光學顯微分析（第二版）

第1章金相顯微鏡的原理、構造及使用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補償目鏡12
1.5.4廣視場目鏡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)代金相顯微鏡的進展20
1.7.5顯微鏡使用注意事項21
實驗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機械拋光29
2.5.2電解拋光30
2.5.3化學拋光31
26金相試樣的腐蝕32
2.6.1化學腐蝕32
2.6.2電解腐蝕34
實驗46
思考題46
第3章顯微攝影及暗室技術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相紙的結構58
3.3.2相紙的分類58
3.3.3印相59
3.3.4放大59
實驗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幾種常見合金的火花69
43鋼鐵的聽音鑒別71
實驗71
思考題71
第5章金相定量分析73
51體視學和定量金相學73
52基本符號和基本方程73
5.2.1基本符號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計點法78
5.3.3截線法78
5.3.4截面法78
5.3.5聯(lián)合測量法79
54定量分析在材料研究中的應用79
5.4.1晶粒尺寸的測定79
5.4.2第二相顆粒的幾何尺寸測定83
5.4.3誤差分析84
55自動圖像分析儀的應用86
實驗87
思考題87
第6章相襯顯微鏡的原理及其應用88
61相襯顯微鏡的光學原理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相襯技術在材料科學研究中的應用94
6.3.1相變浮凸的觀察94
6.3.2過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
實驗96
思考題97
第7章干涉顯微鏡的原理及其應用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干涉顯微鏡的應用103
7.3.1表面光潔度的測定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
實驗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用105
81偏振光的基礎知識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偏振光裝置的調整及使用111
8.3.1起偏振鏡位置的調整111
8.3.2檢偏振鏡位置的調整112
8.3.3載物臺中心位置的調整112
8.3.4偏振光照明下的色彩(色偏振)112
84應用舉例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
實驗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用130
91光在介質中的傳播130
9.1.1光學基礎知識130
9.1.2光在介質中的傳播132
92透光偏振光顯微鏡的構造和使用136
9.2.1透光偏光顯微鏡的構造136
9.2.2偏光顯微鏡的調節(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補色法則與補色器153
9.4.5干涉色色譜表及干涉色級序的測定155
9.4.6消光類型及消光角的測定157
9.4.7延性符號的測定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
實驗177
思考題180
第10章油浸法測定透光材料的折射率183
101油浸法的測定原理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浸油折射率的測定190
103油浸法測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測定方法192
104半圓柱坐標鑒定系統(tǒng)193
實驗196
思考題198
第11章微分干涉襯度顯微技術199
11.1干涉襯度的概念200
11.2微分干涉襯度顯微技術200
11.2.1光路的組成200
11.2.2微分干涉襯度顯微技術的光學原理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節(jié)和使用208
11.4微分干涉襯度技術在材料研究中的應用208
11.4.1無機物的觀察208
11.4.2有機物的觀察208
實驗209
思考題210
 
第12章各種硬度計的原理、構造及應用211
121洛氏硬度測試法211
12.1.1洛氏硬度的測量原理211
12.1.2洛氏硬度計的構造214
122布氏硬度測試法214
12.2.1布氏硬度的測量原理214
12.2.2布氏硬度的測試步驟216
12.2.3布氏硬度的特點217
123維氏硬度測試法218
12.3.1維氏硬度的測量原理218
12.3.2維氏硬度的測試219
124顯微硬度測試法220
12.4.1顯微硬度的測量原理220
12.4.2顯微硬度計的構造及其應用220
12.4.3影響顯微硬度值的因素224
12.5摩氏硬度224
12.6使用硬度計應注意的事項225
實驗226
思考題226
第13章金屬的塑性變形與再結晶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組織與性能的變化242
13.3.1回復242
13.3.2再結晶243
13.3.3晶粒長大246
實驗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亞共晶及過共晶合金252
143包晶系相圖及典型合金的顯微組織254
實驗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過共晶白口鑄鐵264
實驗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蠕蟲狀石墨鑄鐵271
165可鍛鑄鐵273
166碳鋼中常見的顯微缺陷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
實驗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
的結晶過程280
17.2.1Bi\|Pb\|Sn三元合金的液相面投影圖280
17.2.2典型合金的結晶過程282
實驗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長石287
182陶瓷材料的顯微結構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
實驗294
思考題295
主要參考文獻296
 
 
 
第1章緒論1
1.1人類對固體的研究歷史1
1.2自然界中的固體及固體物理學4
本章參考書7
第2章化學鍵與晶體形成8
2.1離子鍵和離子晶體11
2.2共價鍵和共價晶體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18
附錄團簇電荷的偶極相互作用19
習題19
第3章固體結構21
3.1晶體的幾何描述21
3.2對稱性與晶格結構的分類25
3.2.1由二維晶格的對稱性推導二維布喇菲點陣的分類27
3.2.2三維晶格中布喇菲點陣的分類和點群符號29
3.3晶體結構的形成33
3.3.1金屬和元素晶體的結構33
3.3.2泡林規(guī)則和離子晶體的結構35
3.4倒易點陣與布里淵區(qū)39
3.4.1倒易點陣40
3.4.2布里淵區(qū)42
3.5晶格結構測定與衍射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非晶體和準晶體的結構58
3.7軟性凝聚體： 液晶和凝膠的結構64
本章參考書71
習題72
第4章晶格振動和固體熱性質74
4.1固體中熱現(xiàn)象的研究歷史74
4.2晶格動力學76
4.2.1晶格振動與聲子76
4.2.2聲學支和光學支的色散關系82
4.2.3聲子能譜的測定86
4.3固體熱性質89
4.3.1固體比熱容的愛因斯坦模型91
4.3.2固體比熱容的德拜模型93
本章參考書99
習題99
第5章固體電子理論100
5.1傳統(tǒng)電子導電理論： 德魯?shù)履Ｐ?01
5.2自由電子費密氣體： 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能帶的計算120
5.5.1緊束縛近似122
5.5.2弱晶格勢近似125
5.6能帶電子的準經(jīng)典近似和有效質量127
5.7金屬中的費密面130
5.7.1堿金屬130
5.7.2貴金屬131
5.7.3二價金屬131
本章參考書131
習題132
第6章固體的電性質： 輸運過程134
6.1能帶電子的輸運過程、導體134
6.1.1能帶電子的非平衡量子統(tǒng)計、固體按電性質分類135
6.1.2導體的直流電導率和熱導率138
6.2半導體140
6.2.1半導體的特性140
6.2.2載流子的濃度和遷移率145
6.2.3p\|n結，半導體\|金屬結，MOS晶體管和半導體超晶格154
6.3超導體163
6.3.1傳統(tǒng)超導體和高溫超導體的特性163
6.3.2BCS理論及其局限性169
本章參考書173
習題173
第7章固體的磁性178
7.1原子磁矩的量子力學根源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： 自旋波能譜的測量194
7.4.4自旋波對鐵磁體比熱容的貢獻194
7.5核磁共振和電子自旋共振195
本章參考書196
附錄朗道磁矢量勢和洛倫茲力197
習題198
第8章固體的介電性質和光學性質199
8.1電極化過程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)光機制214
本章參考書216
習題216
正文索引（按照第一個字的漢語拼音排列）218
附錄A物理學常數(shù)及單位制換算233
附錄B化學元素英文名稱與符號一覽表及化學元素周期表234