材料分析方法实验教程(路文江)

　　本书主要包括基础实验、软件分析型实验、综合型实验、实验报告的撰写四大部分。基础实验部分选择了金属材料、无机非金属材料及高分子材料专业中常用到的几种实验。软件分析型实验部分非常详细地介绍了在材料分析领域常用到的几种分析软件的分析原理、分析步骤及注意事项，并通过实例来讲解具体如何分析。综合型实验部分重在体现对实验的设计及综合性，旨在动手能力和定量分析能力的培养。在内容编排上，结合*国家标准，将先进材料如单晶材料、纳米材料、非晶材料融入实验中，实验内容超越一般的演示性实验或单项内容的实验。

　　本书可作为材料科学与工程及材料相关专业的本科生、研究生的实验教程和工具书，同时也可作为从事材料研究及分析检测工作技术人员的工具书。

部分　基础实验

　实验1　单相立方系物质X射线粉末相的分析

　实验2　透射电镜的基本结构、样品制备及图像分析

　实验3　透射电镜电子衍射相结构分析

　实验4　扫描电镜结构、工作原理与典型断口观察

　实验5　能谱仪的构造及微区成分分析（点、线、面分析）

　实验6　利用红外光谱分析聚合物结构

　实验7　利用核磁共振谱仪（1H-NMR）分析共聚物组成

　实验8　综合热分析

第二部分　软件分析型实验

　实验1　利用Search Match软件进行多相物质物相定性分析

　实验2　利用MDI Jade软件计算点阵常数

　实验3　用PCPDFWIN软件进行多相物质的相分析

　实验4　利用Image pro plus软件计算晶粒尺寸

　实验5　热分析实验：利用Proteus软件进行DSC分析

　实验6　利用Image J软件分析第二相的尺寸及含量

　实验7　利用Graph Digitizer软件进行曲线图的数字化

　实验8　利用Thermo-Calc软件计算二元相图

第三部分　综合型实验

　实验1　显微组织的定量分析

　实验2　单晶硅位错观察及位错运动分析

　实验3　纳米材料晶粒尺寸及微观应变的测定

　实验4　透射电子显微镜选区电子衍射花样的指标化及其标定

　实验5　机械合金化过程中Al-Fe的结构演变

第四部分　实验报告的撰写

附录

 附录1　常用晶体学公式

 附录2　常见晶体的晶面间距

 附录3　各种点阵的结构因数F2HKL

 附录4　粉末法的多重性因数Phkl

 附录5　常见晶体标准电子衍射花样

 附录6　特征X射线的波长和能量表

 附录7　立方和六方晶体可能出现的反射

　　本书是为材料学、材料成型及控制、焊接工程、冶金工程等材料类专业编写的一本创新性实验教材，以全新的理念编写，特别偏重于软件分析型实验和综合型实验的描述，着眼于实践操作能力和分析应用。分析测试方法的原理描述比较简单，与目前已经出版的教材形成很好的互补。旨在培养学生应用分析方法解决具体问题的能力，使学生在学习本书后能掌握具体的分析方法，从而解决了学生学完光学显微分析、X射线衍射分析、电镜分析和热分析等材料表征技术后不会对材料进行实际分析的问题。同时结合国家相关标准和科研成果设计实验方案，为从事材料研究及分析检测工作的技术人员提供切实可行的方法和思路。本书增加了实验报告的撰写要求，既可作为“材料分析方法”课程的实验教材，也可作为材料类本科生“创新型实验”/“综合型实验”课程的指导书，还可作为材料类专业本科生、研究生以及从事材料研究及分析检测工作的技术人员的工具书。

　　该书主要包括基础实验、软件分析型实验、综合型实验、实验报告的撰写四大部分。基础实验部分只选择了金属材料、无机非金属材料及高分子材料专业中常用到的几种实验，包括利用X射线衍射进行物相分析、透射电镜图像分析及电子衍射分析、扫描电镜断口形貌分析、利用能谱仪进行微区成分分析(点、线、面分析)、利用红外光谱分析聚合物结构、利用核磁共振谱仪分析共聚物组成以及综合热分析8个实验。

　　软件分析型实验部分详细地介绍了在材料分析领域常用到的几种分析软件的分析原理、分析步骤及注意事项，并通过实例来讲解具体如何分析。包括利用Search
Match软件、MDI Jade软件、PCPDFWIN软件分析物相结构、计算点阵常数，利用Image pro
pluso软件计算晶粒尺寸，利用Image J软件分析第二相的尺寸及含量，利用Graph
Digitizer软件进行曲线图的数字化，利用Proteus软件进行DSC分析及利用Thermo-Calc软件计算二元相图。

　　综合型实验部分，通过具体实例体现实验的设计性与综合性，旨在动手能力和定量分析能力的培养。在内容编排上，结合国家标准，将先进材料如单晶材料、纳米材料、非晶材料融入实验中，使得实验内容超越一般的演示性实验，实验结果的非性将提高实验者的参与度。在实验报告的撰写部分，提供了介于简单实验报告和科技论文之间的实验报告撰写指导性方案。

　　本书部分实验1和第二部分实验3由河南科技大学李武会博士编写，部分实验2和实验3由河南科技大学李炎教授编写，部分实验4和实验5由河南科技大学王文焱教授编写，部分实验6和实验7由兰州理工大学冉奋博士编写，部分实验8、第二部分实验5由兰州理工大学南雪丽副教授编写，第二部分实验1由兰州理工大学贾建刚副教授编写，第二部分实验2和实验4由兰州理工大学李俊琛副教授编写，第二部分实验6及附录部分由兰州理工大学郭铁明教授编写，第二部分实验7和第四部分由兰州理工大学张建斌副教授编写，第二部分实验8由兰州理工大学汤富领副教授编写，第三部分由兰州理工大学路文江教授和张建斌副教授编写。全书由路文江教授担任主编。本书得到兰州理工大学规划教材建设基金的支持，研究生赵成龙、余冬梅对本书也有贡献，特此表示感谢。

　　虽然所设计的实验已在教学实践中经实际操作验证，但在文字表述和实验步骤中肯定存在遗漏，恳请读者不吝赐教，提出修改、指正意见，以便我们完善和提高。

　　编者
　　2013年1月