中国材料工程大典 第26卷 材料表征与检测技术2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1篇 概论1

1 材料表征与检测技术的地位和作用3

第1章 材料表征与检测技术在材料科学与工程的作用3

2.2 材料成分结构的表征技术5

2.1 材料表征与检测的内涵5

2 材料表征与检测技术5

2.3 材料性能的测试方法6

3 材料表征与检测技术的展望7

1.1 数理统计的基本概念10

1 材料检测中的数理统计方法10

第2章 材料检测的数据处理与表述10

1.3 假设检验11

1.2 参数估计11

1.4 抽样理论12

1.5 试验设计13

1.6 相关与回归分析16

1.7 材料检测的质量评定和控制17

2.2 测量误差19

2.1 测量19

2 测量误差、测量结果评定及数据处理19

2.3 数据的修约和有效数字的运算21

3.1 不确定度的基本概念24

3.2 标准不确定度的评定24

3.5 不确定度的传播25

3.6 测量不确定度的报告与表示25

3.4 相对不确定度25

3.3 扩展不确定度的评定25

1.2 实验室建立质量体系的必要性30

1.3 管理体系的构成30

1.1 质量和质量体系的基本概念30

第3章 材料检测实验室质量管理30

1 材料检测实验室质量体系的建立30

1.4 管理体系的建立过程31

1.5 管理体系文件的编制32

1.6 管理体系的运行和持续改进33

3 材料检测的测量不确定度的表述33

2.2 我国实验室认可35

2.1 国际实验室认可35

2 检测实验室认可35

3.1 标准物质（标准样品）的基本概念36

3 标准物质（标准样品）及其在材料检测中的作用36

2.3 检测实验室认可36

2.4 检测实验室认可的益处36

3.3 标准物质（标准样品）的作用37

3.2 标准物质（标准样品）的分级、分类和管理37

4.1 标准及标准化的含义39

4 检测技术的标准化39

3.4 标准物质（标准样品）选用原则39

4.2 材料检测标准的实施40

参考文献42

第2篇 化学成分分析方法43

3.1 选择分析方法的考虑因素45

3 分析方法的选择45

第1章 概述45

1 材料分析的目的、要求及方法45

2 分析检测的准备45

3.2 标准分析方法的选用46

1.1 溶解法47

1 试样的分解47

第2章 试样的分解及前处理47

1.2 熔融法50

1.3 其他分解方法52

2.1 沉淀分离53

2 分离53

2.2 萃取分离59

2.3 离子交换分离66

2.4 液－液色谱分离70

1.1 酸碱滴定法73

1 滴定分析法73

第3章 化学分析法73

1.2 螯合滴定法79

1.3 氧化还原滴定法87

1.4 沉淀滴定法95

1.5 非水滴定法97

2 重量分析法102

2.1 难溶化合物的溶度积103

2.4 均相沉淀法104

2.3 重量分析中常用的沉淀剂104

2.2 金属氢氧化物沉淀的近似pH值104

2.5 重量分析中沉淀的热稳定性及换算因数106

2.6 重量分析方法应用示例108

1.1 电解的一些概念111

1 电解分析法111

第4章 电化学分析法111

1.2 电解分析方法112

1.3 电解分析的实验操作118

2.2 恒电位库仑分析法120

2.1 基本原理120

2 库仑分析法120

2.3 库仑滴定法123

3.1 基本原理126

3 电导分析法126

3.2 电导的测量及装置128

3.3 电导分析法129

4.1 基本原理及测量装置131

4 电位分析法131

4.2 离子选择性电极132

4.3 pH测定136

4.5 电位滴定法的应用137

4.4 直接电位法的应用137

5.1 极谱分析及伏安分析测量142

5 极谱法及伏安法142

5.2 经典极谱法的基本原理143

5.3 一些较重要的极谱分析和伏安分析方法147

1.1 紫外和可见吸收光谱156

1 紫外和可见吸收光谱法156

第5章 光学与谱学分析法156

1.2 紫外和可见分光光度法158

1.3 紫外和可见分光光度计160

1.4 紫外可见吸收光度的分析方法161

2.1 激发态与去活化过程165

2 分子发光分析法165

2.2 荧光分析法166

2.3 荧光的定量分析方法及应用167

2.4 磷光分析法169

2.6 化学发光分析法170

2.5 磷光分析法及其应用170

3.1 基态原子的共振吸收171

3 原子吸收光谱分析法171

3.2 原子吸收分光光度计172

3.3 原子吸收干扰及其消除方法174

3.4 原子吸收分析方法176

4.1 原子荧光的产生及类型178

4 原子荧光光谱法178

4.2 原子荧光的测量仪器179

4.3 定量分析及其应用180

5.2 谱线的强度及影响因素181

5.1 原子的激发与电离181

5 原子发射光谱分析法181

5.4 原子发射光谱仪器182

5.3 谱线强度与元素浓度的关系182

5.5 光谱定性分析及半定量分析185

5.6 光谱定量分析186

6.1 X射线物理学基础187

6 X射线荧光光谱分析法187

5.7 电感耦合等离子体（ICP）光谱分析的应用187

6.2 X荧光强度的理论计算188

6.3 X射线荧光谱仪189

6.5 定量分析191

6.4 定性分析191

6.7 样品制备192

6.6 半定量分析192

7.1 红外光谱的基本原理194

7 红外光谱法194

7.2 红外光谱的基团频率及其影响因素195

7.3 红外分光光度计198

7.4 红外光谱分析199

7.5 红外光谱分析的其他技术简介201

8.3 激光拉曼光谱仪203

8.2 拉曼光谱的特点203

8 激光拉曼光谱法203

8.1 拉曼光谱的基本原理203

9.1 核磁共振基本原理204

9 核磁共振法204

8.4 拉曼光谱的应用204

9.2 核磁共振的几个重要参数206

9.3 核磁共振谱仪简介208

9.4 核磁共振方法的分类及简介209

9.5 核磁共振应用215

10.1 质谱仪的组成217

10 质谱法217

10.2 质谱仪219

