光學(xué)顯微分析（第二版）

第1章金相顯微鏡的原理、構(gòu)造及使用1
11顯微鏡的成像原理1
12顯微鏡的放大率4
13透鏡的像差5
1.3.1球面像差5
1.3.2色像差5
1.3.3像域彎曲6
14顯微鏡的物鏡7
1.4.1數(shù)值孔徑7
1.4.2分辨率7
1.4.3焦深(垂直分辨率)8
1.4.4工作距離與視場(chǎng)范圍9
1.4.5物鏡的基本類型10
15顯微鏡的目鏡11
1.5.1惠更斯目鏡11
1.5.2拉姆斯登目鏡12
1.5.3補(bǔ)償目鏡12
1.5.4廣視場(chǎng)目鏡12
16金相顯微鏡的照明系統(tǒng)12
1.6.1光源12
1.6.2臨界照明與科勒照明13
1.6.3照明方式與垂直照明器14
1.6.4光欄16
1.6.5濾色片17
17金相顯微鏡介紹17
1.7.1XJ\|16型金相顯微鏡17
1.7.2Epignost型金相顯微鏡19
1.7.3大型臥式顯微鏡19
1.7.4現(xiàn)代金相顯微鏡的進(jìn)展20
1.7.5顯微鏡使用注意事項(xiàng)21
實(shí)驗(yàn)22
思考題22
第2章金相顯微試樣的制備24
21概述24
22取樣24
2.2.1取樣部位及檢驗(yàn)面的選擇25
2.2.2試樣的截取方法25
2.2.3試樣尺寸25
23鑲樣25
24磨光26
25拋光29
2.5.1機(jī)械拋光29
2.5.2電解拋光30
2.5.3化學(xué)拋光31
26金相試樣的腐蝕32
2.6.1化學(xué)腐蝕32
2.6.2電解腐蝕34
實(shí)驗(yàn)46
思考題46
第3章顯微攝影及暗室技術(shù)48
31顯微攝影成像原理及攝影裝置48
3.1.1顯微攝影成像原理48
3.1.2顯微攝影裝置49
32顯微攝影的步驟51
3.2.1試樣制備51
3.2.2感光膠片的選擇51
3.2.3膠片的曝光54
3.2.4膠片的沖洗55
33印相和放大58
3.3.1相紙的結(jié)構(gòu)58
3.3.2相紙的分類58
3.3.3印相59
3.3.4放大59
實(shí)驗(yàn)59
思考題60
第4章宏觀分析與火花鑒別61
41宏觀分析61
4.1.1斷口分析61
4.1.2磨片分析62
4.1.3貼印法64
42火花鑒別66
4.2.1火花類型66
4.2.2碳鋼的火花67
4.2.3幾種常見(jiàn)合金的火花69
43鋼鐵的聽(tīng)音鑒別71
實(shí)驗(yàn)71
思考題71
第5章金相定量分析73
51體視學(xué)和定量金相學(xué)73
52基本符號(hào)和基本方程73
5.2.1基本符號(hào)73
5.2.2基本方程74
53定量分析的基本方法75
5.3.1比較法75
5.3.2計(jì)點(diǎn)法78
5.3.3截線法78
5.3.4截面法78
5.3.5聯(lián)合測(cè)量法79
54定量分析在材料研究中的應(yīng)用79
5.4.1晶粒尺寸的測(cè)定79
5.4.2第二相顆粒的幾何尺寸測(cè)定83
5.4.3誤差分析84
55自動(dòng)圖像分析儀的應(yīng)用86
實(shí)驗(yàn)87
思考題87
第6章相襯顯微鏡的原理及其應(yīng)用88
61相襯顯微鏡的光學(xué)原理88
62相襯顯微鏡90
6.2.1相襯附件91
6.2.2相襯顯微鏡92
63相襯技術(shù)在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用94
6.3.1相變浮凸的觀察94
6.3.2過(guò)共析鋼的球化退火組織的觀察95
6.3.3鑄造合金的枝晶偏析的觀察95
6.3.4滑移線的觀察96
實(shí)驗(yàn)96
思考題97
第7章干涉顯微鏡的原理及其應(yīng)用98
71光的干涉原理98
7.1.1尖劈干涉98
7.1.2牛頓環(huán)99
72干涉顯微鏡100
7.2.1雙束干涉顯微鏡(林尼克干涉顯微鏡)100
7.2.2多光束干涉顯微鏡101
73干涉顯微鏡的應(yīng)用103
7.3.1表面光潔度的測(cè)定103
7.3.2相變浮凸的研究103
7.3.3材料塑性變形的研究103
實(shí)驗(yàn)104
思考題104
