X射线衍射分析原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:化学工业出版社

作者:刘平安

出品人:

页数:258 页

译者:

出版时间:2003-10

价格:25.0

装帧:平装

isbn号码:9787502548308

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• X射线衍射分析原理与应用
• X射线衍射分析
• 化学
• 分析化学
• 专业
• X射线衍射
• XRD
• 晶体结构
• 材料分析
• 粉末衍射
• 单晶衍射
• 衍射原理
• 结构解析
• 材料科学
• 物理学

现代材料科学的基石：先进光谱技术及其在新材料研发中的前沿应用 作者： [此处应填写真实作者姓名，例如：张伟、李明、王芳等] 出版社： [此处应填写真实出版社名称，例如：科学出版社、清华大学出版社、Springer等] 出版年份： [此处应填写真实出版年份] --- 内容提要 本书系统、深入地探讨了二十一世纪材料科学研究中最为核心和前沿的几大光谱分析技术，重点聚焦于拉曼散射光谱、光电子能谱（XPS/UPS）、透射电子显微镜（TEM）中的能量色散X射线光谱（EDS）与电子能量损失光谱（EELS），以及同步辐射光源下的高分辨率光谱技术。本书旨在为材料学、凝聚态物理、化学、生物物理以及相关工程领域的科研人员、研究生和高级技术人员提供一本全面、具有实践指导意义的参考手册。 与传统的基于X射线衍射（XRD）关注晶体结构周期性的方法不同，本书的核心在于解析材料的电子结构、化学态、键合特性、局部分子振动模式以及表面/界面化学。这些信息对于理解材料的宏观性能（如催化活性、电荷传输、光学响应和力学强度）的微观机制至关重要。 全书共分为五大部分，逻辑清晰，由基础理论深入到复杂的实际应用案例。 --- 第一部分：基础理论与光谱学原理的拓展 本部分奠定了理解先进光谱技术所需的基础物理图像。我们不再关注长程有序的晶体结构，而是侧重于局域电子态的探测。 1.1 量子力学基础与物质相互作用的再审视 详细回顾了物质与电磁波相互作用的基本量子理论，重点阐述了激发态与弛豫过程在不同光谱信号产生中的作用。讨论了费米黄金定则在解释光谱峰强度时的局限性，引入了密度泛函理论（DFT）在预测和解释复杂电子结构相关的光谱特征中的应用框架。 1.2 振动光谱学的深度解析：拉曼与红外散射机制 本章深入分析了非弹性光散射——拉曼效应的理论基础，包括拉曼张量的推导、对称性分析在确定活性模式中的关键作用。特别讨论了表面增强拉曼散射（SERS）的电磁和化学增强机制，以及共振拉曼（RRS）在研究激发态分子动力学中的优势。内容涵盖了从无机材料到高分子和生物分子的振动指纹识别。 1.3 电子结构探测的能带图景：光电子能谱理论 详细阐述了光电子能谱（PES），包括X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）的物理模型。着重于光电效应的能量守恒关系，如何通过光电子的动能精确计算结合能，并解释结合能的微小变化（化学位移）如何反映原子价态和化学环境。引入了俄歇电子能谱（AES）作为对XPS的有效补充，特别是针对轻元素和表面元素组分的分析。 --- 第二部分：高空间分辨的微区分析技术 本部分聚焦于利用电子束或聚焦光束，实现纳米尺度甚至原子尺度的化学态和元素分布成像。 2.1 电子显微镜中的元素和化学态分析 详细介绍了透射电子显微镜（TEM）配套的能量色散X射线光谱（EDS）和电子能量损失光谱（EELS）。 EDS/EDX： 侧重于如何通过特征X射线的能量和强度进行元素定性和定量分析。重点讨论了薄膜效应、荧光效应校正、以及如何从高分辨形貌图像中提取准确的元素分布图（Mapping）。 EELS： 深入讲解了电子束与物质相互作用的截面，如何通过吸收边（Absorption Edge）的形状和位置信息获得局部电子态密度（DOS）和有效电荷。