《材料研究方法》是高等学校材料类专业的核心课程之一。本教材内容安排体现对人才四方面能力的培养：采用科学方法研究的能力、了解现代工具的工作原理和使用方法的能力、针对性选择使用现代工具的能力、与同行沟通交流的能力。
本书主要内容包括金相显微分析、X射线分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、扫描探针显微分析五篇17章，设立专门的章节对同步辐射X射线断层扫描技术、单晶材料的取向与应力问题、电子背散射衍射技术、原位透射电子显微镜技术、扫描探针显微技术进行介绍，并穿插数据分析软件的介绍，提高实用性。在表达形式上，注重对重点问题详细讨论，对容易出错的概念深入剖析，对容易混淆的概念逐一对比。
为提高可读性和启发性，本教材穿插介绍科学史上的典型发现、发明故事，融入中国传统文化、西迁精神等课堂思政内容。
本书既适合作为高等学校材料类专业本科、研究生的教材，也可为机械、能源动力、电子、电气、航空航天等工科专业的学生提供帮助与参考。

陈凯，西安交通大学教授，2005年于北京大学化学与分子工程学院获得理学学士学位，2009年于美国加州大学洛杉矶分校获得哲学博士学位，2007-2009年博士在读期间获得美国能源部资助，在美国劳伦斯伯克利国家实验室先进光源同步辐射实验装置担任访问研究助理，2009-2011年在加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室各进行了为期一年的博士后研究工作。2011年8月加入西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室，教育部“新世纪人才”支持计划。
工作简历：
2011.08 – 2016.09 西安交通大学 副教授
2016.10 – 至今 西安交通大学 教 授
研究领域方向：
同步辐射微衍射技术的软/硬件发展及在材料研究中的应用
科研项目：
1、国家自然科学基金面上基金项目，51671154、裂变产物碲对镍基合金微观结构及力学性能演化影响的研究、2017/01-2020/12、60万元、在研、主持。
2、国家重点研发计划，2016YFB0700400、先进材料多维多尺度高通量表征技术、2016/07-2021/06、2600万元、在研、参与。
3、国家重点基础研究计划（973计划），2015CB057400、航空发动机运行安全基础研究、2015/01-2019/08、3500万元、在研、参与。
4、国家自然科学基金青年基金项目，51302207、微纳尺度VO2 的力致相变机制及力电耦合性能研究、2014/01- 2016/12、25万元、已结题、主持。
5、国家自然科学基金重点基金项目，11132006、亚微米尺度位错主导的晶体材料力学行为研究、2012/01-2016/12、320万元、已结题、参加。

第一篇金相显微分析
第1章光学显微镜 2
1.1成像方式 2
1.2成像的关键要素 3
1.3显微镜的分辨率 5
1.4景深和焦深 8
习题 10


第二篇X射线分析
第2章晶体学基础 12
2.1晶体的定义与特征 12
2.2对称性 14
2.3点阵和基元 15
2.4晶系 19
2.5布拉菲格子 21
2.6晶向 23
2.7晶面 24
习题 27

第3章X射线简介 28
3.1X射线的本质 28
3.2X射线的产生 29
3.3X射线的吸收 32
3.4X射线的探测 35
3.5X射线的应用 36
习题 38

第4章X射线断层扫描 39
4.1X射线断层扫描基本原理 39
4.2X射线断层扫描术的衍射衬度 46
习题 50

第5章X射线衍射的方向 51
5.1布拉格定律 51
5.2劳厄方程 53
5.3埃瓦尔德球 56
5.4三种典型的衍射方法 59
习题 63

第6章X射线衍射的强度 64
6.1X射线与孤立电子的相互作用 64
6.2X射线在单原子上的散射 67
6.3X射线在单个晶胞上的散射 68
6.4结构因子与消光条件 71
6.5德拜衍射峰的相对强度 74
6.6小结 79
习题 80

第7章多晶残余应力的X射线衍射测量 81
7.1残余应力的分类 81
7.2单轴应力的测量 82
7.3平面应力的测量 84
7.4 衍射角的选择及误差分析 88
习题 90

第8章同步辐射微束劳厄衍射 91
8.1实验装置及方法 91
8.2衍射谱的解析 92
8.3单晶取向的表达 94
8.4取向差的计算与晶界的表征 95
8.5单晶应力应变的测量 97
8.6案例：固态电解质的应变演化 100
习题 102


第三篇透射电子显微分析
第9章电子光学及透射电子显微镜 104
9.1电子光学原理简述 104
9.2电子波与电磁透镜 110
9.3电磁透镜的像差与分辨率 113
9.4电磁透镜的景深和焦长 118
9.5透射电镜的结构及成像原理 119
9.6透射电镜的主要部件及工作原理 123
9.7透射电子显微镜成像的分辨率 133
9.8透射电镜样品的制备 136
习题 143

第10章电子衍射 144
10.1电子衍射基本原理 144
10.2透射电镜中的电子衍射 152
10.3单晶电子衍射花样标定 156
10.4复杂电子衍射花样 159
10.5微束电子衍射 161
习题 163

第11章透射电子显微成像 164
11.1衬度及其分类 164
11.2衍射运动学简介 169
11.3衍射动力学简介 173
11.4典型的衬度 176
11.5晶体缺陷分析 181
习题 187

第12章高分辨透射电子显微成像 188
12.1高分辨透射电子显微成像的原理 188
12.2HRTEM图像模拟、处理与定量分析 193
12.3HRTEM分析晶体缺陷结构实例 201
习题 207


第四篇扫描电子显微分析
第13章扫描电子显微镜成像 209
13.1扫描电镜的基本原理 209
13.2扫描电镜的结构 211
13.3扫描电镜的信号来源 214
13.4扫描电镜的分辨率 217
13.5扫描电镜成像的衬度 223
习题 226

第14章能谱与波谱 227
14.1基本原理 227
14.2能谱仪与波谱仪的设备特点 229
14.3能谱仪与波谱仪的性能对比 233
习题 235

第15章电子背散射衍射 236
15.1基本原理：菊池线与菊池谱 236
15.2实验 238
15.3菊池谱标定 239
15.4数据解读 240
15.5XtalCAMP软件简介 243
15.6电子背散射衍射应用举例 248
习题 251


第五篇扫描探针显微分析
第16章扫描隧道显微镜 253
16.1扫描隧道显微镜原理 253
16.2扫描隧道显微镜设备 254
16.3扫描隧道显微镜的应用 257
习题 260

第17章原子力显微镜 261
17.1原子力显微镜成像原理 261
17.2原子力显微镜设备与工作模式 262
17.3原子力显微镜的应用及拓展 264
习题 267


参考文献