本书首先介绍了晶体学基础知识,然后系统介绍了X射线的物理基础、X射线衍射的方向与强度、多晶体X射线衍射分析的方法、x射线衍射仪及其在物相鉴定、宏微观应力与晶粒尺寸的测定、多晶体的织构分析等方面的应用;介绍了电子衍射的物理基础、透射电子显微镜的结构与原理、衍射成像、运动学衬度理论、高分辨透射电子显微技术、扫描电子显微镜的结构与原理、电子探针及其应用;介绍了AES、XPS、STM、LEED等常用表面分析技术和TG、DTA、DSC等常用热分析技术的原理、特点及其应用;*后简单介绍了光谱分析技术,包括原子光谱、红外光谱、激光光谱等。书中研究和测试的材料包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、非品态材料、金属问化合物、复合材料等。对每章内容作了提纲式的小结,并附有适量的思考题。书中采用了一些作者尚未发表的图片和曲线,同时在实例分析中还注重引入了一些当前材料界*新的研究成果。
本书是教育部评选的普通高等教育“十一五”**级规划教材,可作为材料科学与工程学科本科生的学习用书,也可供相关学科与专业的研究生、教师和科技工作者使用。

2 X射线的物理基础
2.1 X射线的发展史
1895年德国物理学家伦琴(W.C.Rontgen)在研究真空管放电时发现了一种肉眼看不见的射线,它不仅穿透力极强,还能使铂氰化钡等物质发出荧光、照相底片感光、气体电离等,由于当时对其本质尚未了解,故名为X射线,他因此而获得了1901年度诺贝尔物理学奖。几个月后,x射线就被应用到医学领域和金属零件的内部探伤,由此产生了X射线透射学。1896年,X射线设备技术由清朝大臣李鸿章引入中国。
1912年德国物理学家劳埃(M.V.Laue)等人在前人研究的基础上,发现了X射线在晶体中的衍射现象,并建立了劳埃衍射方程组,从而揭示了X射线的本质是波长与原子间距同一量级的电磁波,并因此而获得了1914年度诺贝尔物理学奖。劳埃方程组为研究晶体的衍射提供了有效方法,因此产生了X射线衍射学。
在劳埃研究的基础上,英国物理学家布拉格父子(W.H.Bra99和W.L.Bragg)**利用X射线测定了NaCl和KCl的晶体结构,提出了晶面“反射”X射线的新假设,由此导出简单实用的布拉格方程。该方程为X射线衍射和电子衍射奠定了理论基础。同时布拉格(W.H.Bragg)还发现了特征X射线,但并未给出合理的解释。布拉格方程的导出开创了X射线在晶体结构分析中应用的新纪元。1915年布拉格获得了诺贝尔物理学奖。
1914年,物理学家莫塞莱(H.G.J.Moseley)在布拉格研究的基础上发现了特征X射线的波长与原子序数之间的定量关系,创立了莫塞莱方程。利用这一原理可对材料的成分进行陕速无损检测,由此产生了X射线光谱学。
显然,由于X射线的发现,相继产生了X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学等3个学科,本书主要讨论X射线衍射学。
……

1 晶体学基础
1.1 晶体及其基本性质
1.2 晶向、晶面及晶带
1.3 晶体的宏观对称及点群
1.4 晶体的微观对称与空间群
1.5 晶体的投影
1.6 倒易点阵
本章小结
思考题
2 X射线的理基础
2.1 X射线的发展史
2.2 X射线的性质
2.3 X射线谱
2.4 X射线与物质的相互作用
本章小结
思考题
3 X射线的衍射原理
3.1 X射线衍射的方向
3.2 X射线的衍射强度
本章小结
思考题
4 X射线的多晶衍射分析及其应用
4.1 X射线衍射仪
4.2 X射线物相分析
4.3 点阵常数的**测定
4.4 宏观应力的测定
4.5 微观应力及晶粒大小的测定
4.6 非晶态物质及其晶化后的衍射
4.7 膜厚的测量
4.8 多晶体的织构分析
本章小结
思考题
5 电子显微分析的基础
5.1 光学显微镜的分辨率
5.2 电子波的波长
5.3 电子与固体物质的作用
5.4 电子衍射
本章小结
思考题
6 透射电子显微镜
7 薄晶体的高分辨像
8 扫描电子显微镜及电子探针
9 表面分析技术
10 热分析技术
11 光谱分析技术
附录
参考文献

本书是普通高等教育“十一五”**级规划教材,是材料科学与工程本科专业的基础课程,是作者在十多年的教学经验基础上并参考了国内外同类教材的*新发展编著而成的,书中采用了一些作者尚未公开发表的图片和曲线。全书主要包括晶体学基础、X射线的衍射分析及应用、电子衍射分析及应用、表面分析技术、热分析技术和光谱分析技术等内容。书中所涉及的材料包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、非晶材料、复合材料等。对每章内容均作了提纲式的小结,便于读者复习和掌握所学内容,对一些重要的研究方法,还列举了相关的研究实例,帮助读者领会材料科学研究的思路,懂得该研究什么、为何研究及怎样研究。全书力求深度适中,表述繁简结合,通俗易懂。