中国煤的扫描电子显微镜研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:地质出版社

作者:张慧

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-07-01

价格:60.0

装帧:简裝本

isbn号码:9787116038073

丛书系列:

图书标签:

• 煤
• 扫描电子显微镜
• SEM
• 煤炭科学
• 材料科学
• 矿物学
• 能源
• 微观结构
• 中国煤
• 地质学

矿物形貌与微观结构解析：现代地球科学前沿技术应用 本书籍聚焦于利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）技术，对各类地质样品——尤其是非常规能源矿物和重要工业矿物——的微观形貌、晶体结构、表面纹理及其多相界面进行深入、系统的探究与表征。全书基于大量的实验数据和前沿的分析方法，旨在为地球科学、材料科学、能源地质学等领域的科研人员、工程师及研究生提供一套全面、实用的微观结构分析工具箱与理论框架。 第一章 扫描电镜技术基础与矿物学应用原理 本章系统阐述了扫描电子显微镜的基本原理、仪器结构及其在矿物学研究中的核心优势。重点解析了电子束与样品相互作用的物理机制，包括二次电子（SE）、背散射电子（BSE）的产生及其成像对比度形成机理。特别探讨了如何利用不同成像模式（如高真空模式、低真空模式）来适应不同样品（如亲水性、导电性差异大的矿物）的观察需求。 此外，本章详细介绍了矿物相的识别和定量分析技术。通过对背散射电子图像中原子序数衬度（Z-contrast）的精确解读，读者将学习如何区分结构差异显著的共生矿物。同时，结合能谱分析（EDS）的基础理论，阐述了如何通过元素定性和半定量分析，辅助进行矿物相的精确化学成分确认，为后续的结构-性能关系研究打下坚实基础。 第二章 非常规能源矿物微观形貌演化史 本章将研究的焦点集中于非常规能源矿物体系，特别是页岩、致密砂岩等复杂储层中的关键组分。通过SEM观察，我们揭示了孔隙结构、喉道连通性及其矿物胶结作用如何控制着流体的运移和渗流特性。 详细分析了黏土矿物（如伊利石、高岭石、蒙脱石）在成岩过程中的晶体生长形态及其对孔隙的充填作用。对于重要含能矿物，如碳酸盐矿物和自生石英，本书利用高倍率图像展示了其微晶结构、自形程度与碎屑颗粒的胶结关系。此外，还深入探讨了微裂隙网络在沉积物压实、成岩作用和构造应力下如何演化，并如何通过SEM图像直观地揭示这些微结构如何影响储层的宏观力学响应和渗流性能。 第三章 矿物表面反应与界面微观结构研究 矿物表面的活性位点和固-液界面是控制地球化学反应速率的关键因素。本章利用高放大倍率的SEM图像，结合原位（in-situ）或类原位（near-in-situ）实验技术，记录了矿物溶解、沉淀和表面蚀变过程的动态变化。 研究了不同pH值和温度条件下，特定金属氧化物或硅酸盐矿物表面特征（如凹坑、台阶、腐蚀锋）的形成机制。重点分析了自生次生矿物的成核与生长过程，包括微晶体的形貌控制因素（如表面能、扩散限制）以及它们如何选择性地填充到岩石基质的微小孔隙或裂隙中。通过对这些界面微结构的精确成像，为理解地球化学反应机理和污染物迁移转化提供了直接的微观证据。 第四章 关键工业矿物的晶体生长与缺陷分析 本章超越了能源地质领域，扩展至对具有重要工业价值的矿物（如稀有金属矿物、功能性陶瓷前驱体）的微观结构剖析。 我们利用SEM技术，结合电子背散射衍射（EBSD）技术的数据关联分析，对矿物的晶粒尺寸分布、晶粒取向性（织构）和晶界特征进行了详细研究。对单晶或微晶集合体的表面形貌分析，揭示了其生长过程中的孪晶、阶梯状生长和晶格缺陷的外部表现。例如，在对特定氧化物晶体的研究中，SEM不仅展示了其宏观颗粒的尺寸和均匀性，更通过观察其表面微观的台阶结构，反推了高温合成过程中的表面扩散机制和界面能的调控效果。这对于优化合成工艺、控制材料的功能性至关重要。 第五章 SEM数据的高级图像处理与定量表征方法 为确保微观结构分析的科学性和可重复性，本章详细介绍了从原始SEM图像到可用于定量分析数据的转换流程。 内容涵盖了图像增强技术（如去噪、对比度拉伸）在矿物相边界识别中的应用。重点讲解了如何利用图像分割算法（基于灰度或边缘检测）实现孔隙率、颗粒形态参数（如长宽比、圆度）的自动化测量。此外，深入探讨了结合SEM/EDS数据进行三维重建（如通过系列剖面法或立体对）的原理和局限性，强调了如何通过微观结构参数的统计分析（例如，颗粒尺寸分布的概率密度函数），建立微观形貌与宏观物性（如强度、导电性、吸附性）之间的定量关联模型。 第六章 现代分析技术与SEM的交叉集成应用 本章旨在展示SEM作为核心成像工具，如何与其他微观分析技术（如透射电子显微镜TEM、聚焦离子束FIB、同步辐射X射线CT等）进行有效集成，以实现更深层次的结构-成分解析。 重点阐述了FIB-SEM联用技术在制备高精度电镜样品（如薄片）中的关键作用，以及如何利用这些样品进行亚纳米尺度的晶格缺陷观察。讨论了SEM/EDS与微区X射线衍射（Micro-XRD）或拉曼光谱相结合，实现“形貌识别-成分确认-晶体结构验证”的完整分析链条。通过具体的案例分析，展示了集成方法在解析复杂多相材料中微结构异质性方面的强大能力。 总结： 本书是一部聚焦于“形貌-结构-性能”微观联系的专业参考书，它不提供具体煤岩学或能源地质学的理论模型，而是提供一套严谨、前沿的工具和方法论，用以解析任何固体材料在微观尺度上的物理化学信息。通过对电子显微镜技术的精深应用，读者将能够准确捕捉和量化矿物世界中隐藏的复杂信息。