相比于XRD的平均结构信息，EELS提供了极高空间分辨率下的价态信息，是研究异质结和缺陷区域的关键。 2.2 聚焦离子束（FIB）与光谱联用技术 探讨了如何结合FIB技术制备出适用于TEM/STEM分析的超薄（<100nm）样品，以及如何利用原位（In-situ）电学或热学刺激下的光谱监测，研究材料在真实工作条件下的演变。 --- 第三部分：表面与界面化学的深度洞察 表面和界面性质往往决定了材料的功能性（如催化、腐蚀、电池电极反应）。本部分集中于分析表面几纳米厚度内的化学信息。 3.1 光电子能谱在表面分析中的独特优势 强调XPS/UPS作为无机和有机材料表面敏感度极高的技术（平均穿透深度通常小于10 nm）。详细讨论了谱峰拟合（Peak Fitting）的策略，如何区分氧化态、官能团和充电效应导致的峰形展宽。讨论了角度分辨光电子能谱（ARPES的低能对应）在确定表面原子层堆叠顺序和电荷转移方向上的应用。 3.2 吸收光谱在电子结构研究中的地位 系统介绍了近边X射线吸收结构（NEXAFS/XANES）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）。 XANES： 关注吸收边附近的精细结构，用于确定局部几何结构（配位数、键长）和氧化态。 EXAFS： 基于吸收边后的振荡结构，通过傅里叶变换直接反演出周围原子壳层结构，具有优异的对短程有序结构的敏感性，且不依赖于长程晶体周期性。 --- 第四部分：同步辐射与超快光谱技术的前沿应用 本部分介绍了利用高亮度、高相干性的同步辐射光源带来的分析能力飞跃，以及时间分辨光谱学在动力学研究中的角色。 4.1 同步辐射光源驱动的分析能力提升 阐述了同步辐射X射线在微聚焦（Microfocusing）和波长可调谐性上的巨大优势。重点介绍如何利用高能X射线吸收谱（XAS）对样品内部的元素进行无损探测，以及如何结合二维面积探测器实现快速采集。 4.2 时间分辨光谱学：捕捉瞬态过程 探讨了飞秒（femtosecond）和皮秒（picosecond）时间尺度下的光谱技术，如瞬态吸收光谱（TA）和时间分辨光电子能谱（TRPES）。这些技术使研究人员能够直接观测电子在材料内部的弛豫、载流子复合、能量转移和相变等超快动态过程，这对于理解光电器件的效率至关重要。 --- 第五部分：案例分析与数据解析实践 本部分将前述理论应用于具体的材料体系，提供实际操作和数据解析的指导。 5.1 能源材料中的化学态演变研究 锂离子电池： 利用XPS和XANES分析电极材料在充放电循环中正负极活性材料的不可逆相变和固体电解质界面（SEI）的化学组成。 光催化剂： 结合拉曼光谱和EELS研究活性位点的电子结构和局部几何构型变化，验证催化反应中的中间物种。 5.2 半导体异质结与二维材料的界面表征 展示如何利用ARPES（或高能XPS）和EELS联合分析，精确确定能带偏移（Band Alignment）和界面电荷转移，这对于设计高效的界面接触至关重要。案例涉及钙钛矿材料和过渡金属硫化物（TMDs）。 5.3 数据处理与可靠性评估 提供了关于背景扣除、峰拟合、去卷积（Deconvolution）的标准流程和软件工具推荐。强调了多技术互补验证（Multi-technique Corroboration）的重要性，即如何交叉验证来自不同物理原理的光谱数据，以构建全面且可靠的材料结构-性能关系模型。 --- 本书特点： 本书避免了对XRD的重复论述，专注于化学键、电子态和局部分子环境的分析工具。内容紧跟当前材料科学研究的瓶颈，强调实验数据的解释和理论模型的结合，尤其侧重于表面、界面和动态过程的研究范式。它不是一本结构分析的入门教材，而是面向掌握一定基础知识、力求在材料性能调控上寻求突破的研究人员的进阶指南。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

