《現代材料分析方法》是2023年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：現代材料分析方法
- 出版時間：2023年11月
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030722782
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書是關於材料分析方法的教材，全書共分四篇14章：第1章是緒論，概述目前材料研究領域的各種表征方法；第2～14章分別介紹紅外光譜和拉曼光譜、紫外-可見光譜、質譜、核磁共振波譜、X射線衍射技術、X射線光電子能譜、電子顯微分析基礎、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀、熱重分析技術、差示掃描量熱分析技術、動態力學熱分析技術的相關理論知識和套用案例。
圖書目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 材料的性能 1
1.2 材料性能微觀本質及影響因素 3
1.2.1 材料性能的微觀本質 3
1.2.2 材料性能的影響因素 3
1.3 材料結構分析方法 4
1.3.1 化學成分分析 5
1.3.2 微觀結構測定 6
1.3.3 顯微形態表征 7
1.4 分析方法的選擇 7
1.5 分析實例簡述 8
參考文獻 9
第一篇 波譜分析技術
第2章 紅外光譜和拉曼光譜 13
2.1 紅外光譜的基本原理 13
2.1.1 化學鍵的振動 13
2.1.2 分子振動與紅外光譜 14
2.1.3 紅外光譜的特點及譜圖 16
2.2 紅外光譜儀 19
2.2.1 紅外光譜儀的發展 19
2.2.2 傅立葉變換紅外光譜儀的工作原理 19
2.2.3 傅立葉變換紅外光譜儀的特點 20
2.2.4 紅外光譜附屬檔案 20
2.3 紅外光譜樣品製備 22
2.3.1 制樣時需注意的問題 22
2.3.2 固體樣品的製備 22
2.3.3 液體樣品的製備 24
2.3.4 氣體樣品的製備 24
2.4 紅外光譜特徵頻率 24
2.4.1 紅外光譜特徵頻率區域劃分 24
2.4.2 影響基團振動頻率的因素 25
2.4.3 紅外光譜吸收強度及其影響因素 30
2.5 紅外光譜圖的解析 32
2.5.1 紅外光譜解析方法 32
2.5.2 標準紅外光譜圖及檢索 33
2.5.3 紅外光譜一般解析步驟 34
2.6 有機化合物基團的特徵吸收 36
2.6.1 烷烴和環烷烴 36
2.6.2 烯烴 38
2.6.3 炔烴 39
2.6.4 芳香烴 40
2.6.5 醇和酚 41
2.6.6 醚 43
2.6.7 酮 44
2.6.8 醛 44
2.6.9 羧酸 45
2.6.10 羧酸酯 46
2.6.11 羧酸酐 47
2.6.12 醯鹵 47
2.6.13 胺及其鹽 48
2.6.14 醯胺 49
2.6.15 硝基化合物 50
2.6.16 含鹵素化合物 50
2.6.17 磷酸酯 51
2.6.18 有機矽化合物 52
2.7 紅外光譜在材料研究領域中的套用及案例 53
2.7.1 紅外光譜在高分子材料研究中的套用 53
2.7.2 紅外光譜在材料表面研究中的套用 57
2.7.3 紅外光譜在無機材料研究中的套用 57
2.7.4 紅外光譜在有機金屬化合物研究中的套用 57
2.8 紅外光譜新技術的套用及案例 58
2.8.1 時間分辨光譜的套用 58
2.8.2 變溫紅外光譜法的套用 60
2.8.3 紅外光譜差譜技術的套用 61
2.8.4 紅外衰減全反射技術的套用 62
2.8.5 氣相色譜-紅外光譜聯用技術 63
2.8.6 熱重分析-紅外光譜聯用技術 63
2.9 拉曼光譜簡介 64
2.9.1 光的散射 64
2.9.2 拉曼光譜選律 66
2.9.3 拉曼光譜的特徵譜帶及強度 66
2.9.4 拉曼光譜儀和制樣技術 67
2.9.5 拉曼光譜在材料研究中的套用及案例 67
2.10 紅外光譜分析技術的套用進展 73
參考文獻 74
習題 74
第3章 紫外-可見光譜 77
3.1 紫外-可見光譜基礎知識 77
3.1.1 紫外-可見吸收的產生 77
3.1.2 電子能級躍遷及吸收帶類型 78
3.1.3 紫外-可見光譜中常用的名詞術語 80
3.1.4 朗伯-比爾定律 81
3.2 影響紫外-可見光譜的因素 82
3.2.1 共軛效應 82
3.2.2 超共軛效應 83
3.2.3 立體效應 83
3.2.4 溶劑效應 84
3.2.5 pH的影響 85
3.3 紫外-可見光譜儀及測試技術 86
3.3.1 紫外-可見光譜儀構造及工作原理 86
3.3.2 紫外-可見光譜儀主要性能指標 90
3.3.3 樣品測試類型及範圍 90
3.3.4 樣品製備與測試方法 91
3.4 各類化合物的紫外-可見光譜 92
3.4.1 飽和烴化合物 92
3.4.2 簡單的不飽和化合物 93
3.4.3 烯烴 94
3.4.4 羰基化合物 96
3.4.5 芳香族化合物 98
3.4.6 含氮化合物 101
3.4.7 無機化合物 101
3.5 紫外-可見光譜的套用 102
3.5.1 化合物的鑑定 102
3.5.2 化合物的定量分析 103
