آشنایی با روشهای نوین شناخت و آنالیز مواد: قابل استفاده برای دانشجویان متالورژی، سرامیک، شیمی، بیولوژی و ...
پیشگفتار
یکی از مشکلات پژوهشی کشورهای در حال توسعه، عدم دسترسی بسیاری از دانشگاه ها و مراکز پژوهشی کشور به منابع و مراجع مناسب در بسیاری از علوم و رشته های مختلف علمی است؛ علاوه بر اینکه عدم آشنایی و مسلط نبودن بسیاری از پژوهشگران با زبان های خارجی نیز عملا بسیاری از منابع موجود به زبان بیگانه را بلا استفاده می کند. در چنین شرایطی به نظر می رسد که تلاش برای تهیه و تدوین منابع جامع و مناسب علمی، از امور اساسی و ضروری پیشرفت علم در یک کشور در حال توسعه محسوب مس شود. بی شک تهیه و انتشار منابعی که در عین جمعیت و دقت علمی از نگارش و زبانی شیوا و ساده برای بیان و تفهیم مسائل علمی برخوردار باشد، گام موثری در رفع مشکلات علمی و پژوهشی خواهد بود.
علم شناسایی و آنالیز مواد، از جمله علوم کاربردی برای بسیاری از رشته های علمی- پژوهشی مانند شیمی، فیزیک، سرامیک، متالوژی و حتی بیولوژی و ... محسوب می شود به طوری که پژوهشگران مختلف در بخش تحقیق و توسعه و چه در بخش صنعت ناگزیر به استفاده از دستگاه هاو تکنیک هایی هستند که امکان شناسایی ساختار فازی، میکروسکوپی و آنالیز عنصری نمونه های مورد نظر را فراهم می کنند. نگاهی به منابع فارسی موجود (ترجمه و تالیف) در زمینه روش های شناسایی و آنالیز مواد نشان مس دهد که این موضوع علی رغم اهمیت و کاربرد بسزای آن، تنها تعداد معدودی از منابع فارسی را به خود اختصاص داده است در حالی که در اکثر این آثار تنها به بررسی جامع یک و یا چند موضوع خاص مرتبط در زمینه روش های آنالیز و شناسایی مواد پرداخته شده است؛ به طوری که در بیشتر این منابع تنها پرداختن مفصل و همه جانبه در موضوعی خاص و با ذکر جزئیات فراوان مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به این امر، به نظر می رسد که تهیه مجموعه ای جامع شامل موضوعات اساسی روش های کاربردی آنالیز مواد و بدون توجه به جزئیات مفصل و غیرضروری، خالی از فایده نخواهد بود. بر این پایه، مولفین بر آن شدند تا مجموعه ای با این خصوصیات را تحت عنوان روش های نوین آنالیز مواد گردآوری کنند.
کتاب حاضر علاوه بر موضوعات اساسی کتب موجود در زمینه آنالیز، موضوعات بسیاری را که به صورت پراکنده و بعضا نامنظم در منابع مختلف وجود داشته است نیز در بر می گیرد. ترجمه مناسب متون، حذف مطالب حاشیه ای و غیرضروری، بیان شیوا و قابل فهم و نیز دقت و جامعیت علمی از ویژگی هایی است که در تدوین این کتاب مورد توجه خاص قرار گرفته است.
در اینجا لازم است از مساعدت بی دریغ استاد گرانقدر جناب آقای دکتر سیروس عسگری در بازبینی این اثر کمال تشکر را ابراز داریم. همچنین از جناب آقای مهندس مهدی مظاهری که در تهیه فصل چهاردهم این کتاب یاری امان کردند و نیز جناب آقای مهندس سعید سید علی و محمد لطفی فرکه ویراستاری نهایی این اثر را به عهده گرفتند سپاسگذاری کنیم.