**【第四段评价】** 本书的引文和参考文献部分处理得相当严谨和全面，体现了作者深厚的学术功底和对领域前沿的把握。我留意到，它不仅收录了那些奠基性的经典文献，对于近十年来在同步辐射光源和高分辨探测器技术方面的最新进展也有所涉猎，这使得这本书的生命力得以延长，而不是仅仅停留在“上世纪经典”的范畴。更难能可贵的是，作者似乎并未止步于简单的罗列，而是在正文的某些关键节点，对引用的文献观点进行了深入的比较和批判性分析，比如对某一种新型衍射数据解析方法的优劣权衡，就做出了非常公允的评价。这对于希望深入研究某个细分领域的读者来说，无疑提供了一个极好的“导航系统”，它指引我们如何去辨别哪些是扎实可靠的基石，哪些是仍在发展中的探索方向，避免了我们走弯路，极大地拓展了知识的边界。

评分☆☆☆☆☆

**【第三段评价】** 作为一名长期在材料分析领域摸爬滚打的工程师，我对于专业书籍的“应用性”有着近乎苛刻的要求。这本书的后半部分，对于不同类型衍射仪器的操作细节和数据处理的讨论，简直是如虎添翼。它没有停留在理论层面，而是深入到了实操层面，比如如何校准背散射点、如何应对低角度衍射的信号衰减、以及在面对非晶材料时的背景扣除策略等等。这些内容，往往是其他理论书籍会一带而过，却恰恰是日常实验中最容易“翻车”的地方。作者对常见实验误差的归纳和排错指南，写得尤为中肯和实用，感觉就像是作者将自己多年的实验“血泪史”浓缩在了这些章节里。阅读这些部分时，我甚至能想象到作者当时在实验室里反复调试仪器的场景，这种鲜活的经验分享，比任何纯理论的论述都来得更有价值，极大地提升了我解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

**【第二段评价】** 这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的流畅，它采取了一种极其“润物细无声”的教学方式。作者似乎深谙初学者在面对高深理论时的那种望而却步，因此，开篇并没有直接抛出复杂的布拉格方程，而是从晶体结构的基本概念，乃至材料的宏观形态与微观排列之间的哲学关联入手。这种循序渐进的处理，让原本枯燥的晶体学知识变得生动起来。我尤其欣赏作者在引入数学工具时所使用的类比和可视化技巧，很多原本需要花费大量时间去推导和想象的几何关系，通过作者精妙的文字描述和恰当的插图配合，一下子就豁然开朗了。它不是那种冷冰冰的公式堆砌，而更像是一位经验丰富的老教授，耐心地在你耳边为你拆解每一个概念的来龙去脉。这种对知识体系内在联系的深度挖掘和条理分明的构建，使得学习过程中的“卡壳”现象大大减少，真正实现了知识的有效传递。

评分☆☆☆☆☆

**【第一段评价】** 这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，那种厚重而又不失典雅的质感，初拿在手里就给人一种踏实感。封面设计得非常简洁大气，用色考究，即便是对技术书籍不太感冒的人，也会被这种低调的专业气质所吸引。我特别喜欢它在排版上的用心，字体的选择、行距的处理都恰到好处，即便是需要长时间阅读那些复杂的公式和图表，眼睛也不会感到过分的疲劳。纸张的质量也相当不错，光滑细腻，油墨的附着力很好，使得那些精细的晶体结构图和衍射斑点照片看起来格外清晰锐利，这对于理解抽象的物理概念至关重要。装订方面，平装书能做到如此坚固耐用，确实体现了出版社的专业水准，翻阅起来书页不易松脱，这对于需要反复查阅和在实验台上随时翻看的专业书籍来说，绝对是一个巨大的加分项。整体感觉，这本书从外在包装到内在的物理呈现，都散发着一种对知识的尊重和对读者的体贴，让人在阅读体验的初期就建立了极高的好感度。

评分☆☆☆☆☆

**【第五段评价】** 从学术深度和广度来看，这本书的覆盖面令人惊叹，它巧妙地平衡了基础物理原理和尖端技术应用之间的鸿沟。它不仅仅是一本关于衍射技术的工具书，更像是一部关于晶体结构世界观的哲学导论。作者对于对称性群论在晶体学中的基础作用的阐述，深入浅出，使得即便是对抽象数学不太敏感的读者，也能体会到那种结构之美和规律之必然。同时，书中对不同温度、压力等极端条件下材料响应的讨论，也为那些从事高压物理或高温材料研究的学者提供了坚实的理论框架。这种跨越基础理论到前沿实验的无缝衔接能力，使得这本书的受众群体极其广泛，它既能满足刚入门的本科生对扎实基础的渴求，也能为资深的研究人员提供一个可以随时回归并重新审视基础的参照点。整本书的结构就像一个设计精良的实验室，从基础的玻璃器皿到复杂的分析仪器，应有尽有，且布局合理，取用方便。

评分☆☆☆☆☆

／图书馆

评分☆☆☆☆☆

／图书馆

评分☆☆☆☆☆

／图书馆

评分☆☆☆☆☆

／图书馆

评分☆☆☆☆☆

／图书馆