3.5.3 有機化合物的結構推測 105
3.5.4 氫鍵強度的測定 106
3.5.5 聚合物研究中的套用 106
3.5.6 純度檢驗 107
3.6 紫外-可見光譜的新套用 107
3.6.1 無機材料的帶隙測定 107
3.6.2 薄膜材料的折射率及膜厚測量 107
3.6.3 原位變溫及光照測量 111
3.6.4 參比法測試螢光物質的量子產率 111
參考文獻 112
習題 112
第4章 質譜 114
4.1 質譜基礎知識 114
4.1.1 質譜簡介及特點 114
4.1.2 質譜儀基本構造及工作原理 114
4.1.3 質譜儀主要性能指標 116
4.1.4 樣品製備技術 117
4.1.5 樣品測試方法 118
4.1.6 質譜圖及常用名詞術語 118
4.1.7 質譜中的離子類型 119
4.2 離子裂解機理 121
4.2.1 離子的單分子裂解 121
4.2.2 離子豐度的影響因素 122
4.3 有機質譜中的裂解反應 123
4.3.1 自由基中心引發的a斷裂反應 124
4.3.2 電荷中心引發的i斷裂反應 124
4.3.3 環狀結構的裂解反應 125
4.3.4 自由基中心引發的麥氏重排反應 126
4.3.5 偶電子離子氫的重排 127
4.4 常見各類化合物的質譜 127
4.4.1 烴類 127
4.4.2 醇類 129
4.4.3 酚類 130
4.4.4 醚類 131
4.4.5 醛、酮類 132
4.4.6 羧酸類 132
4.4.7 酯 132
4.4.8 酸酐 133
4.4.9 醯胺 134
4.4.10 胺類 135
4.4.11 硝基化合物 135
4.4.12 腈類 135
4.4.13 硫醇和硫醚類 136
4.4.14 鹵化物 136
4.5 質譜的解析及套用 138
4.5.1 質譜的解析步驟 138
4.5.2 常見化合物的套用示例解析 141
4.6 質譜的新技術及套用 144
4.6.1 色譜-質譜聯用儀及其套用 144
4.6.2 電感耦合電漿質譜儀 145
參考文獻 146
習題 147
第5章 核磁共振波譜 152
5.1 核磁共振波譜基礎知識 152
5.1.1 核磁共振的基本原理 152
5.1.2 核磁共振的化學位移及其影響因素 155
5.1.3 自旋耦合 161
5.1.4 核磁共振碳譜 166
5.1.5 二維核磁共振 173
5.2 核磁共振波譜儀的結構及工作原理 177
5.2.1 核磁共振波譜儀的組成及超導磁體 177
5.2.2 核磁共振波譜儀工作原理 179
5.2.3 核磁共振波譜測試的制樣技術 179
5.3 核磁共振波譜在材料分析中的套用 181
5.4 核磁共振波譜測試案例圖譜解析 185
5.4.1 1H NMR測試案例圖譜解析 185
5.4.2 13C NMR測試案例圖譜解析 187
5.4.3 19F NMR、31P NMR等測試解析 188
參考文獻 190
習題 191
第二篇 X射線分析技術
第6章 X射線衍射技術 197
6.1 X射線衍射基本原理 197
6.1.1 晶體結構基礎 197
6.1.2 晶向與晶面 201
6.1.3 六方晶系中的晶向指數與晶面指數 202
6.1.4 倒易空間 203
6.1.5 布拉格公式 205
6.1.6 原子散射因子 207
6.1.7 結構因子 208
6.1.8 多重因子 210
6.1.9 角因子 210
6.2 X射線衍射儀基本結構 211
6.2.1 X射線光源 211
6.2.2 X射線光譜 213
6.2.3 X射線衍射光路 214
6.2.4 X射線探測器 218
6.3 X射線衍射基本測試方法與案例 220
6.3.1 粉末衍射（θ-2θ掃描） 220
6.3.2 晶粒尺寸的測定 225
6.3.3 搖擺曲線 225
6.3.4 單晶取向關係與織構測定 226
6.3.5 倒易空間掃描 228
6.3.6 掠入射X射線衍射 230
6.3.7單晶衍射及結構解析 231
6.4 Rietveld結構精修 233
6.4.1 Rietveld結構精修的基本原理 233
6.4.2 Rietveld結構精修的策略與步驟 235
6.4.3 Rietveld結構精修典型套用實例 236
6.5 X射線反射測試原理與套用 238
6.5.1 X射線反射基本原理 238
6.5.2 X射線反射測試的數據擬合方法 239
6.6 小角X射線散射分析技術 241
6.6.1 SAXS與XRD分析的區別 241
6.6.2 SAXS的套用範圍 242
6.6.3 SAXS的基本理論 242
6.6.4 SAXS在納米粒子中的套用 243
6.6.5 SAXS在聚合物結晶性能上的套用 245
6.6.6 SAXS其他分析方法 247
6.7 特殊套用案例 247
6.7.1 晶格常數測定與誤差分析方法 247
6.7.2 位錯密度與微觀應變 250
6.7.3 固溶體固溶度與有序度測定 251
參考文獻 254
習題 255
第7章 X射線光電子能譜 256
7.1 XPS基本原理和專業術語 256
7.1.1 光電效應 256
7.1.2 XPS工作原理 256
7.1.3 原子能級的劃分 258
7.1.4 信息深度 259
7.2 X射線光電子能譜儀結構 259
7.2.1 快速進樣室 260
7.2.2 X射線源 260
……
