《材料物理实验》主要介绍材料物理实验基础知识、数据图表与实验报告、材料结构表征与光谱技术实验、材料物理性能测量实验和材料综合设计实验。每一实验项目简要介绍材料物理专业中有代表性的实验技术及其原理和方法,具体由实验目的、实验原理、实验内容与步骤、注意事项、思考题等组成。
《材料物理实验》既可作为高等院校材料物理专业的本科生、研究生教材,也可供相关实验技术人员及科研人员参考。
材料物理是一门介于材料学和物理学之间的交叉学科,主要研究材料学领域中一些新颖的物理现象和物理效应。随着材料学研究的不断深化,诸多新颖物理现象在新材料中不断涌现,推动着材料物理学迅猛发展。由于材料物理是以实验为主的学科,因此材料物理实验的重要性不言而喻。材料物理实验涉及内容广泛,其旨在利用材料学和物理学中的理论知识来阐明材料的制备、典型结构特征、重要性能参数和应用领域。随着材料学研究的快速发展,当前亟须一部系统介绍关于基础理论知识和基础实验技能的材料物理实验教材。为此,在多年实践教学的基础上,作者结合学校材料物理专业特色撰写了本书,对材料综合制备技术、光谱结构分析方法、材料物理性能测量方法等进行了系统介绍。它是连接课堂理论知识与实验操作技术的中间桥梁,将抽象的课堂理论知识融于具体实验项目中,使其直观形象化,使学生更易理解。
本书共分5章。第1章“材料物理实验基础知识”主要介绍材料结构与性能的基础知识、材料分析的基本实验方法以及材料物理实验中的危险与安全防护;第2章“数据图表与实验报告”主要介绍材料物理实验的结果处理、图表制作方法及实验报告的撰写要求;第3章“材料结构表征与光谱技术实验”主要介绍X射线技术、扫描探针技术和光谱分析技术等;第4章“材料物理性能测量实验”主要介绍材料的电、磁、光、热等基本物理性能的测量与分析方法;第5章“材料综合设计实验”主要介绍材料合成与性能研究领域的一些前沿技术和性能表征实验方法。
本书主要由中国石油大学(华东)材料科学与工程学院郝兰众负责撰写并统稿,韩治德负责撰写第3章实验3-2和第4章实验4-9,胡松青负责撰写第3章实验3-5和第4章实验4-10。本书在撰写过程中参考了其他院校的实验教材以及相应的著作、期刊文献等,并得到了中国石油大学(华东)“十三五”规划教材项目的资助,在此谨一并表示感谢。
由于作者水平有限,书中难免有不足之处,恳请读者批评指正。
第1章 材料物理实验基础知识
1.1 材料的结构与性能
1.2 材料物理实验方法
1.3 材料物理实验的危险与安全防护
第2章 数据图表与实验报告
2.1 数据图表作法
2.2 实验报告格式
第3章 材料结构表征与光谱技术实验
实验3-1 石英晶体的X光定向
实验3-2 薄膜厚度及折射率测量
实验3-3 扫描隧道显微镜技术
实验3-4 紫外一可见光吸收光谱测量
实验3-5 金相显微镜实验
第4章 材料物理性能测量实验
实验4-1 半导体基本电流特性测量
实验4-2 光伏材料基本性能测量
实验4-3 压电材料基本参数测量
实验4-4 铁磁性材料磁滞回线测量
实验4-5 超导体基本特性测量
实验4-6 材料磁电阻特性测量
实验4-7 材料热物性测量
实验4-8 材料磁化率测量
实验4-9 晶界势垒高度测量
实验4-10 光纤材料实验
第5章 材料综合设计实验
实验5-1 陶瓷材料烧结技术
实验5-2 材料高温热处理技术
实验5-3 等离子体增强型化学气相沉积技术
实验5-4 磁控溅射镀膜技术
实验5-5 电阻蒸发及电子束蒸发镀膜实验
实验5-6 半导体霍尔效应测量
实验5-7 横向光伏性能测量
参考文献