《材料研究方法》是高等學(xué)校材料類專業(yè)的核心課程之一。本教材內(nèi)容安排體現(xiàn)對(duì)人才四方面能力的培養(yǎng)：采用科學(xué)方法研究的能力、了解現(xiàn)代工具的工作原理和使用方法的能力、針對(duì)性選擇使用現(xiàn)代工具的能力、與同行溝通交流的能力。
本書主要內(nèi)容包括金相顯微分析、X射線分析、透射電子顯微分析、掃描電子顯微分析、掃描探針顯微分析五篇17章，設(shè)立專門的章節(jié)對(duì)同步輻射X射線斷層掃描技術(shù)、單晶材料的取向與應(yīng)力問題、電子背散射衍射技術(shù)、原位透射電子顯微鏡技術(shù)、掃描探針顯微技術(shù)進(jìn)行介紹，并穿插數(shù)據(jù)分析軟件的介紹，提高實(shí)用性。在表達(dá)形式上，注重對(duì)重點(diǎn)問題詳細(xì)討論，對(duì)容易出錯(cuò)的概念深入剖析，對(duì)容易混淆的概念逐一對(duì)比。
為提高可讀性和啟發(fā)性，本教材穿插介紹科學(xué)史上的典型發(fā)現(xiàn)、發(fā)明故事，融入中國(guó)傳統(tǒng)文化、西遷精神等課堂思政內(nèi)容。
本書既適合作為高等學(xué)校材料類專業(yè)本科、研究生的教材，也可為機(jī)械、能源動(dòng)力、電子、電氣、航空航天等工科專業(yè)的學(xué)生提供幫助與參考。
陳凱，西安交通大學(xué)教授，2005年于北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，2009年于美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校獲得哲學(xué)博士學(xué)位，2007-2009年博士在讀期間獲得美國(guó)能源部資助，在美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)光源同步輻射實(shí)驗(yàn)裝置擔(dān)任訪問研究助理，2009-2011年在加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室各進(jìn)行了為期一年的博士后研究工作。2011年8月加入西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，教育部“新世紀(jì)人才”支持計(jì)劃。
工作簡(jiǎn)歷：
2011.08 – 2016.09 西安交通大學(xué) 副教授
2016.10 – 至今 西安交通大學(xué) 教 授
研究領(lǐng)域方向：
同步輻射微衍射技術(shù)的軟/硬件發(fā)展及在材料研究中的應(yīng)用
科研項(xiàng)目：
1、國(guó)家自然科學(xué)基金面上基金項(xiàng)目，51671154、裂變產(chǎn)物碲對(duì)鎳基合金微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能演化影響的研究、2017/01-2020/12、60萬元、在研、主持。
2、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，2016YFB0700400、先進(jìn)材料多維多尺度高通量表征技術(shù)、2016/07-2021/06、2600萬元、在研、參與。
3、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973計(jì)劃），2015CB057400、航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行安全基礎(chǔ)研究、2015/01-2019/08、3500萬元、在研、參與。
4、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目，51302207、微納尺度VO2 的力致相變機(jī)制及力電耦合性能研究、2014/01- 2016/12、25萬元、已結(jié)題、主持。
5、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金項(xiàng)目，11132006、亞微米尺度位錯(cuò)主導(dǎo)的晶體材料力學(xué)行為研究、2012/01-2016/12、320萬元、已結(jié)題、參加。
第一篇金相顯微分析
第1章光學(xué)顯微鏡 2
1.1成像方式 2
1.2成像的關(guān)鍵要素 3
1.3顯微鏡的分辨率 5
1.4景深和焦深 8
習(xí)題 10
第二篇X射線分析
第2章晶體學(xué)基礎(chǔ) 12
2.1晶體的定義與特征 12
2.2對(duì)稱性 14