10.3 ICP-MS的应用及发展趋势223

1.1 色谱分析法的基本概念226

1 近代色谱分析法226

第6章 其他分析方法226

1.2 色谱分离性能的表述及操作因素227

1.3 色谱定性分析及定量分析228

1.4 气相色谱法230

1.5 高效液相色谱法233

2.2 基本原理238

2.1 中子活化分析概述238

2 中子活化分析238

2.3 中子活化分析的基本设备和分析方法239

2.5 中子活化分析的应用240

2.4 中子瞬发γ射线活化分析240

3.1 流动注射装置及原理241

3 流动注射分析241

3.2 流动注射技术的应用242

参考文献246

第3篇 常用材料化学成分分析247

1.1 纯铁、碳素钢及低合金钢的化学分析方法249

1 钢铁材料化学分析方法249

第1章 钢铁材料分析方法249

1.2 合金结构钢、不锈钢及耐热钢的化学分析方法255

1.3 高速工具钢的化学分析方法262

1.4 生铁、球墨铸铁及合金铸铁的化学分析方法264

2.1 原子吸收光谱法267

2 钢铁材料光谱分析方法267

2.2 光电直读光谱法269

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法270

1.1 铜及铜合金化学分析方法272

1 铜及铜合金分析方法272

第2章 非铁金属材料分析方法272

1.2 铜及铜合金光谱分析方法278

2.1 铝及铝合金化学分析方法281

2 铝及铝合金分析方法281

2.2 铝及铝合金光谱分析方法286

3.1 镁及镁合金化学分析方法287

3 镁及镁合金分析方法287

4.1 锌及锌合金化学分析方法290

4 锌及锌合金分析方法290

3.2 镁及镁合金光谱分析方法290

5.1 锡和锡基合金化学分析方法292

5 锡铅基合金分析方法292

4.2 锌及锌合金光谱分析方法292

5.2 铅和铅基合金化学分析方法294

5.3 锡基和铅基合金光谱分析方法296

6.1 镍的化学分析方法299

6 镍及镍基合金分析方法299

6.2 镍基合金化学分析方法301

7 钛及钛合金分析方法306

6.3 镍基合金光谱分析方法306

8.1 银及银合金化学分析方法310

8 银及银合金分析方法310

8.2 银及银合金光谱分析方法313

9 稀土金属及其氧化物分析方法314

9.1 稀土金属及其氧化物化学分析方法315

9.2 稀土金属及其氧化物光谱分析方法319

1.1 常见氧化物的分析322

1 原材料分析方法322

第3章 无机非金属材料分析方法322

1.2 黏土的分析324

1.3 石英砂的分析326

1.5 常见碳酸盐的分析327

1.4 硼酸和硼砂的分析327

2.1 普通硅酸盐玻璃的分析方法328

2 常见玻璃的分析328

1.6 石灰石和白云石的分析328

2.4 光色玻璃的分析方法331

2.3 铅玻璃的分析方法331

2.2 石英玻璃的分析方法331

3.1 通用水泥的分析方法332

3 水泥的分析332

3.2 铝酸盐类水泥的分析方法333

4.1 黏土质耐火材料的分析方法334

4 常见耐火材料的分析334

4.2 硅质耐火材料的分析方法335

4.3 镁质耐火材料的分析方法336

4.4 含铬质耐火材料的分析方法337

5 石墨的分析338

4.5 含锆质耐火材料的分析方法338

6.1 传统陶瓷和建筑陶瓷的分析方法339

6 陶瓷材料的分析339

6.2 新型陶瓷的分析方法341

7.1 水晶中痕量杂质元素的分析方法346

7 常见单晶材料的分析346

8 无机非金属涂层的分析347

7.2 红宝石的分析方法347

1.2 燃烧试验348

1.1 高分子试样的了解和调查348

第4章 高分子材料分析方法348

1 分析的准备工作348

1.3 溶解性试验350

1.4 高分子元素定性、定量分析353

2.1 常用的分离方法355

2 常用的组分分离和纯化方法355

2.2 高分子材料组分分离操作举例357

3 红外光谱鉴定358

5 结语361

4 无机填料鉴定361

参考文献362

第4篇 材料物理性能测试365

1.1 基本理论367

1 热焓与热容367

第1章 热学性能367

1.2 热焓与热容的测量370

1.3 热分析技术及其应用371

2.2 材料导热的基本理论376

2.1 材料传导的基础知识376

2 热传导376

2.3 导热系数的测量379

3.1 热膨胀的基本理论382

3 热膨胀性能382

3.3 影响热膨胀性能的因素383

3.2 热膨胀系数与其他性能的关系383

3.4 热膨胀的测量方法及应用384

1.2 晶体的能带386

1.1 电阻与导电的基本概念386

第2章 材料的电学性能386

1 导电性能386

1.3 金属的导电性能387

1.4 电阻的测量389

1.5 电阻分析的应用390

1.6 超导电性392

2.1 热电效应393

2 热电性能393

2.3 热电势的测量与应用394

2.2 影响热电势的因素394

3.1 介质极化与介电性能395

3 电介质的介电性能395

3.2 电介质的介质损耗398

3.3 介电性能的测量399

4.2 击穿形式400

4.1 强电场作用下绝缘材料的破坏400

4 绝缘材料的抗电性能400

5.1 敏感效应401

5 半导体导电性的敏感效应401

4.3 影响抗电强度的因素401

4.4 抗电强度的测量与应用401

5.2 热敏效应及应用402

5.3 压敏效应及应用404

5.4 气敏陶瓷及应用405

5.5 湿敏陶瓷及应用406

5.6 光敏陶瓷及应用408

2.1 材料抗磁性与顺磁性的物理本质409

2 顺磁性与抗磁性409

第3章 材料的磁学性能409

1 磁性的基本概念与基本量409

2.3 抗磁与顺磁磁化率的测量及应用411

2.2 影响材料抗磁性与顺磁性的因素411

3.5 磁化曲线与磁滞回线412

3.4 磁畴结构412

3 铁磁性与反铁磁性412

3.1 铁磁性的原子组态和原子磁矩412

3.2 自发磁化412

3.3 磁各向异性与磁致伸缩412

3.6 反铁磁性和亚铁磁性414