第8章反光偏振光顯微鏡的原理及其在材料研究中的應(yīng)用105
81偏振光的基礎(chǔ)知識(shí)105
8.1.1光的反射及反射率105
8.1.2自然光和偏振光105
8.1.3直線偏振光、圓偏振光及橢圓偏振光105
82偏振光的反射原理109
83偏振光裝置的調(diào)整及使用111
8.3.1起偏振鏡位置的調(diào)整111
8.3.2檢偏振鏡位置的調(diào)整112
8.3.3載物臺(tái)中心位置的調(diào)整112
8.3.4偏振光照明下的色彩(色偏振)112
84應(yīng)用舉例112
8.4.1材料顯微組織的顯示112
8.4.2非金屬夾雜物的鑒定114
實(shí)驗(yàn)128
思考題129
第9章透光偏振光顯微鏡的原理及其在材料研究中的應(yīng)用130
91光在介質(zhì)中的傳播130
9.1.1光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)130
9.1.2光在介質(zhì)中的傳播132
92透光偏振光顯微鏡的構(gòu)造和使用136
9.2.1透光偏光顯微鏡的構(gòu)造136
9.2.2偏光顯微鏡的調(diào)節(jié)138
93單偏光系統(tǒng)141
9.3.1顯微組織形貌的觀察141
9.3.2貝克線、糙面和突起143
9.3.3多色性和吸收性148
94正交偏光系統(tǒng)149
9.4.1正交系統(tǒng)下偏光的干涉原理149
9.4.2單色光的干涉150
9.4.3白光(多色光)的干涉151
9.4.4補(bǔ)色法則與補(bǔ)色器153
9.4.5干涉色色譜表及干涉色級(jí)序的測(cè)定155
9.4.6消光類型及消光角的測(cè)定157
9.4.7延性符號(hào)的測(cè)定158
95錐光系統(tǒng)(聚斂偏光系統(tǒng))159
9.5.1錐光系統(tǒng)的特點(diǎn)159
9.5.2一軸晶的干涉圖160
9.5.3二軸晶的干涉圖168
96薄片試樣的制備175
實(shí)驗(yàn)177
思考題180
第10章油浸法測(cè)定透光材料的折射率183
101油浸法的測(cè)定原理183
10.1.1直照法184
10.1.2斜照法185
102浸油的配制187
10.2.1浸油的配制187
10.2.2浸油折射率的測(cè)定190
103油浸法測(cè)定透光材料折射率的方法192
10.3.1油浸薄片的制備192
10.3.2測(cè)定方法192
104半圓柱坐標(biāo)鑒定系統(tǒng)193
實(shí)驗(yàn)196
思考題198
第11章微分干涉襯度顯微技術(shù)199
11.1干涉襯度的概念200
11.2微分干涉襯度顯微技術(shù)200
11.2.1光路的組成200
11.2.2微分干涉襯度顯微技術(shù)的光學(xué)原理201
11.3微分干涉襯度裝置及其使用204
11.3.1渥拉斯頓棱鏡204
11.3.2諾曼斯基棱鏡205
11.3.3起偏振鏡和檢偏振鏡206
11.3.4靈敏色片207
11.3.5微分干涉襯度裝置的調(diào)節(jié)和使用208
11.4微分干涉襯度技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用208
11.4.1無(wú)機(jī)物的觀察208
11.4.2有機(jī)物的觀察208
實(shí)驗(yàn)209
思考題210
 
第12章各種硬度計(jì)的原理、構(gòu)造及應(yīng)用211
121洛氏硬度測(cè)試法211
12.1.1洛氏硬度的測(cè)量原理211
12.1.2洛氏硬度計(jì)的構(gòu)造214
122布氏硬度測(cè)試法214
12.2.1布氏硬度的測(cè)量原理214
12.2.2布氏硬度的測(cè)試步驟216
12.2.3布氏硬度的特點(diǎn)217
123維氏硬度測(cè)試法218
12.3.1維氏硬度的測(cè)量原理218
12.3.2維氏硬度的測(cè)試219
124顯微硬度測(cè)試法220
12.4.1顯微硬度的測(cè)量原理220
12.4.2顯微硬度計(jì)的構(gòu)造及其應(yīng)用220