2.3點(diǎn)陣和基元 15
2.4晶系 19
2.5布拉菲格子 21
2.6晶向 23
2.7晶面 24
習(xí)題 27
第3章X射線簡(jiǎn)介 28
3.1X射線的本質(zhì) 28
3.2X射線的產(chǎn)生 29
3.3X射線的吸收 32
3.4X射線的探測(cè) 35
3.5X射線的應(yīng)用 36
習(xí)題 38
第4章X射線斷層掃描 39
4.1X射線斷層掃描基本原理 39
4.2X射線斷層掃描術(shù)的衍射襯度 46
習(xí)題 50
第5章X射線衍射的方向 51
5.1布拉格定律 51
5.2勞厄方程 53
5.3埃瓦爾德球 56
5.4三種典型的衍射方法 59
習(xí)題 63
第6章X射線衍射的強(qiáng)度 64
6.1X射線與孤立電子的相互作用 64
6.2X射線在單原子上的散射 67
6.3X射線在單個(gè)晶胞上的散射 68
6.4結(jié)構(gòu)因子與消光條件 71
6.5德拜衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度 74
6.6小結(jié) 79
習(xí)題 80
第7章多晶殘余應(yīng)力的X射線衍射測(cè)量 81
7.1殘余應(yīng)力的分類 81
7.2單軸應(yīng)力的測(cè)量 82
7.3平面應(yīng)力的測(cè)量 84
7.4 衍射角的選擇及誤差分析 88
習(xí)題 90
第8章同步輻射微束勞厄衍射 91
8.1實(shí)驗(yàn)裝置及方法 91
8.2衍射譜的解析 92
8.3單晶取向的表達(dá) 94
8.4取向差的計(jì)算與晶界的表征 95
8.5單晶應(yīng)力應(yīng)變的測(cè)量 97
8.6案例：固態(tài)電解質(zhì)的應(yīng)變演化 100
習(xí)題 102
第三篇透射電子顯微分析
第9章電子光學(xué)及透射電子顯微鏡 104
9.1電子光學(xué)原理簡(jiǎn)述 104
9.2電子波與電磁透鏡 110
9.3電磁透鏡的像差與分辨率 113
9.4電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng) 118
9.5透射電鏡的結(jié)構(gòu)及成像原理 119
9.6透射電鏡的主要部件及工作原理 123
9.7透射電子顯微鏡成像的分辨率 133
9.8透射電鏡樣品的制備 136
習(xí)題 143
第10章電子衍射 144
10.1電子衍射基本原理 144
10.2透射電鏡中的電子衍射 152
10.3單晶電子衍射花樣標(biāo)定 156
10.4復(fù)雜電子衍射花樣 159
10.5微束電子衍射 161
習(xí)題 163
第11章透射電子顯微成像 164
11.1襯度及其分類 164
11.2衍射運(yùn)動(dòng)學(xué)簡(jiǎn)介 169
11.3衍射動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介 173
11.4典型的襯度 176
11.5晶體缺陷分析 181
習(xí)題 187
第12章高分辨透射電子顯微成像 188
12.1高分辨透射電子顯微成像的原理 188
12.2HRTEM圖像模擬、處理與定量分析 193
12.3HRTEM分析晶體缺陷結(jié)構(gòu)實(shí)例 201
習(xí)題 207
第四篇掃描電子顯微分析
第13章掃描電子顯微鏡成像 209
13.1掃描電鏡的基本原理 209
13.2掃描電鏡的結(jié)構(gòu) 211
13.3掃描電鏡的信號(hào)來源 214
13.4掃描電鏡的分辨率 217
13.5掃描電鏡成像的襯度 223
習(xí)題 226
第14章能譜與波譜 227
14.1基本原理 227
14.2能譜儀與波譜儀的設(shè)備特點(diǎn) 229
14.3能譜儀與波譜儀的性能對(duì)比 233
習(xí)題 235
第15章電子背散射衍射 236
15.1基本原理：菊池線與菊池譜 236
15.2實(shí)驗(yàn) 238
15.3菊池譜標(biāo)定 239
15.4數(shù)據(jù)解讀 240
15.5XtalCAMP軟件簡(jiǎn)介 243
15.6電子背散射衍射應(yīng)用舉例 248
習(xí)題 251
第五篇掃描探針顯微分析
第16章掃描隧道顯微鏡 253
16.1掃描隧道顯微鏡原理 253
16.2掃描隧道顯微鏡設(shè)備 254
16.3掃描隧道顯微鏡的應(yīng)用 257
習(xí)題 260
第17章原子力顯微鏡 261
17.1原子力顯微鏡成像原理 261
17.2原子力顯微鏡設(shè)備與工作模式 262
17.3原子力顯微鏡的應(yīng)用及拓展 264
習(xí)題 267
參考文獻(xiàn)
書單推薦