3.8 磁性材料的检验和测量415

3.7 铁磁材料的技术磁化415

1.1 线性光学性能的基本参量与测量427

1 线性光学性能427

第4章 材料光学性能427

1.2 线性光学性能的应用437

2.1 非线性光学性能的概念438

2 非线性光学性能438

2.2 非线性光学晶体结构与性能的关系439

2.3 非线性光学性质与测量方法440

2.4 非线性光学性能的应用442

1.2 压电振子与压电方程445

1.1 压电效应的基本原理445

第5章 材料的压电性能与铁电性能445

1 压电性能445

1.3 压电性能的主要参数447

1.4 压电材料的分类及应用449

2.1 自发极化及其微观机制452

2 热释电与铁电性能452

2.2 晶体的热释电效应453

2.3 晶体的铁电性454

3.1 电控双折射效应457

3 铁电材料的电光效应及其应用457

3.3 PIZT陶瓷的各种电光性能及应用458

3.2 电控光散射效应458

4.1 化学成分的影响459

4 影响材料铁电性的因素459

4.3 预极化条件462

4.2 晶粒间界的影响462

5.1 铁电和热释电参数的测量463

5 压电与铁电材料的测量463

4.4 薄膜材料的择优取向463

5.2 压电振子参数的测量464

5.3 压电常数的测量466

参考文献467

第5篇 材料力学性能测试469

1.1 拉伸试样471

1 拉伸试验471

第1章 材料拉伸试验471

1.3 应力－应变曲线472

1.2 力－伸长曲线472

2.1 弹性模量473

2 材料的弹性变形及其性能指标473

1.4 真应力－应变曲线473

3 材料的塑性变形及其性能指标474

2.2 泊松比474

3.1 屈服强度475

3.2 规定微量塑性延伸强度476

3.3 塑性指标及其测定478

3.4 应变硬化480

4.2 应变速率的影响481

4.1 温度的影响481

3.5 抗拉强度481

4 影响拉伸实验和性能主要因素481

5.4 试验步骤及要点482

5.3 拉伸应力－应变曲线482

4.3 尺寸效应482

5 塑料拉伸性能试验482

5.1 试样482

5.2 试验速度482

5.5 试验结果的计算和表示483

1.1 扭转试验的特点485

1 扭转试验485

第2章 材料扭转、弯曲与压缩性能485

1.3 扭转性能指标的测试方法486

1.2 金属材料扭转时的力学性能486

2.1 弯曲实验特点487

2 弯曲试验487

2.2 脆性和低塑性材料的弯曲力学性能测定488

2.3 塑料的弯曲试验490

3.2 压缩性能指标的测试方法491

3.1 压缩试验的工程应用与特点491

3 压缩试验491

3.3 塑料的压缩试验493

1.1 布氏硬度495

1 材料的硬度实验方法495

第3章 材料的硬度试验495

1.2 洛氏硬度496

1.3 维氏硬度497

1.4 肖氏硬度498

2 材料硬度与其他力学性能的关系499

1 缺口静拉伸实验500

第4章 缺口敏感性与缺口强度实验500

2 缺口偏斜拉伸实验501

3 缺口静弯曲实验502

1.2 冲击试验方法504

1.1 冲击试验原理504

第5章 冲击韧度试验504

1 冲击韧度试验504

2.1 系列冲击试验与低温脆性507

2 低温脆性及其测定方法507

1.3 缺口冲击试验的应用507

1.4 冲击韧度及其工程意义507

2.2 韧脆转变温度及其评价方法508

2.3 影响材料低温脆性的因素510

3.2 多次冲击抗力的规律511

3.1 多次冲击的方法和原理511

3 多次冲击实验511

4 塑料的冲击试验512

4.1 简支梁冲击试验512

4.2 悬臂梁冲击试验514

1.3 应力强度因子K1515

1.2 Ⅰ型裂纹尖端的应力场515

第6章 材料的断裂韧度试验515

1 裂纹尖端的应力场515

1.1 三种断裂类型515

2.3 几种常见裂纹的应力强度因子516

2.2 断裂判据516

2 断裂韧度和断裂判据516

2.1 断裂韧度KC和KIC516

3.1 试样制备518

3 材料断裂韧度KIC的测定518

3.2 测试方法519

4.1 J积分概念521

4 J积分521

4.2 JIC的测定原理522

4.3 JIC的测定方法523

5.1 裂纹张开位移（CTOD）的测定原理527

5 裂纹张开位移（CTOD）的测定527

5.2 裂纹张开位移（CTOD）的测定方法528

6.1 试验原理529

6 动态断裂韧度KId529

6.2 试验方法531

7 陶瓷材料的断裂韧度533

8.2 内部因素534

8.1 外部因素534

8 影响断裂韧度的因素534

8.3 KIC与其他力学性能的关系535

1.2 疲劳试验的分类537

1.1 疲劳的定义537

第7章 材料的疲劳性能537

1 疲劳的基本概念537

2.2 疲劳寿命曲线的测定538

2.1 循环加载的特征参数538

1.3 疲劳破坏的特征538

2 对称应力下的疲劳538

2.3 疲劳极限及其试验测定541

2.5 影响疲劳抗力的因素和提高疲劳寿命的途径542

2.4 过载持久值及过载损伤界542

3.2 平均应力对疲劳极限的影响543

3.1 平均应力对疲劳寿命的影响543

3 非对称循环应力下的疲劳543

4.1 应变疲劳寿命曲线的测定544

4 应变疲劳（低周疲劳）544

4.3 循环应力－应变曲线的测定545

4.2 循环软化的循环硬化545

5.2 疲劳裂纹扩展速率的测定方法547

5.1 疲劳裂纹扩展的规律547

5 疲劳裂纹扩展速率和疲劳门槛值的测定547

5.3 疲劳裂纹扩展门槛值的测定549

6.1 热疲劳试验551

6 其他疲劳试验方法551

6.2 腐蚀疲劳试验553

6.3 接触疲劳试验554

6.4 高温疲劳试验556

6.5 低温疲劳试验557

1.1 摩擦558

1 磨损的基本概念558

第8章 材料的磨损性能558

2.1 黏着磨损559

2 磨损的基本类型559

1.2 磨损559

2.2 磨粒磨损560

2.3 接触磨损561

2.4 微动磨损562

3.2 磨损试验方法563