12.4.3影響顯微硬度值的因素224
12.5摩氏硬度224
12.6使用硬度計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)225
實(shí)驗(yàn)226
思考題226
第13章金屬的塑性變形與再結(jié)晶237
131塑性變形的基本方式及其特征237
13.1.1滑移237
13.1.2孿生239
132塑性變形后金屬組織與性能的變化241
13.2.1顯微組織的變化241
13.2.2性能的變化242
133冷變形后金屬加熱時(shí)組織與性能的變化242
13.3.1回復(fù)242
13.3.2再結(jié)晶243
13.3.3晶粒長(zhǎng)大246
實(shí)驗(yàn)246
思考題247
第14章二元合金的顯微組織249
141勻晶系相圖及其合金的顯微組織249
142共晶系相圖及典型合金的顯微組織251
14.2.1共晶合金251
14.2.2亞共晶及過(guò)共晶合金252
143包晶系相圖及典型合金的顯微組織254
實(shí)驗(yàn)256
思考題257
第15章鐵碳合金的平衡組織259
151工業(yè)純鐵在退火狀態(tài)下的顯微組織259
152碳鋼在退火狀態(tài)下的顯微組織260
15.2.1共析鋼260
15.2.2亞共析鋼261
15.2.3過(guò)共析鋼262
153白口鑄鐵的顯微組織263
15.3.1共晶白口鑄鐵263
15.3.2亞共晶白口鑄鐵263
15.3.3過(guò)共晶白口鑄鐵264
實(shí)驗(yàn)265
思考題265
第16章工業(yè)用鑄鐵的顯微組織及碳鋼中常見(jiàn)的顯微組織缺陷267
161普通灰口鑄鐵268
162孕育鑄鐵269
163球墨鑄鐵270
164蠕蟲(chóng)狀石墨鑄鐵271
165可鍛鑄鐵273
166碳鋼中常見(jiàn)的顯微缺陷274
16.6.1帶狀組織274
16.6.2魏氏組織274
16.6.3表層脫碳275
實(shí)驗(yàn)277
思考題277
第17章三元合金的顯微組織278
171三元合金相圖278
17.1.1成分表示法278
17.1.2等溫截面圖與變溫截面圖278
17.1.3等溫線投影圖279
172Bi\|Pb\|Sn三元合金的液相面投影圖及典型合金
的結(jié)晶過(guò)程280
17.2.1Bi\|Pb\|Sn三元合金的液相面投影圖280
17.2.2典型合金的結(jié)晶過(guò)程282
實(shí)驗(yàn)285
思考題285
第18章陶瓷材料的顯微組織286
181普通陶瓷原材料286
18.1.1粘土286
18.1.2石英286
18.1.3長(zhǎng)石287
182陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)287
18.2.1晶相287
18.2.2玻璃相288
18.2.3氣相289
183典型陶瓷材料的顯微組織289
18.3.1普通陶瓷290
18.3.2日用陶瓷290
18.3.375氧化鋁瓷290
18.3.4透明氧化鋁瓷290
18.3.5電熔剛玉291
18.3.6電熔鋯剛玉292
18.3.7錳鋅鐵氧體292
18.3.8鈦酸鋇瓷293
實(shí)驗(yàn)294
思考題295
主要參考文獻(xiàn)296
 
 
 
第1章緒論1
1.1人類對(duì)固體的研究歷史1
1.2自然界中的固體及固體物理學(xué)4
本章參考書(shū)7
第2章化學(xué)鍵與晶體形成8
2.1離子鍵和離子晶體11
2.2共價(jià)鍵和共價(jià)晶體14
2.3金屬鍵和典型金屬15
2.4原子、分子固體16
本章參考書(shū)18
附錄團(tuán)簇電荷的偶極相互作用19
習(xí)題19
第3章固體結(jié)構(gòu)21
3.1晶體的幾何描述21
3.2對(duì)稱性與晶格結(jié)構(gòu)的分類25
3.2.1由二維晶格的對(duì)稱性推導(dǎo)二維布喇菲點(diǎn)陣的分類27
3.2.2三維晶格中布喇菲點(diǎn)陣的分類和點(diǎn)群符號(hào)29
3.3晶體結(jié)構(gòu)的形成33
