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第一章 X射线的物理学基础1

1.1 X射线的性质1

1.2 X射线的产生2

1.3 X射线谱3

1.3.1 连续X射线谱3

1.3.2 特征X射线谱4

1.4 X射线与物质的相互作用6

1.4.1 X射线的散射6

1.4.2 X射线的吸收7

1.5 X射线的衰减规律8

1.6.1 X射线滤波片的选择9

1.6 吸收限的应用9

1.6.2 阳极靶材料的选择10

本章小结11

思考题与习题11

第二章 X射线衍射原理13

2.1 倒易点阵13

2.1.1 倒易点阵的构建13

2.1.2 倒易矢量及其性质14

2.2 X射线衍射方向15

2.2.1 布喇格方程16

2.2.2 衍射矢量与埃瓦尔德图解17

2.3 X射线衍射强度20

2.3.2 一个原子对X射线的散射21

2.3.1 一个电子对X射线的散射21

2.3.3 一个晶胞对X射线的散射22

2.3.4 一个晶体的衍射与干涉函数26

2.3.5 粉末多晶衍射强度27

2.3.6 影响衍射强度的其他因素28

本章小结30

思考题与习题30

第三章 多晶体X射线衍射分析方法32

3.1 德拜照相法32

3.1.1 德拜相机33

3.1.2 德拜法的试样制备34

3.1.4 德拜相的指数标定35

3.1.3 德拜法的实验参数选择35

3.2 X射线衍射仪法37

3.2.1 测角仪38

3.2.2 探测器与记录系统39

3.2.3 实验条件选择41

3.2.4 衍射仪法的衍射积分强度和相对强度43

本章小结43

思考题与习题44

第四章 X射线衍射方法的应用45

4.1 点阵常数的精确测定45

4.1.1 点阵常数的测定45

4.1.2 误差来源与消除47

4.2 X射线物相分析47

4.2.2 粉末衍射卡的组成48

4.2.1 X射线物相定性分析原理48

4.2.3 粉末衍射卡片的索引50

4.2.4 物相定性分析方法51

4.2.5 物相定量分析方法54

4.2.6 计算机在X射线物相分析中的应用57

4.3 宏观应力测定58

4.3.1 X射线残余应力测定原理59

4.3.2 单轴应力测定原理59

4.3.3 平面应力测定原理60

4.3.4 X射线残余应力测量实验方法62

4.3.5 X射线应力测定的注意事项64

思考题与习题66

本章小结66

第五章 透射电子显微镜结构68

5.1 光学显微镜的分辨率68

5.2 电子波波长69

5.3 电磁透镜70

5.3.1 静电透镜70

5.3.2 电磁透镜71

5.4 电磁透镜的像差及其对分辨率的影响72

5.4.1 球差72

5.4.2 像散73

5.4.3 色差73

5.5.1 景深75

5.5.2 焦长75

5.5 电磁透镜的景深与焦长75

5.6 透射电子显微镜的结构76

5.6.1 照明系统76

5.6.2 成像系统78

5.6.3 观察与记录系统79

5.7 透射电镜的主要部件80

5.7.1 样品台80

5.7.2 消像散器81

5.7.3 光阑81

5.8 透射电镜的功能及发展82

5.8.1 显微镜功能的扩展82

5.8.2 分辨率的提高83

思考题与习题84

5.8.3 计算机技术的应用84

本章小结84

第六章 电子衍射86

6.1 电子衍射原理87

6.1.1 布喇格定律87

6.1.2 偏离矢量与倒易点扩展87

6.1.3 电子衍射基本公式89

6.1.4 选区衍射90

6.2 单晶电子衍射花样的标定92

6.2.1 查表标定法92

6.2.2 d值比较法94

6.3 多晶电子衍射图的标定99

6.3.1 d值比较法99

6.2.3 标准花样对照法99

6.3.2 R2比值规律对比法100

6.4 复杂电子衍射花样102

6.4.1 高阶劳厄斑点102

6.4.2 超点阵斑点103

6.4.3 二次衍射斑点104