3.1 耐磨性测量563

3 耐磨性及其测量方法563

4.1 影响黏着磨损的因素565

4 影响各类磨损性能的主要因素565

4.3 影响接触疲劳磨损的因素566

4.2 影响磨粒磨损的因素566

1.2 蠕变试验方法568

1.1 蠕变极限568

第9章 金属材料的高温力学性能568

1 高温蠕变试验568

1.3 蠕变极限的测定569

2.2 持久强度试验方法571

2.1 持久强度571

2 持久强度571

2.3 持久强度的确定572

3.2 应力松弛试验方法575

3.1 应力松弛575

3 应力松弛试验575

4.2 高温短时拉伸试验方法578

4.1 高温短时拉伸性能578

4 高温短时拉伸试验578

参考文献582

第6篇 材料化学性能测试583

1.2 腐蚀试验的分类585

1.1 金属材料的耐腐蚀性能测试的目的585

第1章 金属材料的耐腐蚀性能测试585

1 概述585

1.4 腐蚀产物的清除方法586

1.3 制备腐蚀试验试样的一些原则和方法586

1.5 耐蚀性能的评定及表示方法589

2.1 浸泡试验590

2 全面腐蚀及测试590

2.2 盐雾试验592

2.3 高温氧化594

3.1 电极电位测定597

3 电化学测试597

3.2 极化曲线测量598

3.3 极化电阻技术测量腐蚀速度600

4.1 概述601

4 晶间腐蚀及测试601

4.2 不锈钢的晶间腐蚀试验方法603

5.2 点蚀敏感性的试验评定方法606

5.1 点腐蚀概述606

5 点腐蚀及测试606

6.1 缝隙腐蚀概述608

6 缝隙腐蚀试验方法608

6.2 缝隙腐蚀敏感性的试验评定和研究方法609

7.1 概述613

7 电偶腐蚀及测试613

7.3 电偶腐蚀实例614

7.2 电偶腐蚀影响因素614

7.4 电偶腐蚀测试方法615

1.1 概述617

1 应力腐蚀617

第2章 金属材料在力学与腐蚀环境共同作用下的性能测试617

1.2 应力腐蚀的测试619

2.1 概述624

2 腐蚀疲劳624

2.2 腐蚀疲劳性能的测试626

3.2 氢脆性能测试629

3.1 概述629

3 氢脆629

1.4 聚合物在溶剂中的稳定性631

1.3 塑料腐蚀试验方法与评定631

第3章 有机合成材料耐腐蚀与老化性能测试631

1 塑料、纤维增强塑料耐腐蚀性能测试631

1.1 塑料在化工防腐蚀上的应用631

1.2 塑料腐蚀的主要形式631

1.5 聚合物的分子结构与耐化学性632

1.6 塑料吸水性能测试635

1.7 硬质泡沫塑料吸水率的测定636

1.8 纤维增强塑料吸水性试验方法637

1.10 玻璃纤维增强塑料耐水性加速试验方法638

1.9 玻璃纤维增强塑料耐水性能测试638

1.11 塑料耐液体化学介质性能测试639

1.13 玻璃纤维增强塑料用不饱和聚酯树脂耐碱性能测试641

1.12 塑料耐油性能的测试641

1.14 玻璃纤维增强塑料耐化学药品性能测定642

2.2 硫化橡胶耐液体试验方法643

2.1 橡胶耐介质性能试验643

1.15 玻璃纤维增强塑料耐湿热性能测试643

2 橡胶、涂料漆膜耐腐蚀性能测试643

2.3 涂料漆膜耐水性测试646

2.5 涂料漆膜耐汽油性测试647

2.4 涂料漆膜耐化学腐蚀性测试647

3.2 有机合成材料的老化试验标准体系648

3.1 有机合成材料的老化648

3 有机合成材料的老化性能测试648

3.3 塑料大气暴露试验方法649

3.4 塑料热空气暴露试验方法651

3.5 塑料实验室光源暴露试验方法652

3.6 硫化橡胶或热塑性橡胶直接自然气候老化试验方法653

3.8 涂层自然气候暴露试验654

3.7 硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热性试验654

3.9 漆膜人工气候老化和人工辐射暴露656

参考文献658

第7篇 金相分析659

1.1 金相显微镜661

1 金相学概述661

第1章 概述661

2 金相学的作用662

1.3 分析技术662

1.2 制样技术662

3 金相学发展方向与展望663

2.5 事故分析663

2.1 钢热处理工艺的研究663

2.2 形状记忆合金的研制663

2.3 产品的质量控制663

2.4 失效分析663

1.1 金相试样的选取665

1 金相试样的制备665

第2章 金相检验技术及设备665

1.4 金相试样的抛光666

1.3 金相试样的磨光666

1.2 金相试样的镶嵌666

1.5 金相试样的浸蚀669

2.1 显微镜的光学原理671

2 金相显微镜671

3.2 影响显微硬度值的因素673

3.1 显微硬度测试原理673

2.2 金相显微镜的维护673

3 显微硬度计673

3.4 显微硬度计的维护674

3.3 显微硬度试验的应用674

2.1 试样的选取675

2 酸蚀试验675

第3章 宏观检验675

1 断口检验675

1.1 断口制备方法675

1.2 钢材断口的分类及各种缺陷形态的识别675

2.3 酸蚀试验的操作676

2.2 试样的制备676

3.4 气泡679

3.3 偏析679

3 钢中常见的宏观缺陷及评定原则679

3.1 疏松679

3.2 缩孔679

4.2 硫印试样的制备和试验方法680

4.1 硫印试验的基本原理680

3.5 翻皮680

3.6 白点680

3.7 轴心晶间裂纹680

3.8 夹杂物680

3.9 其他宏观缺陷680

4 硫印试验680

6.2 试样的浸蚀681

6.1 试样制备681

5 塔形试验681

5.1 塔形试验的意义及标准681

5.2 发纹的形成原因、分布规律及防止办法681

5.3 试样制备681

5.4 操作办法681

5.5 评定及表示方法681

6 铝及铝合金的宏观检验681

6.3 铝及铝合金常见的宏观缺陷682

7.2 试样的浸蚀683

7.1 试样制备683

7 铜及铜合金的宏观检验683

7.3 铜及铜合金常见的宏观缺陷684

1 碳素结构钢和合金结构钢的基本组织686

第4章 结构钢的金相检验686