3.3.1金屬和元素晶體的結(jié)構(gòu)33
3.3.2泡林規(guī)則和離子晶體的結(jié)構(gòu)35
3.4倒易點(diǎn)陣與布里淵區(qū)39
3.4.1倒易點(diǎn)陣40
3.4.2布里淵區(qū)42
3.5晶格結(jié)構(gòu)測(cè)定與衍射44
3.5.1X射線衍射、電子衍射與中子衍射46
3.5.2衍射理論50
3.6非晶體和準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)58
3.7軟性凝聚體： 液晶和凝膠的結(jié)構(gòu)64
本章參考書(shū)71
習(xí)題72
第4章晶格振動(dòng)和固體熱性質(zhì)74
4.1固體中熱現(xiàn)象的研究歷史74
4.2晶格動(dòng)力學(xué)76
4.2.1晶格振動(dòng)與聲子76
4.2.2聲學(xué)支和光學(xué)支的色散關(guān)系82
4.2.3聲子能譜的測(cè)定86
4.3固體熱性質(zhì)89
4.3.1固體比熱容的愛(ài)因斯坦模型91
4.3.2固體比熱容的德拜模型93
本章參考書(shū)99
習(xí)題99
第5章固體電子理論100
5.1傳統(tǒng)電子導(dǎo)電理論： 德魯?shù)履Ｐ?01
5.2自由電子費(fèi)密氣體： 索末菲模型108
5.3自由電子模型的局限性115
5.4布洛赫能帶理論116
5.5能帶的計(jì)算120
5.5.1緊束縛近似122
5.5.2弱晶格勢(shì)近似125
5.6能帶電子的準(zhǔn)經(jīng)典近似和有效質(zhì)量127
5.7金屬中的費(fèi)密面130
5.7.1堿金屬130
5.7.2貴金屬131
5.7.3二價(jià)金屬131
本章參考書(shū)131
習(xí)題132
第6章固體的電性質(zhì)： 輸運(yùn)過(guò)程134
6.1能帶電子的輸運(yùn)過(guò)程、導(dǎo)體134
6.1.1能帶電子的非平衡量子統(tǒng)計(jì)、固體按電性質(zhì)分類135
6.1.2導(dǎo)體的直流電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率138
6.2半導(dǎo)體140
6.2.1半導(dǎo)體的特性140
6.2.2載流子的濃度和遷移率145
6.2.3p\|n結(jié)，半導(dǎo)體\|金屬結(jié)，MOS晶體管和半導(dǎo)體超晶格154
6.3超導(dǎo)體163
6.3.1傳統(tǒng)超導(dǎo)體和高溫超導(dǎo)體的特性163
6.3.2BCS理論及其局限性169
本章參考書(shū)173
習(xí)題173
第7章固體的磁性178
7.1原子磁矩的量子力學(xué)根源178
7.2抗磁性與順磁性182
7.2.1抗磁性182
7.2.2順磁性183
7.2.3傳導(dǎo)電子的泡利順磁性185
7.3鐵磁性與反鐵磁性185
7.3.1鐵磁體和亞鐵磁體185
7.3.2反鐵磁體190
7.3.3鐵磁性和反鐵磁性的量子力學(xué)解釋： 海森堡模型190
7.4中子的磁性衍射和自旋波192
7.4.1順磁體的中子磁性衍射193
7.4.2鐵磁體和反鐵磁體的中子磁性衍射193
7.4.3中子的非彈性磁性衍射： 自旋波能譜的測(cè)量194
7.4.4自旋波對(duì)鐵磁體比熱容的貢獻(xiàn)194
7.5核磁共振和電子自旋共振195
本章參考書(shū)196
附錄朗道磁矢量勢(shì)和洛倫茲力197
習(xí)題198
第8章固體的介電性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)199
8.1電極化過(guò)程200
8.2介電擊穿、壓電體和鐵電體206
8.3光在固體中的傳播210
8.4固體的發(fā)光機(jī)制214
本章參考書(shū)216
習(xí)題216
正文索引（按照第一個(gè)字的漢語(yǔ)拼音排列）218
附錄A物理學(xué)常數(shù)及單位制換算233
附錄B化學(xué)元素英文名稱與符號(hào)一覽表及化學(xué)元素周期表234