书 透射电子显微学 贸孝谈编若 上海科学技术出版社 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建www.fineprint.cn
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内容提要 本书对应用于材料科芋的透射电子显微术作了比较全面的 叙述。以主要篇幅讨论了电子衍射和衍村成象（图象解秤）的分 析原理和方法。叙述深入浅出，物理概念清楚；通过较多实例， 介绍具体分折方法和步骤，有助于读者较快草握这一近代实验 分折技术。书末还附有多种作者收宋、计算和绘制的数据、图 表，对分析工作十分有用。本书适用于大专院校金属物理、金相 和金属材料等专业师生及广大电镜工作者参考阅读。 1 1 PF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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《材料科学丛书》序 无论在发展农业、工业、国防和科学技术方面，还是在人民生 活方面，材料都是不可缺少的物质基础。材种的品种、数量和质量 无疑是国家现代化程度的标志之一。随着材料的广泛生产和研究 工作的不新深入，以及与材料有关的基础学科的日益发展，对材料 的内在规律有了进一步了解，对各类材料的共性初步得到了科学 的拉象，从而诞生了“材料科学”这个新的学科领城。 村和科学主要研究村料的组分、结构与性能之问的相互关系 和变化兢律，它是介于基础科学与应用科学之间的一门应用基础 科学，与物理、化学、化工、电子、治金、陶瓷等学科相豆交叉、纹此 涉透。热力学、动力学、固体物理、面体化学、化学物望理等基础学科 为材料科学提供理论基础，而材料科学又为应用科学提供发展新 材科、新工艺和新技术的途径。 从当前来着，材料科学的发展大致有下列儿方面的趋势： ()离分子材祥原料丰富、住能优良，在结构材料中所占的位 置日益重要。塑科、令成豫胶和合成纤维比其他传统材料将有更 大的发展。 (2)功能材料显示广阔的发展前景。半导体的广泛应用，集 成电路的发展，红外、数元和超导材科的发现和应用，使功能材： 犹如异军突起，建立奇功。 )在新能源村料方面，随着太阳能的引吊，磁流体发电等 的进屁，当江了各种换能」储能村料，并已普通受到重视。 (4寸结构材粉磨、耐铭等材料提出更高的要求，包括严 砂的使常冬件、更长的使习寿命等。 (5:复合材料、定向结晶耐料、韧化鸭瓷、定向石餐以及各种 类型的表面处理与涂层的利用，使村料的效能进一步得到发诨。 。1 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建www.fineprint.cn
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(6)探索材料在极端条件下的性能，例如玻璃态金属、超低温 下的金属及金属氢都具有伏越的性能。 (T)改进制备工艺，提高质量，政进设计，更有效地使用材料。 (8)对材料科学的基础研究趋向于更加深入和细致。尤其在 表面，非晶态，原子象，固态中的杂质与缺陷，一维与二维结构，非 平衡态，相变的微观机制，变形、断裂和磨损等的宏观规律徵观 过程以及点阵结构的稳定性等领域，探索性研究正日益活跃。 人们期望，对材料基本规律的掌握将有助于按预定性能设计 材料的原子或分子组成以及结构形态等。 我国在1978~1995年科学技术发展规划中把材祥科学列为 重点之一。我们必领十分重视和大力发展材料科学。 岃了及时传播材料科学的基础理论，总结研究成果并扩大其 工程应用，以有助于更快、更广泛地提高我国材料科学技术的水 平，我们成立了《材料科学丛书》编辑委员会，由上海科学技术出版 社出版这套丛书。 本公书分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料三个方 面，选题包语村料科学的基础要论，研究方法和冯试技术，研究成 果，以及实际应用等方面。热忱地期望我国广大科学工作当，共同 策进本丛书的编辑、出版工作，努力为我国早日实现四个现代化贡 献力量。 材料科学丛书编辑委员会 I 一九七九年十二月 *24 bF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建w,fineprint..cn
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序 电子显微镜的发明距今已整整五十年了。它的问世对科学技 术的发展给以无可估量的巨大影响，随之产生一门新学科曰电子 显微术或称电子显微学。近三十年来电子显微术有很大的发展， 已成为探索微观世界的-一门有力的以实验为基础的科学技术。 它在物理学、材料科学和生物学、医学中得到极为广泛的应用。它 所获得的研究成果成功地验证并发展了关于晶体结构和晶体缺陷 的诈多理论推测，特别在近几年米对品格象的深入研究，丰富了人 们对物质微观结构的认识。 透射电子显微镜是电子显微镜中获得最早发展、用途最广的 一种。本书系统地介绍了透射电子显微术的基本原理、实验方法 和分析技术，着重于材料科学中的应用。内容包括两大部分：第一 部分用了较多篇幅详细阐述地子衍射的基本原理。电子衍射原理 是解释衍衬象的基，在这一部分中作者详尽地介绍了一般电子 衍射谱和特殊电子衍射谱（如孪晶、高阶劳厄区、菊池线等）的诠释 方法。第二部分共五章，介绍衍射成象和衍射衬度的分析方法，特 别着重讨论品体缺陷刚合金中第二柑的衬度效应及分析方法；对 儿种主要晶系中的层错、全位错、不全位错、位错环、共格沉淀、不 共格沉淀及其界面衬度现象都作了讨论。 综观全书，对透射电子显微术的基本概念，给出了简明而清晰 的物理图象，对数学推导可以简略的地方则从简，这对从事材料科 学的工作者来说是有理由这样做的。阐述工作原理之店，往往配 有典型示例，能加深读者的理解并便于应用。这是本书特点之一。 作者黄孝瑛同志在北京钢铁研究总院工作多牛，在电镜工作 上有极为半富的经验、精湛的学术见解。