2.1 冷冲压用钢的组织检验688

2 冷变形钢的金相检验688

3 易切削结构钢的金相检验689

2.3 冷变形钢材热处理后的组织689

2.2 冷拉结构钢的组织检验689

5 低碳低合金钢的组织检验690

4.3 淬火欠淬透组织检验690

3.1 硫系易切削钢中夹杂物的形态特征690

3.2 铅系易切削钢中夹杂物的形态特征690

3.3 易切削结构钢的组织检验690

4 低碳马氏体钢的组织检验690

4.1 淬火欠热组织检验690

4.2 淬火过热组织检验690

6 调质钢的金相检验692

8 低合金超高强度马氏体钢的金相检验693

7.2 大型铸锻件的金相检验693

7 大截面用钢的金相检验693

7.1 大截面锻件热处理后的组织及特点693

12 结构钢的回火脆性金相检验694

11 双相钢694

9 低合金超高强度贝氏体钢的金相检验694

10 非调质钢的金相检验694

13.1 锻造缺陷695

13 结构钢热加工缺陷分析695

13.2 热处理淬火裂纹分析696

1.1 金相组织698

1 碳素工具钢698

第5章 工模具钢的金相检验698

2 合金工具钢699

1.2 金相检验699

2.2 模具钢700

2.1 量、刃具钢700

3.1 高速工具钢的分类704

3 高速工具钢704

3.3 金相检验705

3.2 金相组织705

1 铬轴承钢707

第6章 轴承钢的金相检验707

2 渗碳轴承钢710

3.3 耐冲击中碳合金轴承钢712

3.2 高温轴承钢712

3 特殊用途的轴承钢712

3.1 不锈轴承钢712

2 弹簧钢的游离石墨化检验713

1 弹簧钢原材料的非金属夹杂物检验713

第7章 弹簧钢的金相检验713

3 弹簧钢表面脱碳层检验714

4.3 Si-Mn系弹簧钢正常淬火后的回火组织检验715

4.2 Si-Mn系弹簧钢淬火组织检验715

4 Si-Mn系弹簧钢组织检验715

4.1 Si-Mn系弹簧钢原材料组织检验715

5.2 65Si2MnWA弹簧钢的热处理组织检验716

5.1 65Si2MnWA弹簧钢的原材料组织检验716

4.4 Si-Mn系弹簧钢淬火时出现的非马氏体组织检验716

5 65Si2MnWA弹簧钢金相检验716

8.2 马氏体不锈钢的热处理及其组织717

8.1 奥氏体不锈钢的固溶处理及其组织717

6 Cr-V弹簧钢的组织检验717

6.1 Cr-V弹簧钢的原组织检验717

6.2 Cr-V弹簧钢热处理后的组织检验717

7 淬铅弹簧钢丝的组织检验717

7.1 淬铅弹簧钢丝组织的强化特点717

7.2 淬铅后的弹簧钢丝组织检验717

8 特殊弹簧钢丝的组织检验717

8.4 特殊弹簧钢丝热处理后的组织检验718

8.3 沉淀硬化不锈钢的热处理特点718

1.2 不锈钢中的常见相719

1.1 分类719

第8章 不锈钢、耐热钢及高温合金的金相检验719

1 不锈钢719

1.3 热处理及金相组织720

1.5 不锈钢金相检验标准721

1.4 不锈钢金相检验试样制备与浸蚀721

2.2 热处理及金相组织723

2.1 分类723

2 耐热钢723

3.3 高温合金中的常见相724

3.2 高温合金中常见相分类724

2.3 耐热钢金相检验标准724

3 高温合金724

3.1 高温合金的分类724

3.4 高温合金的金相组织727

3.5 高温合金检验标准729

1.2 金相组织731

1.1 铸钢的分类及常用牌号731

第9章 铸钢和铸铁的金相检验731

1 铸钢的金相检验731

1.3 金相检验732

2.3 白口铸铁734

2.2 基体组织及显示方法734

2 铸铁的金相检验734

2.1 铸铁的显微组织734

2.4 灰铸铁735

2.5 球墨铸铁737

2.6 其他类型的铸铁739

2.1 焊接接头的外观质量检验740

2 焊接接头的宏观检验740

第10章 焊接件的金相检验740

1 焊接过程的特点740

2.2 焊接接头的低倍组织检验741

3.2 熔合线组织特征742

3.1 焊缝金属的组织742

3 焊接区域显微组织特征742

3.3 焊接热影响区组织特征743

4.1 低碳钢和低合金钢焊接接头各区组织744

4 焊接接头各区域组织分析744

4.3 异种金属和异种钢焊接接头组织分析745

4.2 不锈钢焊缝的组织分析745

6.2 冷裂纹746

6.1 热裂纹（高温裂纹）746

5 焊接组织侵蚀方法746

6 焊接接头裂纹分析746

6.3 再热裂纹747

1.2 铸造铝合金748

1.1 铝合金的分类748

第11章 非铁金属金相检验748

1 铝及铝合金748

1.3 变形铝合金749

1.4 铝合金试样的制备751

2.1 铜合金分类752

2 铜及其铜合金的金相检验752

2.3 铜合金的组织753

2.2 铜合金中的相及其特征753

3 镁合金的金相检验755

2.5 铜合金金相检验的标准755

2.4 铜合金试样的制备755

4.1 金相试样的制备756

4 钛及其合金的金相检验756

3.1 镁合金的分类756

3.2 镁合金加工制品显微组织756

3.3 镁合金样品的制备756

3.4 镁合金金相检验标准756

4.2 金相测试时涉及的有关标准757

1.2 铁基粉末冶金试样的制备和检验759

1.1 粉末冶金制品显微组织759

第12章 粉末冶金的金相检验759

1 铁基、铜基制品的金相检验759

3.1 显微组织761

3 硬质合金761

2 钢结硬质合金761

2.1 钢结合金的分类761

2.2 钢结合金的显微组织761

2.3 钢结硬质合金的金相检验761

3.2 金相检验762

3.3 缺陷组织763

2.2 渗碳淬火、回火后组织764

2.1 渗碳层平衡状态组织764

第13章 材料表面处理后组织鉴别及评定764

1 金相试样的制备764

2 钢的渗碳层764

2.3 渗碳层深度的测定765

3.3 合金钢气体渗氮层组织766

3.2 纯铁气体渗氮层组织766

2.4 渗碳零件的有关金相标准766

2.5 渗碳层缺陷766

3 钢的渗氮层766

3.1 铁－氮二元合金平衡组织766

