Materials Science with Ion Beams pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Bernas, Harry 编

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:

价格:$ 236.17

装帧:

isbn号码:9783540887881

丛书系列:

图书标签:

材料科学
离子束
材料改性
表面工程
薄膜技术
材料分析
辐照损伤
纳米材料
半导体材料
等离子体材料科学

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具体描述

This book introduces materials scientists and designers, physicists and chemists to the properties of materials that can be modified by ion irradiation or implantation. These techniques can help design new materials or to test modified properties; novel applications already show that ion-beam techniques are complementary to others, yielding previously unattainable properties. Also, ion-beam interactions modify materials at the nanoscale, avoiding the often detrimental results of lithographic or chemical techniques. Here, the effects are related to better-known quasi-equilibrium thermodynamics, and the consequences to materials are discussed with concepts that are familiar to materials science. Examples addressed concern semiconductor physics, crystal and nanocluster growth, optics, magnetism, and applications to geology and biology.

好的，以下是针对一本名为《Materials Science with Ion Beams》的图书，撰写的一份不包含其内容的、详细的图书简介。这份简介将聚焦于其他材料科学领域，内容翔实，力求自然流畅。 --- 《晶体结构与缺陷的现代表征：从电子显微镜到同步辐射技术》图书简介本书全面深入地探讨了现代材料科学领域中，用于解析和理解物质微观结构与宏观性能之间关系的尖端表征技术。重点聚焦于非离子束驱动的、基于散射、光谱和成像方法的材料分析，旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一套系统的理论框架和前沿实验指南。第一部分：电子显微学基础与高级成像技术本部分奠定了现代材料研究的基石——电子显微技术。我们首先从布朗运动、电子衍射理论回顾了透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）的基本原理，特别是束斑衍射（SAD）在确定晶体取向和相组成中的应用。随后，深入剖析了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）的成像机制，重点讲解了相位衬度理论，如何利用像差校正器提升分辨率至原子尺度，并详述了如何通过图像处理（如图像重建算法）来精确确定晶格缺陷位置和界面结构。我们详细讨论了扫描透射电子显微镜（STEM）的独特优势，特别是其对轻元素的高灵敏度，以及利用环形探测器（如ADF、HAADF）进行定量形貌分析和Z-对比成像的方法。在电子显微学的应用篇章中，本书着重介绍了电子背散射衍射（EBSD）技术。EBSD作为一种强大的工具，用于分析大面积样品的晶粒取向、晶界特征、应力分布和织构演化。我们不仅解释了菊池花样的形成机理，还详细阐述了如何利用EBSD数据进行三维晶体学重构和有限元模型验证。第二部分：X射线散射与结构解析本部分聚焦于X射线在材料结构分析中的核心地位，这是理解晶体与非晶态材料结构信息不可或缺的手段。粉末X射线衍射（PXRD）的理论与实践占据了重要篇幅。内容涵盖了布拉格定律的深入解析、衍射峰的强度与位置的物理意义，以及如何通过Rietveld精修法从衍射图谱中提取晶胞参数、原子位置、微观应变和晶粒尺寸等定量信息。我们提供了针对复杂多相体系和纳米材料的专业分析流程。小角X射线散射（SAXS）作为研究纳米尺度形貌（如孔隙率、沉淀物、聚合物链结构）的有力工具，被系统介绍。本书详细阐述了Guinier近似、Porod定律，并展示了如何利用SAXS数据重建散射体的形状因子和结构因子，特别是在多孔材料和胶体体系中的应用实例。此外，同步辐射X射线技术的应用被提升到专门章节讨论。我们详细介绍了高通量衍射、X射线吸收谱（XAS，包括XANES和EXAFS）在确定元素价态、近邻环境和局域结构上的不可替代性。这些技术为理解催化剂活性中心、电池电极材料的充放电相变提供了关键的原子尺度见解。第三部分：光谱学与化学态分析本卷探讨了利用物质与电磁波相互作用的能量转移机制，来揭示材料的化学成分、电子态和分子振动特性。能量色散X射线光谱（EDS）与波长色散X射线光谱（WDS）作为元素分析的主流方法，被详尽对比。本书侧重于提高定量分析的准确性，包括对薄膜效应、次级X射线产生以及基体效应（ZAF校正）的精确处理。拉曼光谱（Raman Spectroscopy）被深入解析为一种强大的无损探针，用于识别化学键、晶格振动模式和应力状态。章节涵盖了从基础的斯托克斯/反斯托克斯散射到共振拉曼、表面增强拉曼散射（SERS）等高级技术，尤其关注其在二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的层数确定和缺陷识别中的应用。 X射线光电子能谱（XPS）作为表面敏感的化学态分析工具，被详细介绍。我们关注如何通过精确测量光电子的动能和强度，推导出元素的化学位移、俄歇参数以及污染物的识别，从而对材料的表面钝化层、氧化态分布进行精确界定。第四部分：热学、力学性能的关联与原位测试本部分将结构表征与材料的宏观性能测试相结合，强调理解“结构-性能”关系的必要性。在热分析方面，差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）被用于精确测定相变温度、热容、热稳定性和分解动力学。在力学性能测试方面，本书重点介绍了纳米压痕技术（Nanoindentation），特别是如何结合原位光学和电镜观察，研究材料在单晶粒尺度下的硬度、弹性模量和粘塑性行为。详细阐述了 Oliver-Pharr 接触面积模型和连续刚度测量法（CSM）。最后，本书强调了原位（In-situ）实验的未来方向。我们展示了如何在反应气氛、温度梯度或机械应力场下，同步进行电子衍射、同步辐射散射或光谱测量，从而实时捕捉材料在真实服役条件下发生的结构演化和相变过程，为材料的可靠性设计提供直接证据。《晶体结构与缺陷的现代表征：从电子显微镜到同步辐射技术》是材料研究者从“看到”到“理解”跨越的关键桥梁，它集合了当前最尖端、最可靠的结构解析工具，构建了一个全面且相互关联的分析方法论体系。