本书不仅反映了这个领 域当前国内外的先进水平，并在一定程度上，总结了作者多年来在 5 PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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从事电镜工作中积累的经验和学识。本书在出版之前曾多次在多 种训练班上作为教材讲授过，反映是良好的。因此敢为推荐于读 者。是为序。 钱吃芝 上i ·的4： 、子个、￥.·少4：，.：如：·*明村 ◆6◆ PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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前言 电子显微镜是近代材料研究℃作中的一个重要手段。以它为 主要工其，对材料的宏观形貌微观结构进行研究的科学，称为透 射电子显微学。自从本世纪三十年代初第一台电子显微镜问世以 来，在不到五十年时里，它由最初只能起到高倍金甘显微镜的作 用，投展到日前已能深入揭示材料的内部组织结构，并把金属的 面形貌及其内部组织结构和性能有机地结合起来，形成一门具有 强大生命力的、应用十分广泛的科学技术。 人类对于客观物质世界的认识，总是由表及里，从宏视到微 观，逐步深入发展的。金属材料的物理·力学性能，是其内部不同 组织结构的反映。因此，把两者紧密结合起来，是近代材料研究工 作的必然趋势和主要特点。近代电了显微镜在对材料表面貌进 行观察的同时，还可以对内部组织结构进行电子衍射分析，使它兼 有显微观察和结构分析仪器的性能。它与扫描电子显微镜、离-子 锟微镜、电子探针和俄歇谱仪等分析仪器一起，在材料研究工作 中，正显示出日益重要的作用。 电了衍射分析方法是透射电子显微学的基础。近于余年来， 作为电子衍射基本原理的衍射动力学理论，虽然没有取得引人注 目的突破，但由乎电子计算机的应用，在电子衍射具体分析力法 上，却有不少叮喜的进展。电了子衍衬分析技术是随着电子显微镜 分辨本领：穿透能力的提高，开展了对金属薄膜的直接观察而发 展起来的。心的基础仍然是电子衍射分析原理。十余年来，衍衬 分析技术所取得的进展，也是人所公认的。 透射电了显微学的主要内容，可以归纳为：透射电子象的成象 原理，电子衍射原理！衍树原理及分析方法三大部分。本书在按上 。7◆ PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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上顺序进行介绍时，力图反映前国内外的先进水平，为读者进一 步探索这一领域，掌握孩项先进技术提供堪础。 本书在编写过程中，始终得到线临照教授的热情数励关怀， 在此表示深深的感谢。此外，还得到刘曼朗、潘天喜、原林祥、崔玉 梅、姚振梅等同志的帮助，瑾致谢意。 作者学识有限，水平不高，错讹之处，在所雄免，效希读者批评 指正。 编 者 。8◆ bF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建m.fineprint.cn
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目 录 序 前言 第一章透射电子显微镜的原理和构造 分1-1写引宫……1 81-2电子光学原理简述… …2 81-3电子显微镜的构造… 、照明系统… 二、成象系统+… 4…10 三、观察和记录系统*16 四、真空系统… ……17 §14当前电子显微镜的发展动向…18 第二章电子行射基础…24 82-1引言44 82-2电子的性顶… …2 签2-3运动电子与物质交互作用产生的信息…行 824原子对电子的散射 一、描述运动电子的方程及其解…) 二、原子对电子的散射 §25单胞对电子的散射 82-6晶体对电字的敏射… 第三章电子衍射实验方法… §3-1}言… §3-2选区域电子行射原理… §3-3工值的意义及其测定方法和误差来源…7 一、入值的意义…57 二、测定工况常数的方法59 ·9· PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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三、仪器常数L的误差来源 4………59 苓3-4衍射谱相对于显微象偏转角的测定心1 多3-5试祥制备方法……3 第四章倒易点阵…72 84-1引言……72 842正空间和倒空间、倒易点阵的引入………73 4-3倒易面（标准单晶衍射图谱）的绘制方法……78 袋44情助倒易点阵方法计算晶面间距、晶面夹角及晶向长度…81 一一、求晶面间距与晶面指数的关系…81 二、求晶预夹角余弦的表达式 -84 三、求晶向长度的表达式… …93 智45正点阵与倒易点阵的指数互换…93 一、正点阵与倒易点阵的互换公式和运算矩阵…93 二、六方晶系指数换算中的问题… 58 s46晶体几何形状对倒易点形状的影响…10以 第五章标定电子行射谐的-一般程序…107 85-1写别宫…… 4*……107 §5一2分析过程综述… …*……107 §5-3立方晶系衍射谐的标定… ……了14 一、查√W比值表法… …1]4 二、特征平行四边形的定方法……20 三、计算尺标定法… ……122 四、利用标准衍射图谱进行利定…13 五、指数标定注意事项… *…125 S54六方品系行射谱的标定…… …131 一、一一毅讨论 …131 二、六方晶系行射谱的标定方法…]生 555四巧品系电子衍射诺的示定…139 1 母可6正交晶系电子行射谱的定… ……【2 §5一7多品电子行射谱的标定… 1 …l3 第六章孪品电子衔射谱的分析… **…146 1 86-1引言… 是6-2李晶的晶体几何学……143 、10、 1 I PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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