4.4 渗氮层组织的评定和深度测定767

4.3 低温氮碳共渗（软氮化）767

4 钢的碳氮共渗层767

4.1 碳氮共渗后缓冷组织767

4.2 碳氮共渗层淬火回火后表层组织767

5.1 渗硼显微组织768

5.2 渗硼层深度的测定768

5 钢的渗硼层768

7.1 感应加热表面淬火769

7 表面热处理层769

6 钢的渗金属769

6.1 钢的渗金属层形成相769

6.2 渗金属层的金相检验769

7.2 激光加热表面淬火770

8.2 电镀层光学显微镜检测772

8.1 电镀层的宏观检测772

7.3 火焰加热表面淬火772

8 电镀层772

8.3 金相显微镜分析773

9.1 热喷涂层的金相组织774

9 热喷涂层774

9.2 热喷涂层的金相检验775

2.2 晶粒的显示方法777

2.1 取样777

第14章 金属晶粒度评定777

1 概述777

1.1 晶粒度测量方法适用范围777

1.2 评定原则777

1.3 基本定义和符号777

2 晶粒的显示777

3.3 截点法779

3.2 面积法779

3 晶粒度的测试方法和评定标准779

3.1 比较法779

3.4 非等轴晶试样的晶粒度780

5 晶粒度测定结果的置信区间及相对误差的计算781

4 晶粒度的数值表示781

3.5 含两相或多相及组元试样的晶粒度781

2 夹杂物的化学性质783

1.2 金相法鉴定夹杂物的缺点783

第15章 夹杂物的金相检验783

1 金相法鉴定夹杂物的优缺点783

1.1 金相法鉴定夹杂物的优点783

3.1 氧化夹杂物784

3 钢中夹杂物的分类784

3.2 硫化夹杂物785

3.4 稀土夹杂物786

3.3 氮化夹杂物786

4.1 取样787

4 钢中非金属夹杂物的金相检验787

4.3 非金属夹杂物的显微评定方法788

4.2 试样制备788

5 非金属夹杂物类型的鉴别790

6 明视场下非金属夹杂物的特性791

8 夹杂物的偏振光观察793

7 暗视场下非金属夹杂物的特性793

1 定量体视学原理795

第16章 定量金相795

2.3 自动图像分析仪796

2.2 人工定量计数测量796

2 测量方法796

2.1 标准图片比较法796

4.1 图像分析仪测量步骤797

4 自动图像分析仪的应用797

3 定量金相试样的选取和制备797

3.1 取样797

3.2 试样制备797

3.3 视场选择797

4.2 图像分析软件对于金相分析的意义798

参考文献799

第8篇 无损检测801

2 无损检测的用途和作用803

1 无损检测的定义803

第1章 概述803

3 常用无损检测方法分类804

2.2 射线的获得806

2.1 射线的种类806

第2章 射线照相法806

1 方法原理806

1.1 射线检测基本原理806

1.2 射线的本质806

2 分类806

2.3 射线的衰减特性810

3.1 透照工艺条件的选择812

3 工艺要点812

3.2 焦距的选择813

3.3 曝光量的选择与修正814

3.4 透照方式的选择和一次透照长度的计算815

3.5 曝光曲线的制作及应用819

3.6 散射线的控制820

3.7 焊缝透照常规工艺823

1.2 波动的种类与波型826

1.1 超声检测基本原理826

第3章 超声波方法826

1 原理826

1.4 声场及其特征值827

1.3 声波的波动特性827

1.5 超声波在异质界面上的透射、反射和折射829

1.6 超声波传播中的衰减830

2.1 按原理分类831

2 分类831

2.3 按探头数目分类832

2.2 按波形分类832

3.1 探伤仪和探头的选择834

3 工艺要点834

2.4 按探头接触方式分类834

3.2 耦合与补偿835

3.3 探伤仪的调节836

1 原理839

第4章 磁粉方法839

2.3 橡胶铸型法与磁橡胶法840

2.2 湿法和干法840

2 分类840

2.1 连续法和剩磁法840

3.2 磁化规范841

3.1 预处理及工序安排841

3 工艺要点841

3.3 退磁843

3.4 磁痕观察与记录845

3.5 后处理846

1 原理847

第5章 渗透方法847

2 方法849

3.2 灵敏度试片850

3.1 渗透检测用设备850

3 工艺要点850

3.4 检测工艺851

3.3 检测用材料851

1 原理854

第6章 涡流方法854

2.1 检测线圈的分类与使用方法856

2 分类856

2.2 涡流检测的频率选择857

2.4 涡流检测的对比试样858

2.3 涡流检测信号分析858

3 工艺要点859

1 磁感应法860

第7章 其他方法860

2.2 检测方法和特点862

2.1 基本原理862

2 红外线法862

3.1 微波检测基本原理与特点863

3 微波法863

2.3 检测用仪器863

2.4 应用举例863

3.3 微波检测仪864

3.2 检测方法864

4.1 全息照相的原理865

4 激光法865

3.4 应用举例865

4.3 检测方法866

4.2 激光器866

5.3 声发射源867

5.2 声发射技术的特点867

5 声发射法867

5.1 声发射检测原理867

6 光全息照相法868

5.4 影响声发射特性的因素868

8 激光超声869

7 磁记忆检测技术869

参考文献870

第9篇 X射线衍射分析873

1.1 X射线的产生及X射线谱875

1 X射线及其与物质的相互作用875

第1章 X射线衍射原理和方法875

1.2 X射线与物质的相互作用876

2.2 倒易点阵的概念及晶体衍射花样的特点877

2.1 布拉格方程877

2 布拉格方程及衍射线的强度877

2.3 衍射线的强度878

3.1 X射线源879

3 X射线源及探测方法879

3.2 X射线衍射的试验方法880

1.2 方法883

1.1 基本原理883

第2章 多晶体物相分析883

1 物相定性分析883

2.2 方法886

2.1 原理886

2 定量分析886

2.3 定量相分析应注意的问题888

