“高級(jí)能源材料表征原理及技術(shù)”是面向理工科高等院校能源類專業(yè)的一門本科及研究生專業(yè)課程。學(xué)生在掌握新能源知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合材料科學(xué)理論研究，通過(guò)對(duì)本書的學(xué)習(xí)，了解和熟悉新能源材料的各種現(xiàn)代表征手段和分析方法，可進(jìn)一步深化對(duì)新能源材料的認(rèn)識(shí)。為配合教學(xué)內(nèi)容，本書全面介紹有關(guān)材料成分、結(jié)構(gòu)及組織形貌、功能材料屬性等的現(xiàn)代表征技術(shù)及分析方法，內(nèi)容涉及X射線衍射學(xué)、電子顯微學(xué)、能譜學(xué)、電化學(xué)、熱學(xué)等衍生出的表征方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握材料表征技術(shù)原理，并初步具備分析材料表征結(jié)果的能力，最終使學(xué)生學(xué)會(huì)分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、微觀組織、化學(xué)成分、物相組成與物質(zhì)屬性，從而建立起材料制備工藝-材料結(jié)構(gòu)-材料性能之間關(guān)系的理論知識(shí)和研究方法。
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江蘇省人才工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室及江蘇省科學(xué)技術(shù)廳聘為"雙創(chuàng)計(jì)劃"科技副總；入選重慶大學(xué)"百人計(jì)劃"及重慶大學(xué)"后備拔尖人才（A類）"；當(dāng)選重慶市沙坪壩區(qū)及重慶大學(xué)歐美同學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)；作為重慶市光伏扶貧專家組成員參與相關(guān)工作。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 材料的概念與分類 1
1.1.1 材料的概念 1
1.1.2 材料的分類 1
1.2 能源材料的結(jié)構(gòu)與性能 3
1.2.1 能源與能源材料 3
1.2.2 能源材料結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系 4
習(xí)題 11
參考文獻(xiàn) 11
第2章 X射線分析 12
2.1 布拉格定律 12
2.1.1 布拉格定律的建立 12
2.1.2 布拉格方程的推導(dǎo) 12
2.1.3 布拉格方程的討論 13
2.2 X射線衍射 14
2.2.1 X射線的產(chǎn)生 14
2.2.2 X射線的特性 15
2.2.3 X射線衍射技術(shù) 16
2.2.4 X射線物相分析 17
2.3 掠入射X射線散射 22
2.3.1 同步加速器簡(jiǎn)介 22
2.3.2 同步加速器的優(yōu)勢(shì) 25
2.3.3 基本原理 26
2.3.4 掠入射小角X射線散射 29
2.3.5 掠入射廣角X射線散射 32
2.4 案例分析 36
習(xí)題 40
參考文獻(xiàn) 41
第3章 光學(xué)和透射電子顯微鏡 42
3.1 光學(xué)成像原理與模式 42
3.1.1 光學(xué)成像原理 42
3.1.2 理想光學(xué)系統(tǒng) 44
3.1.3 光學(xué)系統(tǒng)的放大率 47
3.1.4 顯微鏡成像 49
3.1.5 光學(xué)成像模式 50
3.1.6 案例分析 53
3.2 透射電子顯微鏡 55
3.2.1 基本工作原理簡(jiǎn)述 55
3.2.2 透射電子顯微鏡的基本構(gòu)造 56
3.2.3 主要技術(shù)參數(shù) 60
3.2.4 樣品制備 61
3.2.5 掃描透射電子顯微鏡 63
3.2.6 案例分析 64
習(xí)題 66
參考文獻(xiàn) 66
第4章 掃描顯微鏡 68
4.1 掃描電子顯微鏡 68
4.1.1 掃描電子顯微鏡簡(jiǎn)介 68
4.1.2 掃描電子顯微鏡工作原理 68
4.1.3 掃描電子顯微鏡系統(tǒng)組成 69
4.1.4 掃描電子顯微鏡主要性能參數(shù) 71
4.1.5 實(shí)驗(yàn)操作及分析 71
4.1.6 案例分析 73
4.2 掃描隧道顯微鏡 74
4.2.1 掃描隧道顯微鏡簡(jiǎn)介 74
4.2.2 掃描隧道顯微鏡工作原理 75
4.2.3 掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)組成 77
4.2.4 掃描隧道顯微鏡工作模式 78
4.2.5 掃描隧道譜 79
4.2.6 案例分析 80
4.3 原子力顯微鏡 81
4.3.1 原子力顯微鏡簡(jiǎn)介 81
4.3.2 原子力顯微鏡工作原理 82
4.3.3 原子力顯微鏡系統(tǒng)組成 84
4.3.4 原子力顯微鏡工作模式 85
4.3.5 實(shí)驗(yàn)操作及分析 87
4.3.6 案例分析 91
4.4 開(kāi)爾文探針力顯微鏡 93
4.4.1 開(kāi)爾文探針力顯微鏡簡(jiǎn)介 93
4.4.2 開(kāi)爾文探針力顯微鏡工作原理 93
4.4.3 開(kāi)爾文探針力顯微鏡系統(tǒng)組成 95
4.4.4 開(kāi)爾文探針力顯微鏡工作模式 97
4.4.5 實(shí)驗(yàn)操作及分析 98
4.4.6 案例分析 99
習(xí)題 101
參考文獻(xiàn) 102
第5章 振動(dòng)光譜分析 104
5.1 傅里葉變換紅外光譜 104
5.1.1 基礎(chǔ)知識(shí) 104
5.1.2 傅里葉變換紅外光譜原理和分析基礎(chǔ) 105
5.1.3 傅里葉變換紅外光譜儀 108
5.1.4 常見(jiàn)分子的紅外光譜 111
5.1.5 案例分析 117
