材料分析方法第3版

周玉等的《材料分析方法(第3版)》主要包括材料X射线衍射分析和材料电子显微分析两大部分。书中介绍了用X射线衍射和电子显微技术分析材料微观组织结构的原理、设备及试验方法。其内容包括：X射线物理学基础、X射线衍射方向与强度、多晶体分析方法、物相分析及点阵参数精确测定、宏观残余应力的测定、多晶体织构的测定、电子光学基础、透射电子显微镜、电子衍射、晶体薄膜衍衬成像分析、高分辨透射电子显微术、扫描电子显微镜、电子背散射衍射分析技术、电子探针显微分析、其他显微结构分析方法及实验指导。书中的实例分析注重引入了材料微观组织结构分析方面的新成果。

《材料分析方法(第3版)》可以作为材料科学与工程学科的本科生和研究生教材或教学参考书，也可供材料成形及控制工程等其他专业师生和从事材料研究及分析检测方面工作的技术人员学习参考。

第3版前言

第2版前言

第1版前言

绪论

第一篇 材料X射线衍射分析

第一章 X射线物理学基础

第一节 X射线的性质

第二节 X射线的产生及X射线谱

第三节 X射线与物质的相互作用

习题

第二章 X射线衍射方向

第一节 晶体几何学简介

第二节 布拉格方程

第三节 X射线衍射方法

习题

第三章 X射线衍射强度

第一节 多晶体衍射图相的形成

第二节 单位晶胞对X射线的散射与结构因数

第三节 洛伦兹因数

第四节 影响衍射强度的其他因数

第五节 多晶体衍射的积分强度公式

习题

第四章 多晶体分析方法

第一节 德拜-谢乐法

第二节 其他照相法简介

第三节 X射线衍射仪

习题

第五章 物相分析及点阵参数精确测定

第一节 定性分析

第二节 定量分析

第三节 点阵参数的精确测定

第四节 非晶态物质及其晶化过程的X射线衍射分析

习题

第六章 宏观残余应力的测定

第一节 物体内应力的产生与分类

第二节 X射线宏观应力测定的基本原理

第三节 宏观应力测定方法

第四节 X射线宏观应力测定中的一些问题

习题

第七章 多晶体织构的测定

第一节 极射赤面投影法

第二节 织构的种类和表示方法

第三节 丝织构指数的测定

第四节 极图的测定

第五节 反极图的测定

习题

第二篇 材料电子显微分析

第八章 电子光学基础

第一节 电子波与电磁透镜

第二节 电磁透镜的像差与分辨率

第三节 电磁透镜的景深和焦长

习题

第九章 透射电子显微镜

第一节 透射电子显微镜的结构与成像原理

第二节 主要部件的结构与工作原理

第三节 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定

习题

第十章 电子衍射

第一节 概述

第二节 电子衍射原理

第三节 电子显微镜中的电子衍射

第四节 单晶体电子衍射花样标定

第五节 复杂电子衍射花样

习题

第十一章 晶体薄膜衍衬成像分析

第一节 概述

第二节 薄膜样品的制备方法

第三节 衍射衬度成像原理

第四节 消光距离

第五节 衍衬运动学

第六节 衍衬动力学简介

第七节 晶体缺陷分析

习题

第十二章 高分辨透射电子显微术

第一节 高分辨透射电子显微镜的结构特征

第二节 高分辨电子显微像的原理

第三节 高分辨透射电子显微镜在材料科学中的应用

习题

第十三章 扫描电子显微镜

第一节 电子束与固体样品作用时产生的信号

第二节 扫描电子显微镜的构造和工作原理

第三节 扫描电子显微镜的主要性能

第四节 表面形貌衬度原理及其应用

第五节 原子序数衬度原理及其应用

习题

第十四章 电子背散射衍射分析技术

第一节 概述

第二节 电子背散射衍射技术相关晶体学取向基础

第三节 电子背散射衍射技术硬件系统

第四节 电子背散射衍射技术原理及花样标定

第五节 电子背散射衍射技术成像及分析

第六节 电子背散射衍射技术数据处理

习题

第十五章 电子探针显微分析

第一节 电子探针仪的结构与工作原理

第二节 电子探针仪的分析方法及应用

习题

第十六章 其他显微结构分析方法

第一节 离子探针显微分析

第二节 低能电子衍射分析

第三节 俄歇电子能谱分析

第四节 场离子显微镜与原子探针

第五节 扫描隧道显微镜与原子力显微镜

第六节 X射线光电子能谱分析

第七节 红外光谱

第八节 激光拉曼光谱

第九节 紫外-可见吸收光谱

第十节 原子发射光谱

第十一节 原子吸收光谱

第十二节 核磁共振

第十三节 电子能量损失谱

第十四节 扫描透射电子显微镜

习题

实验指导

实验一 单相立方系物质X射线粉末相计算

实验二 用X射线衍射仪进行多晶体物质的相分析

实验三 宏观残余应力的测定

实验四 金属板织构的测定

实验五 透射电子显微镜结构原理及明暗场成像

实验六 选区电子衍射与晶体取向分析

实验七 扫描电子显微镜的结构原理及图像衬度观察

实验八 电子背散射衍射技术的工作原理与菊池花样观察及标定

实验九 电子背散射衍射技术的数据处理及其分析应用

实验十 电子探针结构原理及分析方法

