Analysis of Transport Phenomena pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:OUP USA

作者:William M. Deen

出品人:

页数:618

译者:

出版时间:1998-3-26

价格:GBP 92.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780195084948

丛书系列:

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现代材料科学中的先进表征技术：原理与应用 作者： [此处留空，或根据需要添加作者信息] 出版社： [此处留空，或根据需要添加出版社信息] ISBN： [此处留空，或根据需要添加ISBN信息] --- 内容简介 本书旨在为材料科学家、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且实用的指南，聚焦于现代材料科学研究中最前沿和最关键的先进表征技术。我们理解，对材料微观结构、化学成分、界面行为和动态过程的精确理解是推动材料创新和解决实际工程挑战的基石。因此，本书的撰写旨在超越基础教科书的范畴，深入探讨如何选择、操作、解释复杂表征数据的策略与技巧，从而揭示材料在原子尺度到宏观尺度上的本质行为。 本书的结构设计旨在实现理论深度与实践应用的完美结合。我们首先建立一个坚实的理论框架，随后详细剖析一系列互补的技术体系，重点阐述它们在解决当代材料科学热点问题中的独特价值。 第一部分：基础理论与谱学技术（Spectroscopy Foundations） 本部分将首先回顾与材料表征密切相关的量子力学基础和相互作用原理，为后续复杂技术的理解奠定必要的理论基础。 第一章：材料微观结构与相互作用基础 深入探讨电子、光子、中子与物质相互作用的物理机制。重点讨论散射截面、相互作用长度、能量转移机制（如激发、弛豫、弛豫时间）在不同尺度下的影响。这为理解X射线、电子束和离子束技术的物理本质提供了前提。 第二章：X射线衍射与散射（XRD/SAXS） 本书将详细阐述晶体结构分析的基石——X射线衍射（XRD）。内容涵盖布拉格定律的深入应用、粉末衍射与单晶衍射的差异、以及如何利用 Rietveld 精修方法解析复杂晶体结构和缺陷。更进一步，我们将引入小角X射线散射（SAXS），阐述其在确定纳米粒子尺寸分布、聚合物链构象和多孔材料孔隙结构等非晶或介观结构方面的关键作用，并讨论如何结合 SAXS 与 TEM 数据进行结构重构。 第三章：光电子能谱与俄歇电子能谱（XPS/AES） 聚焦于材料表面和近表面化学态分析的关键技术。XPS 部分将深入解析光电离过程、俄歇衰变机制，以及如何通过峰位偏移、半高宽分析和峰拟合来精确确定元素的化学价态、配位环境和化学键合信息。特别关注高灵敏度技术在催化剂失活机制、薄膜界面反应和腐蚀产物分析中的应用。AES 部分则强调其在原子级深度剖析和高空间分辨率化学分析中的优势。 第四章：能量色散X射线光谱法（EDS）及其高阶应用 本章侧重于如何利用扫描电镜（SEM/TEM）中集成的 EDS 系统进行元素定性和定量分析。除了基础的 ZAF 校正理论，本书将重点讨论轻元素（Li, B, C, N, O）的精确检测挑战，以及利用先进的算法（如先进的去卷积技术）来处理严重的峰重叠问题，确保在复杂多相材料中的高精度成分分析。 第二部分：微观成像与形貌分析（Microscopy and Morphology） 本部分聚焦于利用高能粒子束或电子束对材料进行高分辨率成像和局部分析的技术。 第五章：透射电子显微镜（TEM）：原理、操作与图像解析 本书将TEM的介绍提升到“解析工具”的层面。详细阐述电子束的传播特性、像差校正技术的原理及其对分辨率的提升。