5.2 拉曼光譜 118
5.2.1 拉曼光譜原理和分析基礎(chǔ) 119
5.2.2 拉曼光譜儀器介紹 121
5.2.3 拉曼光譜的應(yīng)用 122
5.2.4 案例分析 122
習(xí)題 123
參考文獻(xiàn) 123
第6章 核磁共振波譜法 124
6.1 核磁共振基本原理 124
6.1.1 原子的自旋 124
6.1.2 自旋核在外磁場(chǎng)中的行為 125
6.1.3 核磁共振現(xiàn)象 126
6.1.4 核磁共振波譜重要參數(shù) 127
6.1.5 核磁共振碳譜 130
6.2 核磁共振波譜儀 133
6.2.1 核磁共振波譜儀原理 133
6.2.2 核磁共振波譜儀發(fā)展歷程 133
6.2.3 核磁共振波譜儀基本分類與組成 134
6.2.4 連續(xù)波和脈沖波譜儀 135
6.2.5 儀器介紹 136
6.3 案例分析 137
習(xí)題 138
參考文獻(xiàn) 139
第7章 光電子能譜儀 140
7.1 光電效應(yīng) 140
7.1.1 光學(xué)輻射 140
7.1.2 能帶理論 142
7.1.3 外光電效應(yīng)基本定律 144
7.1.4 外光電效應(yīng)作用原理 144
7.2 X射線光電子能譜 146
7.2.1 XPS的理論基礎(chǔ) 146
7.2.2 XPS儀的儀器結(jié)構(gòu)和工作原理 147
7.2.3 XPS儀的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 149
7.2.4 XPS圖的分析 150
7.3 紫外光電子能譜 157
7.3.1 UPS的理論基礎(chǔ) 157
7.3.2 UPS的測(cè)試裝置 157
7.3.3 UPS圖分析 158
習(xí)題 159
參考文獻(xiàn) 160
第8章 吸收與發(fā)射光譜分析 161
8.1 紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜 161
8.1.1 紫外-可見(jiàn)-近紅外吸收光譜產(chǎn)生的原理 161
8.1.2 影響紫外-可見(jiàn)-近紅外吸收光譜的因素 161
8.1.3 紫外-可見(jiàn)-近紅外分光光度計(jì) 163
8.2 熒光光譜學(xué) 167
8.2.1 原理 168
8.2.2 發(fā)光參數(shù) 169
8.2.3 熒光強(qiáng)度的影響因素 171
8.2.4 熒光分析儀器 172
8.2.5 案例分析 173
習(xí)題 174
參考文獻(xiàn) 174
第9章 熱分析手段 175
9.1 熱重分析儀 175
9.1.1 熱重分析儀簡(jiǎn)介 175
9.1.2 典型應(yīng)用：橡膠分析 185
9.2 差示掃描量熱儀 187
9.2.1 差示掃描量熱儀簡(jiǎn)介 187
9.2.2 DSC儀器操作及案例分析 193
9.3 熱導(dǎo)率測(cè)量 195
9.3.1 導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散率簡(jiǎn)介 195
9.3.2 測(cè)量?jī)x器的使用及案例分析 207
習(xí)題 209
參考文獻(xiàn) 210
第10章 電化學(xué)測(cè)試技術(shù) 211
10.1 電化學(xué)測(cè)量 211
10.1.1 電化學(xué)測(cè)量原理 211
10.1.2 案例分析 217
10.2 電化學(xué)循環(huán)伏安測(cè)試 219
10.2.1 循環(huán)伏安測(cè)試簡(jiǎn)介 219
10.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理 224
10.2.3 案例分析 227
10.3 電化學(xué)阻抗譜分析技術(shù) 229
10.3.1 電化學(xué)阻抗譜工作機(jī)理及組成部分 229
10.3.2 電化學(xué)阻抗譜測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介、數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用 232
10.3.3 案例分析 236
習(xí)題 238
參考文獻(xiàn) 238
第11章 溶液性質(zhì)測(cè)試 239
11.1 黏度測(cè)試 239
11.1.1 牛頓內(nèi)摩擦定律 239
11.1.2 黏度分類 240
11.1.3 流變測(cè)量的邊界條件 241
11.1.4 黏度測(cè)量傳統(tǒng)方法 241
11.1.5 黏度測(cè)量新型技術(shù) 249
11.1.6 案例分析 251
11.2 Zeta分散液穩(wěn)定性測(cè)試 252
11.2.1 Zeta電位的定義 253
11.2.2 雙電層理論 253
11.2.3 DLVO理論 255
11.2.4 電動(dòng)現(xiàn)象 258
11.2.5 Zeta電位測(cè)量方法 259
11.2.6 案例分析 265
11.3 激光散射測(cè)試 266
11.3.1 光散射原理 266
11.3.2 激光光散射儀簡(jiǎn)介 269
11.3.3 激光光散射法的應(yīng)用 270
11.3.4 案例分析 270
習(xí)題 271
參考文獻(xiàn) 271
第12章 其他常見(jiàn)測(cè)試儀器 273
12.1 比表面積測(cè)試 273
12.1.1 氣體吸附法 273
12.1.2 案例分析 279
12.2 電感耦合等離子體測(cè)試 281
12.2.1 技術(shù)簡(jiǎn)述 281
12.2.2 電感耦合等離子體測(cè)試技術(shù)工作原理 281
12.2.3 ICP測(cè)試操作流程及應(yīng)用 284
12.2.4 案例分析 286
習(xí)題 288
參考文獻(xiàn) 289
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