材料测试分析综合实验教程

现代测试分析实验教学是材料科学与工程复合型人才培养体系的重要组成部分。近年来，材料现代分析测试技术发展迅速，传统材料结构与成分分析测试仪器均融入了众多新技术和新方法，可实现多种新应用。目前虽然已有一些有关材料分析与测试方法方面的教材或教学参考书，但大多均集中阐述某一类测试分析方法，而且呈现较强的理论性；对于实践部分的介绍相对弱化，也缺乏对新技术、新方法应用的介绍，无法满足国家培养卓越工程师人才战略的更高要求。因此，迫切需要一本能融合新技术、新方法，而且技术涵盖面更宽，各实验章节相对独立，实践性强，并能紧密联系现代分析方法理论与实践的有关材料测试分析技术实践的教程，为此我们编写了本书。
由于不同品牌的现代分析测试仪器的分析原理基本相同，仪器构造相近，本书以更新的主流测试分析仪器为介绍对象，重点介绍材料现代分析测试的基本原理、仪器构造、实验方法与技术等，涵盖X射线衍射分析、电子显微分析、谱学分析以及其他现代分析测试方法四个部分，包括37个材料学科基础和重要的测试分析实验。本书还重点阐述了每个实验的实验目的、基本原理、实验仪器构造与配置、实验内容、实验参数选择原则、仪器操作规程、实验步骤与数据分析方法等内容，并提出了实验报告要求和与实验相关的思考题。本书的编写旨在为高等院校材料科学与工程、化学、化工、生物工程等专业的本科生、研究生提供实验教学用书，也可供从事材料科学与工程领域研制、开发、测试工作的科技人员和工程技术人员参考。
本书的主要编写特点是优化、整合分属不同课程的材料结构、化学成分和理化性质的测试分析方法，可适应不同专业学生现代分析测试的实验实践要求；本教程在内容上还着重介绍了实验仪器构造、测试原理、仪器配置和参数设置原则，可促进学生对实验深度的掌握，培养实验创新能力。此外，本书力图在吸纳国内同类教材精华内容的同时，引入当前国内外更新的实验技术与方法，使本书具有较宽的适应性，同时兼具针对性和先进性。
本书由俞瀚、黄清明、汪炳叔等编著。主要分工如下：实验1～8由郑振环编写；实验9～14，实验25～27由黄清明编写；实验15～24由汪炳叔编写；实验28，实验30～32和实验34由曹静编写；实验29，实验33和实验35～37由王国强编写。全书由俞瀚负责统稿和最终定稿。参加本书的编写人员，均为福州大学材料学院和福州大学测试中心长期从事材料测试分析的一线教学和工程技术人员。在本书编写过程中，还得到俞建长、李强两位教授的大力支持和帮助，在此表示感谢！本书在编写时还参考了相关文献，在此向各位文献作者表示衷心感谢！
由于作者水平和时间所限，疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评、指正。

编著者
2020年5月

本书是按照材料科学与工程专业以及行业发展对人才的新需求编写而成的。全书紧密结合现代分析方法理论与实践的实验新技术，从培养创新型人才、科研型人才的目的出发，注重培养和提高读者的综合分析能力和应用实践能力。
本书主要内容涵盖X射线衍射分析、电子显微分析、谱学分析以及其他现代分析测试方法四个部分，重点阐述了每个实验的实验目的、基本原理、实验仪器构造与配置、实验内容、实验参数选择原则、仪器操作规程、实验步骤与数据分析方法等，涉及面广、内容精选、简明适用、实用性强。
本书可作为材料科学与工程、化学、化工、生物工程等专业的本科生、研究生的教材使用，还可供从事材料、新材料研究、开发和应用的研究人员及工程技术人员参考。

第一章X射线衍射分析/001
实验1X射线多晶衍射仪的构造、原理与使用001
实验2物相定性分析008
实验3物相定量分析013
实验4点阵常数的精确测定016
实验5结晶度测定020
实验6微观应变与晶粒尺寸的测定024
实验7表面残余应力的测定027
实验8多晶织构的测定030
实验9X射线小角衍射分析033
实验10纳米颗粒尺寸与介孔孔径分布分析036
实验11薄膜物相定性分析040
实验12薄膜厚度测定043
实验13外延生长膜分析048
实验14原位X射线衍射分析051

第二章电子显微分析/054
实验15扫描电子显微镜的构造、工作原理与使用054
实验16扫描电镜形貌分析057
实验17背散射电子衍射分析062
实验18透射电镜的构造、工作原理与使用066
实验19透射电镜样品的制备069
实验20透射电镜典型组织观察073
实验21选区电子衍射操作及衍射花样标定075
实验22透射电镜高分辨像的成像操作与观察080

第三章谱学分析/083
实验23能谱仪元素定性与成分分布分析083
实验24俄歇电子能谱分析086
实验25X射线光电子能谱分析089
实验26电感耦合等离子体原子发射光谱分析（ICP-OES）093
实验27电感耦合等离子体质谱分析（ICP-MS）097
实验28红外光谱分析实验技术102
实验29激光共聚焦拉曼光谱分析111
实验30紫外-可见吸收光谱分析实验技术116
实验31核磁共振波谱分析实验技术122
实验32分子荧光分析实验技术128

第四章其他现代分析测试方法/133
实验33原子力显微镜分析133
实验34同步热分析138
实验35纳米压痕测量实验142
实验36激光粒度分析与Zeta电位测量146
实验37正电子在材料中湮没的寿命测量与分析151