6.4.4 孪晶斑点105

6.4.5 菊池衍射花样106

本章小结108

思考题与习题109

7.1 质厚衬度原理111

7.1.1 原子散射截面111

第七章 电子显微图像111

7.1.2 小孔径角成像112

7.1.3 质厚衬度原理112

7.2 衍衬衬度114

7.2.1 衍衬运动学理论115

7.2.2 衍衬图像的基本特征118

7.3 相位衬度124

7.3.1 高分辨透射电子显微术的相衬原理124

7.3.2 高分辨电子显微像128

7.3.3 高分辨像的计算机模拟130

7.4 透射电子显微镜样品130

制备130

7.4.1 复型样品制备130

7.4.2 粉末样品制备132

7.4.3 从大块材料上制备透射电镜薄膜样品133

本章小结135

思考题与习题135

第八章 扫描电子显微镜与电子探针显微分析136

8.1 电子束与固体样品相互作用时产生的物理信号136

8.1.1 背散射电子136

8.1.2 二次电子137

8.1.3 吸收电子137

8.1.4 透射电子138

8.1.5 特征X射线138

8.1.6 俄歇电子138

8.2.1 扫描电子显微镜的结构139

8.2 扫描电子显微镜的结构和工作原理139

8.2.2 扫描电子显微镜的工作原理140

8.2.3 扫描电子显微镜的主要性能141

8.2.4 样品制备143

8.3 表面形貌衬度原理及其应用143

8.3.1 表面形貌衬度143

8.3.2 表面形貌衬度的应用144

8.4 原子序数衬度原理及其应用146

8.5 电子探针X射线显微分析147

8.5.1 电子探针仪的结构与工作原理147

8.5.2 波谱仪（WDS）的结构和工作原理147

8.5.3 能谱仪（EDS）的结构和工作原理151

8.5.4 波谱仪和能谱仪的比较152

8.5.5 电子探针仪的分析方法及应用154

8.6.1 概述157

8.6.2 场发射扫描电子显微镜157

8.6 扫描电子显微镜的发展157

8.6.3 低真空扫描电镜（含环境扫描电镜）158

8.6.4 低电压扫描电子显微镜（低能扫描电子显微镜）158

本章小结159

思考题与习题160

第九章 光谱分析简介161

9.1 光谱分析基本原理——物质的结构与能态161

9.1.1 原子结构与原子能态161

9.1.2 分子运动与能态162

9.2.2 原子发射光谱163

9.2 原子光谱163

9.2.1 原子光谱分析原理163

9.2.3 原子吸收光谱169

9.2.4 原子荧光光谱175

9.3 分子光谱177

9.3.1 分子光谱分析原理177

9.3.2 紫外、可见光吸收光谱177

9.3.3 红外吸收光谱181

9.3.4 分子荧光光谱186

本章小结188

思考题与习题188

10.1 扫描探针显微镜（SPM）190

10.1.1 扫描隧道电子显微镜（STM）190

第十章 其他显微分析方法简介190

10.1.2 原子力显微镜（AFM）194

10.2 X射线光电子能谱仪（XPS）199

10.2.1 XPS的基本原理200

10.2.2 X射线光电子能谱仪202

10.2.3 X射线光电子能谱分析与应用203

本章小结205

思考题与习题205

附录206

附录1 物理常数206

附录2 质量吸收系数μm206

附录3 原子散射因数f207

附录5 粉末法的多重性因数Phkl208

附录4 各种点阵的结构因数F？208

附录6 角因数？209

附录7 德拜函数？+？之值211

附录8 某些物质的特征温度？211

附录9 ？（？+？）的数值211

附录10 应力测定常数213

附录11 立方系晶面间夹角214

附录12 立方晶体与六方晶体可能出现的反射217

附录13 特征X射线的波长和能量表218

附录14 部分物相的d值表220

附录15 常见晶体结构倒易点阵平面基本数据表226

附录16 常见晶体的标准电子衍射花样234

参考文献238