附录

附录A 物理常数

附录B 质量吸收系数μl/ρ

附录C 原子散射因数f

附录D 各种点阵的结构因数F2HKL

附录E 粉末法的多重性因数Phkl

附录F 角因数1 cos22θsin2θcosθ

附录G 德拜函数"para" label-module="para">

附录H 某些物质的特征温度Θ

附录I 12cos2θsinθ cos2θθ的数值

附录J 应力测定常数

附录K 立方系晶面间夹角

附录L 常见晶体标准电子衍射花样

附录M 立方与六方晶体可能出现的反射

附录N 特征X射线的波长和能量表2100433B

作　者：周玉　主编　出 版 社：机械工业出版社

出版时间：2011-6-1

版　次：3页　数：344字　数：546000

印刷时间：2011-6-1开　本：16开纸　张：胶版纸

印　次：1I S B N：9787111342304包　装：平装

2021年9月26日，《材料分析方法（第4版）》被国家教材委员会授予首届全国教材建设奖全国优秀教材（高等教育类）一等奖。

第4版前言

第3版前言

第2版前言

第1版前言

绪论1

第一篇材料X射线衍射分析3

第一章X射线物理学基础5

第一节X射线的基本性质5

第二节X射线的产生及X射线谱7

第三节X射线与物质的相互作用11

习题17

第二章X射线的衍射基础18

第一节几何晶体学简介18

第二节X射线晶体衍射原理23

第三节布拉格定律的相关讨论25

第四节倒易空间的衍射方程式及

埃瓦尔德图解27

第五节多晶体衍射花样的形成30

第六节原子散射因子和几何结构因子31

第七节洛伦兹因子35

第八节衍射强度的其他影响因素与

积分强度公式37

习题39

第三章多晶物相分析41

第一节照相法41

第二节衍射仪法43

第三节定性物相分析50

第四节定量物相分析54

第五节点阵参数测定60

习题67

第四章应力测量与分析68

第一节测量原理68

第二节测量方法72

第三节数据处理方法76

第四节三维应力及薄膜应力测量80

习题82

第五章多晶体织构测量83

第一节织构分类83

第二节极图及其测量83

第三节反极图及其测量88

第四节三维取向分布函数89

习题90

第六章三维X射线显微镜92

第一节三维X射线显微镜的结构92

第二节X射线计算机断层成像97

第三节X射线衍射衬度断层成像106

第四节三维X射线显微镜在材料学

研究中的应用110

习题116

第二篇材料电子显微分析117

第七章电子光学及电子显微学

基础119

第一节电子波与电磁波119

第二节电磁透镜的像差与分辨率122

第三节电磁透镜的景深和焦长125

第四节电子束与固体样品作用时

产生的信号126

习题128

第八章透射电子显微镜的结构与

工作原理129

第一节透射电子显微镜的结构与

成像原理129

第二节主要部件的结构与工作原理134

第三节透射电子显微镜分辨率和放大

倍数的测定139

习题141

第九章电子衍射和衍衬成像分析142

第一节概述142

第二节电子衍射原理143

第三节电子显微镜中的电子衍射152

第四节单晶体电子衍射花样标定155

第五节复杂电子衍射花样158

第六节薄膜样品的制备方法160

第七节薄晶体衍射衬度成像原理163

第八节衍射运动学理论165

第九节衍衬动力学简介173

第十节晶体缺陷分析176

习题184

第十章高分辨透射电子显微术185

第一节高分辨透射电子显微镜的

结构特征185

第二节高分辨电子显微像的原理186

第三节高分辨透射电子显微术在材料

科学中的应用195

第四节高分辨透射电子显微术应用

实例详解202

习题211

材料分析方法第4版目录第十一章分析透射电子显微术212

第一节电子与物质的相互作用212

第二节扫描透射电子显微术214

第三节原子分辨率EDS218

第四节电子能量损失谱及能量

过滤成像222

习题230

第十二章扫描电子显微镜和电子

探针231

第一节扫描电子显微镜的系统结构与

工作原理231

第二节环境扫描电子显微镜的工作

原理及应用233

第三节扫描电子显微镜的主要性能235

第四节表面形貌衬度原理及其应用237

第五节原子序数衬度原理及其应用242

第六节电子探针仪的结构与工作原理244

第七节电子探针仪的分析方法及应用248

习题250

第十三章电子背散射衍射分析

技术252

第一节概述252

第二节电子背散射衍射技术相关

晶体学取向基础252

第三节电子背散射衍射技术硬件系统262

第四节电子背散射衍射技术原理及

花样标定264

第五节电子背散射衍射技术成像

及分析268

第六节电子背散射衍射技术数据处理272

习题277

第十四章其他显微分析方法278

第一节离子探针显微分析278

第二节低能电子衍射分析280

第三节俄歇电子能谱分析284

