第1篇 化學成分研究
第1章 原子光譜分析5
1.1 原子發射光譜分析 5
1.2 原子吸收光譜分析 11

第2章 X 射線光譜分析16
2.1 能譜儀 16
2.2 波譜儀 18
2.3 波譜儀和能譜儀的分析模式及應用 21
2.4 波譜儀與能譜儀的比較 22

第3章 X 射線光電子能譜分析24
3.1 X射線光電子能譜分析的基本原理 24
3.2 X射線光電子能譜實驗技術 27
3.3 X射線光電子能譜的應用 33

第4章 俄歇電子能譜37
4.1 基本原理 37
4.2 實驗方法 40
4.3 應用實例 43
4.4 AES方法的特點和局限性 47


第2篇 分子結構研究
第5章 紫外-可見吸收光譜52
5.1 電子躍遷類型及吸收帶 53
5.2 朗伯-比爾定律 56
5.3 紫外-可見吸收光譜在材料研究中的應用 57

第6章 分子發光光譜62
6.1 熒光和磷光的產生 62
6.2 激發光譜和發射光譜 64
6.3 影響熒光強度的因素 65
6.4 分子熒光光譜應用 66

第7章 振動光譜69
7.1 紅外光譜 69
7.2 激光拉曼光譜 90

第8章 核磁共振譜100
8.1 核磁共振譜法基本原理 100
8.2 1H核磁共振氫譜 104
8.3 13C核磁共振譜 109
8.4 核磁共振譜的解析 110
8.5 核磁共振技術在材料研究中的應用 112


第3篇 物相結構研究
第9章 X 射線衍射122
9.1 X射線衍射儀工作方式 122
9.2 X射線衍射物相分析方法 123
9.3 MDIJade6在材料物相分析中的應用 127

第10章 電子衍射148
10.1 衍射斑的形成理論 149
10.2 各種結構的衍射花樣 153
10.3 衍射花樣分析 154


第4篇 微觀形貌研究
第11章 掃描電子顯微鏡167
11.1 電子束與固體物質的相互作用 167
11.2 各種信號的分辨率和作用區域 168
11.3 掃描電子顯微分析 169

第12章 透射電子顯微鏡175
12.1 襯度定義 176
12.2 透射電鏡的樣品制備 180
12.3 透射電鏡高分辨顯微圖像 183
12.4 透射電鏡其他應用技術 186

第13章 掃描探針188
13.1 掃描隧道顯微鏡 188
13.2 原子力顯微鏡 194
13.3 其他掃描探針顯微技術 197


參考文獻200

能源、信息和材料是當代文明的三大支柱，而材料又是另外兩者的基礎。當今世界已進入21世紀知識經濟時代，現代高技術的出現更有賴於新材料的發展，加速發展高技術、新材料及其產業化、商品化是在國際高技術激烈競爭中奪取制高點的重要途徑。傳統產業的技術進步和產業結構調整離不開新材料技術的推動，各工業領域所采用的材料結構和比例也將發生很大的變化，新型材料的研究開發將促進新興材料產業的形成，以及推動新型機械、電子等產品的設計、制造和傳統產品的更新換代。
當前高技術新材料的發展趨勢是：多種材料（揚長避短）的復合化，結構材料和功能材料的整體化，材料多功能的集成化，功能材料和器件的一體化，材料制備加工的智能化、敏捷化，材料的制備和功能仿生化，材料產化、個性化，材料科技的微型化、納米化，材料設計的優選化、創新化，材料研究開發的環境意識化、生態化，材料科學技術的多學科滲透化、大科學化。隨著人們對材料本質認識的深化，發展新材料已逐步擺脫固有的認知，而要依賴材料的設計，各類材料的嚴格區分逐漸在減小、消失，各類材料相互取代、補充，相互競爭，借助先進的研究和表征手段更有利於新材料的發展。
“材料現代研究方法”是一門理論性和實踐性兼具的專業課程。成分、結構、加工和性能是材料科學與工程的四個基本要素，成分和結構從根本上決定了材料的性能，對材料的成分和結構進行精確表征是材料研究的基本要求，也是實現性能控制的前提。為了深入理解材料的本質、提高材料研究水平，必須掌握先進的材料分析方法。本課程注重培養研究生的科學研究思維，以“分析表征技術原理—測試方法—實際應用”的課程教學設計思想，選擇通用性強的材料表征技術，詳細地講解表征方法的基本原理、樣品制備方法、實驗數據分析等，同時結合科研實際對樣品的分析檢測，使學生體驗樣品測試表征的全過程；通過對教學案例的分析，強化實踐能力，進一步鞏固理論知識，使學生掌握和利用該表征技術解決材料科學研究過程的實際問題，做到理論與實踐相結合。
本書主要特色及創新性如下：
① 突出基礎技能特色。對於材料學科的研究生，實驗技能是的科研素質，在實驗過程中，對實驗樣品的分析和測試、對測試結果的分析總結、對下一步科研工作的規劃更是實驗技能的基礎，加強材料現代研究方法的教學，就是加強研究生基礎能力的培養，符合國家強基計劃的指導思想。
② 突出工程實踐特色。材料科學是基礎科學，不同行業企業的產品質量控制都需要材料檢測技術的支持，新產品的開發也都需要研究方法的保駕護航。本書選取典型產品的分析測試技術設計成教學案例，引導學生在學習分析測試理論知識的同時，結合具體產品和工程應用課題主動研究、探索和分析，學會理論聯繫實際，強化工程實踐能力的培養，更好地滿足現代企業的用人要求。
③ 突出授課內容的前沿性。材料科學技術的進步推動了人類社會各行各業的技術進步，材料科學的研究成果是目前國家科技競爭能力一個重要體現，是解決“卡脖子”問題的突破點。材料現代研究方法是材料科學發展的“引路人、保駕護航者”，更是科技進步的“鋻定者”，本書把社會科技發展的需求和世界前沿課題的表征方法包裝設計成教學案例，不斷更新和豐富教學內容，幫助學生認識和了解本專業領域的最新科研發展方向，提高學生的科研素養和創新能力。
本書由山東科技大學多位教師合作編寫。具體分工如下：第1章、第6章由孫海清編寫；第3章、第13章由丁建旭編寫；第4章由劉瑞編寫；第8章、第11章編寫；第2章、第9章由朱慧靈編寫；第5章、第7章由張偉偉編寫；第10章、第12章由宋曉傑編寫。全書統稿，丁建旭主審。
本書在編寫過程中得到山東科技大學材料學院的支持，研究生朱曉潔、王仁棟也參與了部分工作。書的最後列出了主要參考文獻，由於條件限制，可能未將所有參考文獻一一列出，在此對所有參考文獻的作者表示衷心的感謝！
本書的疏漏和不足在所難免，懇請讀者批評指正。

編者
2023年1月