نوغانی- ابویی
فهرست مطالب
بخش اول
فصل 1 اصول و مبانی بحث
1.1 تعاریف و مفاهیم کلی
1.2 اهمیت و ضرورت علم شناسایی مواد
1.3 دسته بندی روش های آنالیز و شناسایی مواد
بخش دوم روش های مبتنی بر طیف بینی اتمی (آنالیز عنصری)
فصل 2 اصول طیف بینی اتمی
2.1 مقدمه
2.2 اصول طیف بینی اتمی
2.3 اجزای اصلی طیف سنج های اتمی
2.4 مقایسه آزمایش های AFS, AES, AAS
2.5 عناصری که می توانند با طیف بینی اتمی تجزیه شوند
فصل 3 طیف بینی جذب اتمی (AAS)
3.1 اصول کار: رابطه میان جذب نور و غلظت اتم ها
3.2 اجزا و مراحل اصلی فرایند
3.3 تهیه نور
3.4 اتمیزاسیون
3.5 تک رنگ سازی
3.6 آشکار سازی
فصل 4 طیف بینی نشر اتمی (AES)
4.1 مقدمه
4.2 اصول طیف بینی نشر اتمی
4.3 نورسنج شعله ای
4.4 محدودیت های طیف بینی نشر شعله ای
4.5 منابع نشر غیرشعله ای
4.6 پلاسمای جفت شده القایی
4.7 طیف بینی نشری با استفاده از برانگیختگی به کمک جرقه
بخش سوم روش های مبتنی بر اشعه ایکس (آنالیز عنصری و فازی)
فصل 5 آشنایی با پرتو ایکس
5.1 مقدمه
5.2 تولید پرتو ایکس
5.3 جذب
5.4 برهمکنش پرتو ایکس با نمونه
فصل 6 بلورشناسی با پرتو ایکس
6.1 مبانی پراش پرتو ایکس
6.2 جهت و شدت پرتو پراشیده
6.3 روش های پراش
6.4 روش لاوه
6.5 روش بلور- دورانی
6.6 روش پودری
6.7 روش پراش سنجی
فصل 7 روش فلورسانس پرتو XRF) x)
7.1 مقدمه
7.2 آنالیز تفکیک طول موج (WDS)
7.3 آنالیز تفکیک انرژی (EDS)
7.4 مقایسه روش های EDS و WDS
7.5 آماده سازی نمونه برای XRF
7.6 روش XRF جایگزینی برای شیمی تر
بخش چهارم روش های مبتنی بر پرتو الکترونی (آنالیز عنصری و ساختاری)
فصل 8 استفاده از پرتو الکترونی در مطالعه مواد
8.1 مقدمه
8.2 شناسایی ساختار مواد با استفاده از پرتو نوری
8.3 بزرگ نمایی
8.4 قدرت تفکیک
8.5 عمق میدان و عمق فوکوس
8.6 نقص ها در سیستم های اپتیکی
8.7 جایگزینی نور با الکترون
8.8 اصول کار میکروسکوپ الکترونی
8.9 برهمکنش الکترون با نمونه
فصل 9 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)
9.1 اصول کار
9.2 اجزای دستگاه
9.3 کاربردهای میکروسکوپ الکترونی عبوری
9.4 پراش در میکروسکوپ الکترونی عبوری
9.5 الگوهای پراش در TEM
9.6 آماده سازی نمونه برای TEM
9.7 محدودیت های TEM
فصل 10 میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
10.1 نحوه کار دستگاه
10.2 به دست آوردن سیگنال در SEM
10.3 آشکارسازی الکترون های ثانویه
10.4 آشکارسازی الکترون های برگشتی (BE)
10.5 سیستم اپتیکی SEM
10.6 شاخص های کلیدی در میکروسکوپ الکترونی روبشی
10.7 تصاویر توپوگرافی در SEM
10.8 تصاویر ترکیب شیمیایی در SEM
10.9 الگوهای پراش در SEM
10.10 استفاده از سیگنال های دیگر در SEM
10.11 آماده سازی نمونه های SEM
فصل 11 آنالیز شیمیایی در میکروسکوپ الکترونی
11.1 مقدمه
11.2 آنالیز کیفی در میکروسکوپ الکترونی
11.3 آنالیز کمی و فاکتور ZAF
بخش پنجم روش های آنالیز و بررسی سطح
فصل 12 روش های آنالیز سطح
12.1 مقدمه
12.2 طیف سنجی فوتوالکترون پرتو XPS) x)
12.3 طیف سنجی الکترون اوژه (AES)
12.4 طیف سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS)
فصل 13 روش های تصویرسازی از سطح
13.1 مقدمه
13.2 میکروسکوپی تونلی روبشی (STM)
13.3 میکروسکوپی نیروی اتمی (AFM)
13.4 میکروسکوپی نیروی مغناطیسی(MFM)
13.5 میکروسکوپی میدان یونی (FIM)
بخش ششم روش های شناسایی کربن، گوگرد، نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن
فصل 14 روش های آنالیز عناصر N-O, C-S و H
14.1 مقدمه
14.2 روش های اندازه گیری کربن و گوگرد
14.3 روش های اندازه گیری نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن
منابع و مراجع
واژه نامه ی فارسی به انگلیسی
