材料科学与工程(MSE)是一个多学科领域,影响了当今技术社会的各个方面。MSE的核心正在理解材料的结构与性质之间的关系。实际上,现在已经很好地确定,通过优化从宏观到原子尺寸的组成和结构,不仅可以很好地控制材料的性能,而且还可以针对任何特定的应用进行量身定制。在这项努力中,材料表征和分析涉及一系列衍射,成像和光谱方法,在相关的长度尺度下,使结构 - 属性 - 加工 - 处理 - 性能四面体都能使该领域体现。传统上,MSE中的本科课程强调了光学显微镜和光谱法的实际应用,赋予了X射线衍射的工作知识,并且在可用资源的情况下,扫描和透射电子显微镜以及原子力显微镜。然而,在为广泛应用开发材料方面的最新进展,强调了微观结构的原子规模剪裁和利用依赖大小的特性,需要一种跨学科的方法来对材料开发的材料开发进行明智地使用可用特征的方法变得重要。这需要使用广泛的电子,光子,离子,中子和扫描探针进行材料表征和计量的潜在物理原理的一致讨论。然后,我们讨论原子的周期性排列并发展晶体学原理(第4节),这导致了对真实和相互空间中衍射的介绍。在广泛介绍(第1节)之后,本书奠定了特征,分析和计量学的基础,并建立在科学或工程学的任何分支中应该熟悉的概念上。从原子结构开始,我们基于原子内电子跃迁(§2)开发光谱法,其次是键合,分子的电子结构和固体的电子结构和固体激励多种光谱法(§3)。接下来,我们解决了不同的探针,并提供了光子,电子,离子,中子和扫描探针的生成和使用的相关细节(§5),然后介绍了基于离子的散射方法(§5)。光学介绍,光学显微镜,光的极化和椭圆法(第6节)。本书的第二部分包括对衍射和成像方法的全面讨论,这些讨论强调了在材料的表征和分析中广泛使用的技术。这包括X射线(§7),电子(§8)和中子(§8)衍射,以及传输和分析电子(§9),扫描电子(§10)和扫描探针(§11)显微镜。在整个文本中,表征技术也用于引入
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