1.2 非立方晶体粉末衍射花样的指标化890

1.1 立方晶体衍射花样的指标化890

第3章 多晶体点阵常数的精确测定890

1 测定方法890

2.2 精确测定点阵常数的方法891

2.1 衍射角测量误差的来源891

2 误差分析891

1.2 宏观应力测定原理894

1.1 残余应力的概念及其分类894

第4章 宏观应力测定894

1 基本原理894

2.1 Ψ方位的确定方式895

2 宏观应力的测定方法895

2.2 定峰法896

2.1 近似函数法898

2 线形分析方法898

第5章 X射线衍射线形分析898

1 衍射线的宽化898

2.2 傅里叶分析法899

1.2 乌氏网和极网901

1.1 极射赤面投影法901

第6章 织构测定901

1 极射赤面投影法901

1.3 单晶体的标准投影图903

2.1 极图904

2 织构的表征方法及其测定904

2.2 反极图908

2.3 三维取向分布函数（ODF）909

1 Rietveld方法的数学原理911

第7章 Rietveld（瑞特符佑德）方法911

3.2 晶胞参数912

3.1 背底和比例因子912

2 Rietveld方法中所用的函数912

2.1 背底强度（ybi）912

2.2 峰形函数（φ）912

2.3 择优取向函数（PK）912

2.4 结构因数（FK）912

3 Rietveld方法可以修正的参数以及修正策略912

5 Rietveld方法的应用913

4 修正结果的剩余方差因子913

3.3 峰形参数913

3.4 2θ零点漂移913

3.5 峰宽参数913

3.6 温度因子913

3.7 择优取向因子913

3.8 晶胞参数、峰形参数、峰宽参数及温度因子913

6 Rietveld方法的实验要求914

1.2 单晶劳厄相的特点915

1.1 劳厄法915

第8章 单晶取向的测定915

1 劳厄法及单晶劳厄相的特点915

2.1 利用格仑宁格网进行单晶定向916

2 单晶定向916

2.2 单晶定向的衍射仪法918

1.2 XAFS发展历史919

1.1 吸收边概念919

第9章 同步辐射X射线吸收精细结构919

1 XAFS919

2.3 XANES理论解释920

2.2 吸收边形状920

2 XANES920

2.1 吸收边位置920

3.3 EXAFS的数据分析921

3.2 EXAFS理论921

3 EXAFS区域921

3.1 EXAFS形成机制921

4.1 XAFS透射法923

4 XAFS的测量方法和实验设备923

5 XAFS技术在非晶合金材料中的应用924

4.3 俄歇电子法924

4.2 XAFS荧光法924

参考文献928

第10篇 电子显微分析929

1.1 电子枪931

1 透射电子显微镜基本结构931

第1章 透射电子显微镜基本结构和样品制备931

1.3 放大和成像透镜系统932

1.2 照明透镜系统和偏转系统932

1.5 样品台933

1.4 图像观察和记录系统933

2 透射电镜样品的制备934

1.2 倒易点阵935

1.1 电子衍射原理935

第2章 电子衍射原理与方法935

1 晶体对电子的衍射935

1.3 系统消光及二次衍射936

1.5 电子显微镜中电子衍射的特点938

1.4 倒易平面的绘制938

2.1 单晶电子衍射花样的标定942

2 电子衍射花样分析942

2.3 超点阵斑点的标定943

2.2 多晶材料的电子衍射花样标定943

3.1 菊池线的产生原因944

3 菊池线衍射分析944

2.4 孪晶斑点的标定944

3.4 菊池线的应用946

3.3 菊池线的标定946

3.2 菊池线的特征946

4.2 CBED图947

4.1 CBED图的形成947

4 会聚束电子衍射947

4.3 CBED图的应用948

5.1 二维点阵的衍射951

5 低能电子衍射951

5.3 低能电子衍射的应用952

5.2 衍射花样的观察与记录952

1 质厚衬度理论（Mass-Thickness Contrast Theory）及其成像技术953

第3章 透射电镜（TEM）成像理论与技术953

2 衍射衬度（Diffraction Contrast）理论及其成像技术954

2.1 衍衬运动学理论955

2.2 衍衬成像动力学理论（波动光学法）958

2.3 衍衬技术的应用959

3 相位衬度（Phase Contrast）理论及高分辨成像技术960

3.2 衬度传递函数（CTF）961

3.1 相位衬度961

3.3 弱相位物体近似（Weak-phase Object Approximation,WPOA）962

3.4 相位衬度下的分辨率964

3.5 相位衬度的动力学处理：多层法965

3.6 高分辨像技术的应用966

4.1 Z－衬度成像技术968

4 其他成像技术968

4.2 罗伦兹（Lorentz）电子显微技术969

4.3 电子全息技术971

1.2 能谱实验技术973

1.1 能谱分析原理973

第4章 透射电镜中能谱和电子能量损失谱分析973

1 能谱分析原理和技术973

3.1 ALCHEMI基本原理974

3 利用通道效应确定原子位置（ALCHEMI）974

2 薄样品元素的定量分析974

2.1 比例法974

2.2 最小检出量和最小质量分数974

3.2 ALCHEMI应用975

4.2 电子能量损失谱仪构造976

4.1 电子能量损失谱分析原理976

4 电子能量损失谱分析原理及谱仪构造976

4.3 典型的电子能量损失谱977

4.4 电子能量损失谱实验技术978

5.1 等离子峰以及样品厚度的检测980

5 电子能量损失谱应用980

5.3 近边结构和广延精细结构981

5.2 元素的定量分析981

6.1 能量选择成像系统和原理983

6 能量选择成像原理和应用983

6.2 能量选择成像技术应用984

1.1 二次电子987

1 入射电子与固体试样的交互作用987

第5章 扫描电镜显微分析987

1.2 背散射电子988

1.4 特征X射线990

1.3 阴极发光990

2.2 SEM的主要特点991

2.1 仪器构造和成像原理991

1.5 吸收电子991

