2 激光共焦荧光显微镜工作原理 239
11.3.3 光学切片和3D图像 240
11.3.4 双通道激光共焦荧光显微镜 240
11.3.5 常用荧光团(荧光染料) 242
11.3.6 荧光漂白 243
11.3.7 激光共焦荧光显微镜的分辨率以及物镜的选择 244
11.3.8 激光共焦荧光显微镜的样品制备 246
11.3.9 激光共焦荧光显微镜的局限性 247
11.4 激光共焦荧光显微镜的应用 248
11.4.1 细胞及细胞结构 248
11.4.2 聚合物形貌研究 249
参考文献 251
英汉词汇对照 253
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