第四节场离子显微镜与原子探针289

第五节扫描隧道显微镜与原子力

显微镜295

第六节X射线光电子能谱分析300

第七节红外光谱303

第八节激光拉曼光谱311

第九节紫外可见吸收光谱314

第十节原子发射光谱319

第十一节原子吸收光谱322

第十二节核磁共振326

习题331

实验指导332

实验一用X射线衍射仪进行多晶体

物质的相分析332

实验二宏观残余应力的测定335

实验三金属板织构的测定339

实验四透射电子显微镜结构原理及

明暗场成像342

实验五选区电子衍射与晶体取向分析345

实验六扫描电子显微镜的结构原理及

图像衬度观察350

实验七电子背散射衍射技术的工作原理与

菊池花样观察及标定354

实验八电子背散射衍射技术的数据

处理及其分析应用357

实验九电子探针结构原理及分析方法360

附录363

附录A物理常数363

附录B质量吸收系数μl/ρ363

附录C原子散射因子f364

附录D各种点阵的结构因子F2HKL365

附录E粉末法的多重性因数Phkl365

附录F角因数1 cos22θsin2θcosθ366

附录G德拜函数（x）x 14之值368

附录H某些物质的特征温度Θ368

附录I12cos2θsinθ cos2θθ的数值369

附录J应力测定常数371

附录K立方系晶面间夹角372

附录L常见晶体标准电子衍射花样375

附录M立方与六方晶体可能出现的

反射379

附录N特征X射线的波长和能量表380

参考文献382

本书第2版自2008年问世至今已经走过6个年头，承蒙很多高校材料力学教学第一线的老师和同学以及业余读者的关爱和支持，已经连续印刷了10次。 2012年获得清华大学优秀教材特等奖；同年，相应的教学成果获得北京市高等学校优秀教学成果一等奖。2012年本书第3版被列入 “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材；2013年被批准为清华大学“985”三期名优教材建设项目立项。

最近的6年里，著者秉承不断提高课程重量、着力培养学生创新思维能力的教育与教学理念，先后在清华大学、南京航空航天大学、北京工业大学以及北京邮电大学从事“材料力学”研究型教学的研究与实践，坚持全过程讲授这门课程，授课对象每年约200名。在同事和同学们的支持与帮助下，对于教育和教学改革又有了一些新的体会和收获。材料力学（第3版）将着重反映6年来我们在研究型教学方面所取得的成果。主要有: 怎样在基于普遍提高教学质量的基础上，培养学生的创新思维能力；怎样提高课程的吸引力，增强课程教学的学术性；怎样挖掘基本教学内容的深度；怎样对传统内容中的某些概念、理论和方法加以改革和更新，突出挑战性。基于此，本书第3版修订的主要内容有以下几方面。

第一，调整了部分章节，将材料的力学性能从“第2章 轴向载荷作用下杆件的材料力学问题”中独立出来，形成“第3章 常温静载下材料的力学性能”； 重写了“剪力图与弯矩图”作为第6章；将原来的第6章分为3章: “第7章 平面弯曲正应力分析与强度设计”和“第8章 弯曲剪应力分析与弯曲中心的概念”以及“第9章 斜弯曲、弯曲与拉伸或压缩同时作用时的应力计算与强度设计”；将原来的第8章分为: “ 应力状态与应变状态分析”和“一般应力状态下的强度设计准则及其工程应用”，分别列为第11章和12章；将原来的12章也分为两章: “动载荷与动应力概述”和“疲劳强度与构件寿命估算概述”，分别列为第16章和第17章。

第二，增加了部分教学内容，主要有: 部分非金属材料的力学性能；梁的位移叠加法中的逐段刚化法；应变分析；细长压杆实验结果；线性累积损伤与疲劳寿命估算等。

第三，将力系简化的方法引入横截面的内力分析，改革传统剪力图与弯矩图的画法。

第四，正确处理变形与位移概念的联系与区别，将确定梁的转角和挠度的章节名改为“梁的位移分析与刚度设计”。

第五，在部分章节引入“反问题”: 相对于正问题，反问题的解答不是唯一的，通过对于反问题的思考，一方面可以加深对于正问题的理解；另一方面可以激励创新思维。

第六，在部分章节设计了“开放式思维案例”作为学生课外学习和研究的资源。最近几年的教学实践表明，这对于刺激思维鼓励创新是一种有效的措施。材料力学（第3版）第七，增加了若干工程案例以及灾难性工程事故的力学解析。

第八，增加和改变了部分例题和习题。

随着课程研究型教学在更多高校开展、深入和发展，材料力学的课程教学以及教材建设还会遇到一些新问题，我们将一如既往地坚持“在教学中研究，在研究中教学”，以不断提高人才培养质量为己任，在教学实践的基础上，不断提高材料力学教材的质量。

这一版的初稿于2012年下半年—2013年上半年在国内完成；2013年7—8月在加拿大多伦多定稿。定稿期间，得到旅加的赵渊先生和范心明女士的大力支持和协助，在本书出版之际，著者谨表诚挚谢意。

诚挚地感谢广大读者对本书的关爱，希望大家对本书的缺点和不足提出宝贵意见。

范钦珊2014.1.11