2 SEM仪器构造、成像原理及主要特点991

2.3 SEM工作条件与图像质量的关系992

3.1 场发射扫描电镜993

3 场发射SEM及低真空SEM993

4.1 电子背散射衍射原理994

4 电子背散射衍射及应用994

3.2 低真空SEM994

4.3 EBSD的分辨率995

4.2 EBSD系统构成995

4.5 样品的制备996

4.4 EBSD分析方法996

1.2 电子探针仪器构造1000

1.1 电子探针定性和定量分析的基本原理1000

第6章 电子探针显微分析1000

1 电子探针显微分析的基本原理及特点1000

2.1 X射线谱仪成分分析对试样的要求1003

2 试样制备方法1003

1.3 电子探针微区成分分析的特点1003

2.2 典型试样制备方法1005

3.1 定性和定量分析区域1008

3 定性和定量分析1008

3.2 标准分析方法1009

3.4 定量修正方法1010

3.3 定性分析方法1010

3.8 差值分析法1013

3.7 不稳定试样的分析1013

3.5 无标样定量分析1013

3.6 超轻元素定量分析1013

4.1 加速电压1014

4 实验条件的选择1014

4.2 特征X射线1015

4.3 束流和计数时间1016

4.4 电子束直径1017

4.5 WDS分光晶体的选用1018

5 数据分析与数据处理1019

4.6 标样的选择1019

6.2 粉体及试样表面形貌观察1020

6.1 断口形貌与失效分析1020

6 电子探针、扫描电镜在材料研究中的应用1020

6.4 扩散和离子交换研究1021

6.3 纤维增强复合材料及金属－陶瓷复合材料1021

6.6 玻璃的显微结构1022

6.5 状态分析1022

6.8 固体中的离子迁移研究1023

6.7 考古1023

参考文献1025

第11篇 核技术分析及其他检测与表征技术1027

第1章 离子探针1029

1 二次离子发射1029

2 SIMS分析1029

3 实验设备和方法1029

第2章 材料的内耗及表征1031

1 内耗的基本原理1031

1.1 弹性和滞弹性1031

1.2 内耗与模量亏损1031

1.3 弛豫时间与金属的弛豫谱1031

2 内耗的类型—对应不同内耗机理和模型，有不同的应力应变方程1032

2.1 弛豫型（滞弹性）内耗1032

3.3 滞后回线1033

3.2 波传播法1033

3.1 共振系统法1033

4 内耗的测量方法和仪器装置1033

4.1 扭摆法——低频范围的测量1033

3 内耗的量度原理1033

2.3 共振型内耗1033

2.2 静滞后型（非滞弹性）内耗1033

4.2 共振棒法——中频范围的测量1034

4.3 超声脉冲回波法——高频下点阵内耗测量1034

5 缺陷的内耗表征1035

5.1 点缺陷的内耗——零维缺陷1035

5.2 线缺陷（位错）的内耗——一维缺陷内耗1037

5.3 界面内耗——二维缺陷内耗1038

6 相变内耗1039

6.1 一级相变的内耗1039

6.2 二级相变的内耗1041

7.2 聚合物内耗1042

7.1 磁弹性内耗1042

7.3 热流引起的内耗1042

7 材料的其他内耗1042

7.4 声子弛豫1043

7.5 电子内耗1043

1.1 场离子显微镜的结构1045

1 场离子显微镜1045

1.2 场致电离和原子成像1045

第3章 场离子显微镜和原子探针1045

1.3 图像的诠释1046

1.4 场离子显微镜的应用1046

2 原子探针及其应用1047

3 三维原子探针1049

3.1 三维原子探针的结构1049

3.2 三维原子探针的应用举例1050

1 俄歇跃迁及其概率1052

2 俄歇电子谱的定性与定量分析1052

第4章 俄歇电子能谱仪1052

3 实验装置与实验方法1053

3.1 实验装置1053

3.2 实验方法1054

4 俄歇电子能谱在材料分析中的应用1054

第5章 扫描隧道显微镜与原子力显微镜1055

1 扫描隧道显微镜工作原理1055

3 扫描隧道显微镜系统1056

3.1 三维扫描控制子系统1056

2 扫描隧道显微镜的优势与局限性1056

3.5 反馈及计算机控制、处理子系统1057

3.4 振动隔离子系统1057

4 扫描探针显微镜1057

4.1 概述1057

3.3 针尖1057

3.2 针尖－样品间距调节子系统1057

4.4 摩擦力显微镜（LFM）1058

4.3 AFM的工作模式1058

4.5 磁力显微镜（MFM）和静电力显微镜（EFM）1058

4.2 原子力显微镜（AFM）的工作原理1058

5 SPM的应用与发展1059

第6章 光电子能谱1060

1 电子结合能和化学位移1060

2 光电子能谱仪1061

3 X射线光电子能谱的应用1061

4.2 仪器设备1064

4.1 基本原理1064

4.3 紫外光电子能谱的应用1064

4 紫外光电子能谱1064

1 基本原理1066

2 穆斯堡尔参数1066

第7章 穆斯堡尔谱方法1066

2.3 磁塞曼分裂1067

2.2 四极分裂1067

2.4 谱线的相对强度1067

2.1 同质异能移1067

3.1 放射源1068

3.2 探测器1068

3 实验方法1068

3.3 试制样品1071

4 应用1072

4.1 物相分析1072

3.4 数据处理1072

4.2 表面技术1074

4.3 纳米材料的研究1074

1.2 自由正电子的湮没1077

1.1 正电子和正电子源1077

1.3 正电子在固体缺陷态的湮没——捕获现象1077

1 正电子在固体材料中湮没的一般原理1077

第8章 正电子湮没技术1077

2.1 正电子湮没寿命谱测量与捕获模型1078

2.2 湮没γ射线多普勒展宽能谱1078

2 正电子实验方法1078

2.3 正电子2γ湮没角关联谱1079

3 正电子湮没方法在固体材料研究中的应用1080

3.1 金属和合金中电子结构和微缺陷的研究1080

2.4 慢正电子谱测量1080

3.3 金属氧化物中的应用1081

3.4 聚合物材料中的应用1081

3.2 半导体中的应用1081

参考文献1082