《材料研究方法》是高等學校材料類專業(yè)的核心課程之一。本教材內容安排體現(xiàn)對人才四方面能力的培養(yǎng)：采用科學方法研究的能力、了解現(xiàn)代工具的工作原理和使用方法的能力、針對性選擇使用現(xiàn)代工具的能力、與同行溝通交流的能力。
本書主要內容包括金相顯微分析、X射線分析、透射電子顯微分析、掃描電子顯微分析、掃描探針顯微分析五篇17章，設立專門的章節(jié)對同步輻射X射線斷層掃描技術、單晶材料的取向與應力問題、電子背散射衍射技術、原位透射電子顯微鏡技術、掃描探針顯微技術進行介紹，并穿插數(shù)據(jù)分析軟件的介紹，提高實用性。在表達形式上，注重對重點問題詳細討論，對容易出錯的概念深入剖析，對容易混淆的概念逐一對比。
為提高可讀性和啟發(fā)性，本教材穿插介紹科學史上的典型發(fā)現(xiàn)、發(fā)明故事，融入中國傳統(tǒng)文化、西遷精神等課堂思政內容。
本書既適合作為高等學校材料類專業(yè)本科、研究生的教材，也可為機械、能源動力、電子、電氣、航空航天等工科專業(yè)的學生提供幫助與參考。
陳凱，西安交通大學教授，2005年于北京大學化學與分子工程學院獲得理學學士學位，2009年于美國加州大學洛杉磯分校獲得哲學博士學位，2007-2009年博士在讀期間獲得美國能源部資助，在美國勞倫斯伯克利國家實驗室先進光源同步輻射實驗裝置擔任訪問研究助理，2009-2011年在加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室各進行了為期一年的博士后研究工作。2011年8月加入西安交通大學材料科學與工程學院金屬材料強度國家重點實驗室，教育部“新世紀人才”支持計劃。
工作簡歷：
2011.08 – 2016.09 西安交通大學 副教授
2016.10 – 至今 西安交通大學 教 授
研究領域方向：
同步輻射微衍射技術的軟/硬件發(fā)展及在材料研究中的應用
科研項目：
1、國家自然科學基金面上基金項目，51671154、裂變產(chǎn)物碲對鎳基合金微觀結構及力學性能演化影響的研究、2017/01-2020/12、60萬元、在研、主持。
2、國家重點研發(fā)計劃，2016YFB0700400、先進材料多維多尺度高通量表征技術、2016/07-2021/06、2600萬元、在研、參與。
3、國家重點基礎研究計劃（973計劃），2015CB057400、航空發(fā)動機運行安全基礎研究、2015/01-2019/08、3500萬元、在研、參與。
4、國家自然科學基金青年基金項目，51302207、微納尺度VO2 的力致相變機制及力電耦合性能研究、2014/01- 2016/12、25萬元、已結題、主持。
5、國家自然科學基金重點基金項目，11132006、亞微米尺度位錯主導的晶體材料力學行為研究、2012/01-2016/12、320萬元、已結題、參加。
第一篇金相顯微分析
第1章光學顯微鏡 2
1.1成像方式 2
1.2成像的關鍵要素 3
1.3顯微鏡的分辨率 5
1.4景深和焦深 8
習題 10
第二篇X射線分析
第2章晶體學基礎 12
2.1晶體的定義與特征 12
2.2對稱性 14
2.3點陣和基元 15
2.4晶系 19
2.5布拉菲格子 21
2.6晶向 23
2.7晶面 24
習題 27
第3章X射線簡介 28
3.1X射線的本質 28
3.2X射線的產(chǎn)生 29
3.3X射線的吸收 32
3.4X射線的探測 35
3.5X射線的應用 36
習題 38
第4章X射線斷層掃描 39
4.1X射線斷層掃描基本原理 39
4.2X射線斷層掃描術的衍射襯度 46
習題 50
第5章X射線衍射的方向 51
5.1布拉格定律 51
5.2勞厄方程 53
5.3埃瓦爾德球 56
5.4三種典型的衍射方法 59
習題 63
第6章X射線衍射的強度 64
6.1X射線與孤立電子的相互作用 64
6.2X射線在單原子上的散射 67
6.3X射線在單個晶胞上的散射 68
6.4結構因子與消光條件 71
6.5德拜衍射峰的相對強度 74
6.6小結 79
習題 80
第7章多晶殘余應力的X射線衍射測量 81
7.1殘余應力的分類 81
7.2單軸應力的測量 82
7.3平面應力的測量 84
7.4 衍射角的選擇及誤差分析 88
習題 90
第8章同步輻射微束勞厄衍射 91
8.1實驗裝置及方法 91
8.2衍射譜的解析 92
8.3單晶取向的表達 94
8.4取向差的計算與晶界的表征 95
8.5單晶應力應變的測量 97
8.6案例：固態(tài)電解質的應變演化 100
習題 102
第三篇透射電子顯微分析
第9章電子光學及透射電子顯微鏡 104
9.1電子光學原理簡述 104
9.2電子波與電磁透鏡 110
9.3電磁透鏡的像差與分辨率 113
9.4電磁透鏡的景深和焦長 118
9.5透射電鏡的結構及成像原理 119
9.6透射電鏡的主要部件及工作原理 123
9.7透射電子顯微鏡成像的分辨率 133
9.8透射電鏡樣品的制備 136
習題 143
第10章電子衍射 144
10.1電子衍射基本原理 144
10.2透射電鏡中的電子衍射 152
10.3單晶電子衍射花樣標定 156
10.4復雜電子衍射花樣 159
10.5微束電子衍射 161
習題 163
第11章透射電子顯微成像 164
11.1襯度及其分類 164
11.2衍射運動學簡介 169
11.3衍射動力學簡介 173
11.4典型的襯度 176
11.5晶體缺陷分析 181
習題 187
第12章高分辨透射電子顯微成像 188
12.1高分辨透射電子顯微成像的原理 188
12.2HRTEM圖像模擬、處理與定量分析 193
12.3HRTEM分析晶體缺陷結構實例 201
習題 207
第四篇掃描電子顯微分析
第13章掃描電子顯微鏡成像 209
13.1掃描電鏡的基本原理 209
13.2掃描電鏡的結構 211
13.3掃描電鏡的信號來源 214
13.4掃描電鏡的分辨率 217
13.5掃描電鏡成像的襯度 223
習題 226
第14章能譜與波譜 227
14.1基本原理 227
14.2能譜儀與波譜儀的設備特點 229
14.3能譜儀與波譜儀的性能對比 233
習題 235
第15章電子背散射衍射 236
15.1基本原理：菊池線與菊池譜 236
15.2實驗 238
15.3菊池譜標定 239
15.4數(shù)據(jù)解讀 240
15.5XtalCAMP軟件簡介 243
15.6電子背散射衍射應用舉例 248
習題 251
第五篇掃描探針顯微分析
第16章掃描隧道顯微鏡 253
16.1掃描隧道顯微鏡原理 253
16.2掃描隧道顯微鏡設備 254
16.3掃描隧道顯微鏡的應用 257
習題 260
第17章原子力顯微鏡 261
17.1原子力顯微鏡成像原理 261
17.2原子力顯微鏡設備與工作模式 262
17.3原子力顯微鏡的應用及拓展 264
習題 267
參考文獻
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