图像解析部分，我们将重点讲解高分辨透射电镜（HRTEM）中的晶格成像、衬度模拟（例如强束和弱束条件下的对比度差异），以及如何利用傅里叶变换和晶格矢量分析来识别晶格缺陷、层错和孪晶界。此外，同步的电子衍射（SAED）技术在确定局部晶体取向和应变场分析中的应用也将被详细阐述。 第六章：扫描电子显微镜（SEM）与场发射技术 SEM部分超越了基础形貌观察，专注于如何通过背散射电子（BSE）的成分对比度成像、二次电子（SE）的表面敏感性，以及高角度环形背散射电子（HAADF-STEM，作为STEM的延伸讨论）来解析微结构的组成梯度和晶体学取向。重点讨论背散射成像在半导体、地质材料和复合材料中的判读技巧。 第七章：聚焦离子束（FIB）技术在样品制备与原位研究中的应用 FIB 被视为现代显微分析的关键使能技术。本书将详细介绍 FIB 的离子源（Ga, Xe, He, Pt 等）特性，以及如何利用其进行纳米级材料的精准去除、微区成分富集和交叉截面制备。更关键的是，我们将探讨 FIB 如何与 TEM/EDS 联用，实现对特定缺陷的定位分析，以及在原位电镜实验中构建微型器件结构。 第三部分：动态过程与特定材料的表征（Dynamic and Specialized Analysis） 本部分关注材料在特定环境（如温度、应力、电化学过程）下的行为，以及针对特定材料体系的专业表征手段。 第八章：原位（In-Situ）和时间分辨表征技术 理解材料的“活体”行为是现代材料研究的迫切需求。本章将详细介绍如何将传统技术（如XRD、Raman、TEM）与环境控制台（加热/冷却台、原位电化学池、机械加载装置）相结合。讨论在加热过程中监测相变、在应力作用下观察位错运动，以及在反应环境中实时监测催化活性位点变化的实验设计和数据采集策略。特别关注高帧率成像和快速数据采集在捕捉瞬态过程中的重要性。 第九章：拉曼散射光谱与红外吸收光谱（Raman & FTIR） 作为分子振动和晶格振动的探针，拉曼和红外光谱提供了独特的化学键和晶格动力学信息。Raman 部分将重点讨论斯托克斯/反斯托克斯散射的量子理论，以及如何利用拉曼位移来评估晶格应变（如在半导体异质结构中）和缺陷激活。FTIR 则侧重于分析聚合物和生物材料中的官能团和氢键网络。特别讨论表面增强拉曼散射（SERS）在痕量分析中的应用。 第十章：原子探针断层扫描（APT）与三维化学重建 APT 是目前唯一能够提供近原子分辨率三维化学测量的技术。本章将详述飞行时间质谱原理、场蒸发过程的物理模型，以及如何将海量的时间/质量/位置数据重建为高质量的三维原子图谱。重点讨论如何利用APT数据解析纳米沉淀物的化学偏析、晶界杂质的分布，以及界面处的超细微化学梯度，克服传统剖面分析的空间限制。 第十一章：介观结构与界面分析的高级技术：AFM与STM 扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）作为表面形貌和电子态的探针，在本章中被深入探讨。STM部分将侧重于隧道电流的量子力学描述、$dI/dV$谱在态密度（DOS）分析中的应用，以及如何利用针尖工程实现对特定分子或原子团簇的操纵。AFM部分，除了形貌测量，还将详细阐述其在力学表征（如AFM压入测试、纳米硬度）、磁力显微镜（MFM）和电势测量（KPFM）等功能模式下的数据解析，特别关注这些技术在软物质和二维材料界面研究中的价值。 总结与展望 本书最后将概述如何将上述多种表征数据进行多模态数据融合，以构建一个更完整、更可靠的材料性能-结构关系模型。本书的最终目标是培养读者批判性思维，使其能够根据特定的科学问题，设计出最优化的、组合式的表征方案，从而跨越实验瓶颈，推动新材料的发现与优化。本书所涵盖的分析深度和广度，为读者提供了进入材料科学前沿研究领域的坚实工具箱。

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