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整本书散发出来的是一种强大的知识密度和学术厚重感，它绝非一本供人茶余饭后的休闲读物，而是一部需要心无旁骛、沉下心来细细研读的工具书和参考典籍。从它所采用的专业术语的准确性，以及对理论模型的引用深度来看，作者对该领域的掌握已经达到了炉火纯青的地步。这种“深度优先”的撰写风格，意味着读者必须具备一定的基础背景才能顺畅阅读，它成功地划清了与科普读物的界限。然而，正是这种不妥协的深度，赋予了它长久的生命力——它不会因为技术的快速迭代而迅速过时，因为它触及的是更底层的、更本质的规律。这本书的目标读者显然是资深的科研工作者和高年级研究生，它提供的知识增量是显著的，它像是一把精密的钥匙，能够开启那些尚未被充分理解的学科深层结构，对于推动领域内的高级研究具有不可替代的支撑作用。

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这本书的引言部分处理得极其老到，它没有陷入冗长或空泛的行业概述中，而是用了一种近乎“叙事”的笔法，迅速将读者带入一个特定的研究情境。作者似乎非常懂得如何拿捏读者的好奇心，开篇就提出了一系列引人深思的悬而未决的问题，这些问题并非那种老生常谈的理论挑战，而是非常具体、与实际应用紧密相关的前沿困惑。这种“问题先行”的策略，立刻激发了我的求知欲，让我迫不及待想知道作者是如何一步步找到解答的。此外，引言中对研究历史的回顾也处理得十分精炼，它没有面面俱到地罗列文献，而是精准地指出了当前研究领域存在的关键“空白点”，并明确了本书旨在填补的正是这些空白。这种自信而精准的定位，赋予了整本书一种不容置疑的学术使命感，让人相信，接下来的内容绝非重复劳动，而是真正具有开创性的探索。

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我注意到书中对实验方法论的描述部分，其严谨程度达到了近乎苛刻的程度。虽然我尚未深入阅读具体的数据分析环节，但从对仪器参数设定的描述中，就能窥见作者团队在实验操作上的细致入微。他们似乎没有放过任何一个可能影响结果的微小变量，从试样的制备环境控制到观测时间的精确选取，都有详尽的记录。这种对“如何做”的极度重视，体现了一种极高的科学伦理标准。很多技术专著往往过于侧重“发现了什么”，而忽略了“是如何发现的”，这本书显然避免了这种倾向。这种详尽的方法论阐述，不仅为同行提供了可靠的复现基础，更重要的是，它向读者展示了一种对待科学探索应有的态度——耐心、细致、一丝不苟。它不仅仅是提供知识，更是在传授一种科学思维模式和操作规范，这种教育意义是极其宝贵的。

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这本书的装帧设计着实引人注目，封面采用了一种沉稳的深灰色调，上面用了一种烫金的字体印着书名，那种质感让人一眼就能感受到这是一本严肃的学术专著。我特别欣赏封面设计中融入的微观图像元素，虽然没有直接展示书中的具体内容，但那种抽象的、布满纹理的图案，仿佛在预示着即将展开的微观世界探索之旅。内页纸张的选择也相当考究，触感细腻，印刷清晰，即便是对细节敏感的读者也能感到舒适。更值得称赞的是，这本书的排版布局非常清晰，章节之间的过渡自然流畅，大量的图表和公式被巧妙地穿插在正文中，这种视觉上的平衡感，极大地减轻了阅读那些高密度信息时的心理负担。拿到手上沉甸甸的分量，就让人对作者投入的心血有了直观的认知。整体来看，这本书在视觉传达上达到了极高的水准，它不仅仅是一本知识的载体，更像是一件值得收藏的艺术品，预示着其中蕴含的知识体系的精深与广博，让人对即将开启的阅读充满期待和敬意。这种对外部呈现的极致追求，无疑为读者进入复杂的主题领域打下了一个坚实而愉悦的心理基础。

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这本书的目录结构简直像一张精密的手绘地图，它清晰地勾勒出了一系列环环相扣的研究主题，从宏观的背景铺陈到微观的机制剖析，逻辑链条紧密得几乎找不到一丝松动。我翻阅了各个章节的标题，能感受到作者在构建这个知识体系时所花费的心思。例如，不同阶段的“前处理技术探讨”和“形貌演变分析”这两个板块的并列，暗示着作者采用了非常系统化、流程化的研究方法，而不是零散的经验堆砌。这种条理分明的组织方式，对于初涉此领域的读者来说，无疑是一个极大的福音，它提供了一个清晰的路径，避免了在浩瀚的专业术语中迷失方向。不同于某些专业书籍内容跳跃、前后呼应不足的通病，这本书的章节标题本身就具有很强的指引性，它们像一系列精心设置的门槛，每跨过一个，读者都能确保自己已经掌握了前一个知识点，并为理解后续更深层次的内容做好了充分准备。这种精心设计的知识阶梯，是衡量一本学术著作价值的重要标准之一。

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