掃瞄式電子顯微鏡實作訓練教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 掃描電鏡
• SEM
• 實作
• 訓練
• 教材
• 顯微鏡
• 材料分析
• 微觀形貌
• 科學儀器
• 實驗指導

　　本書對電子顯微鏡的結構、操作原理、發展沿革與在材料科學上的應用做初步的介紹。利用電子顯微鏡的強大功能，在科學研究上可以提供研究者諸多的訊息以分析瞭解材料的特性、錶麵型貌、剖麵狀態、晶粒分佈、薄膜厚度、元素成份與定量均可從電子顯微鏡的分析結果中得知。

　　本書第一部分介紹電子顯微鏡的基本工作原理，同時對桌上型可攜掃瞄式電子顯微鏡（日立TM-1000型）的操作做說明。本書提供眾多分析圖片，配閤文字內容的解說及論述，使讀者能更清楚瞭解電子顯微鏡。

　　第二部分實驗範例，簡介質子交換膜燃料電池，及分析量測質子交換膜之膜厚，由觀察電子顯微鏡的影像，進而提供研究者甚多的材料功能訊息及研究成果。最後介紹金屬粉體之錶麵形貌與破裂麵影像分析，此項實驗範例先簡介儲氫閤金，再針對實驗範例探討儲氫閤金粉體在質子交換膜上增濕性的運用。並使用TM-1000型桌上型掃瞄式電子顯微鏡及冷陰極場發射電子顯微鏡作粒徑分佈分析，提供研究者所須的訊息。

　　集閤上述眾多論述，說明使用電子顯微鏡在科學分析上的重要性，可以帶來钜細靡遺的新資訊，讓研究者更能親近及瞭解奈米微觀世界。

作者簡介

薛富盛

現職：國立中興大學研究發展處研發長
　　　國立中興大學材料科學與工程學係特聘教授
　　　國科會工程處材料工程學門召集人
　　　奈米國傢型科技教育人纔培育總計劃計畫主持人
　　　國科會科教處中區大眾科學教育係列演講計畫主持人
　　　颱灣氫能暨燃科電池學會理事
　　　中華民國防蝕工程學會理事
　　　中國材料科學學會監事
　　　中華民國顯微鏡協會理事
　　　颱灣金屬熱處理學會理事

學曆：美國康乃爾大學材料科學與工程學係博士
　　　美國康乃爾大學材料科學與工程學係碩士

經曆：國立中興大學材料工程學係教授兼係主任
　　　國立中興大學材料工程學所教授兼所長
　　　颱灣鍍膜科技協會理事長

呂福興

現職：國立中興大學材料科學與工程學係教授

學曆：美國康乃爾大學材料科學與工程學係博士
　　　美國德拉瓦大學材料科學係碩士

經曆：國立中興大學材料科學與工程學係係主任
　　　國立中興大學工學院工科中心組長

吳宗明

現職：國立中興大學材料科學與工程學係教授
　　　國立中興大學研究發展處學術發展組組長

學曆：美國凱斯西儲大學分子科學與工程學係博士
　　　美國凱斯西儲大學分子科學與工程學係碩士

許薰豐

現職：國立中興大學材料工程學係助理教授

學曆：國立清華大學材料科學工程學係博士

黃榮鑫

現職：國立中興大學材料科學與工程學係博士班研究生

學曆：私立中原大學機械所碩士

經曆：美商(木百)誠(颱灣分公司)中區副理

趙文愷

現職：國立中興大學材料科學與工程學係博士班研究生

學曆：國立中興大學材料所碩士

《現代光學成像技術：從基礎理論到前沿應用》 書籍簡介 本書旨在為光學工程、物理學、材料科學以及精密儀器領域的學生、研究人員和工程師提供一個全麵而深入的視角，探討當代光學成像技術的核心原理、關鍵元件、係統設計與實際應用。全書內容覆蓋瞭經典光學成像的理論基石，並重點聚焦於高分辨率、高靈敏度和多功能化的現代成像方法，旨在彌補當前市場上現有教材在係統集成與前沿技術交叉融閤方麵的不足。 第一部分：光學成像的基礎物理與數學模型 本部分奠定瞭理解復雜成像係統的理論框架。我們從電磁波在介質中的傳播規律講起，詳細闡述瞭波動光學的基礎，包括光的乾涉、衍射和偏振現象。著重分析瞭傅裏葉光學在成像過程中的核心作用，特彆是傅裏葉變換在描述係統的調製傳遞函數（MTF）和點擴散函數（PSF）中的應用。 隨後，深入探討瞭成像係統的幾何光學模型，包括透鏡的像差理論。不僅僅停留在傳統的球差、彗差和像散的定性描述，而是通過Zernike多項式對高階像差進行精確的數學量化，並介紹如何利用光學設計軟件進行像差校正和係統優化。此外，詳細介紹瞭光子統計學在低光照成像中的重要性，並引入瞭信噪比（SNR）的精確計算方法，為後續的圖像質量評估打下基礎。 第二部分：核心成像元件與係統構建 本部分聚焦於構成現代光學係統的關鍵物理組件及其性能指標。 2.1 現代光學鏡頭設計與製造： 詳細解析瞭非球麵透鏡的設計原理及其在消除傳統球差中的優勢。對比瞭玻璃鏡片、高分子材料鏡片和晶體光學元件的特性，討論瞭薄膜減反射塗層技術對係統透過率和雜散光控製的決定性影響。 2.2 探測器技術的前沿進展： 全麵梳理瞭電荷耦閤器件（CCD）、互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器的結構、工作原理及關鍵性能參數（如量子效率、滿井容量、暗電流）。特彆闢章節討論瞭先進的背照式（BSI）技術、全局快門與捲簾快門的工作差異，以及麵嚮特定光譜範圍（如近紅外、紫外）的專用探測器技術。 2.3 光學係統集成與公差分析： 強調瞭理論設計到實際製造的轉化過程。介紹瞭光學裝配中的關鍵技術，如自準直儀的使用、對準和平移的精密調整。係統地闡述瞭公差分析（Tolerance Analysis）的方法論，如何根據製造精度、工作環境和性能指標，確定對元件位置和元件參數的允許偏差範圍，確保批量生産的一緻性。 第三部分：高分辨率與先進成像技術 本部分深入探討瞭超越傳統衍射極限的成像技術，以及用於獲取多維度信息的先進方法。 3.1 超分辨率成像的理論與實踐： 詳細介紹瞭實現光學顯微鏡分辨率突破的幾種主流技術。包括基於熒光標記的STED（受激發射損耗）技術，其激發光束和甜甜圈形“耗竭光束”的耦閤機製；STORM/PALM等單分子定位顯微技術，重點講解瞭隨機開關和圖像重建算法（如高斯擬閤）。同時，探討瞭計算成像中新興的稀疏錶示理論在超分辨率重建中的應用。 3.2 計算光學成像（Computational Imaging）： 這一章是本書的重點之一。它著眼於將圖像采集與後期的計算處理深度融閤。詳細解析瞭計算層析成像（CTI）的基本數學框架，如X射綫成像中的迭代重建算法（如Filtered Back Projection, ART）。重點介紹瞭基於相位闆或編碼孔徑的單次快照成像技術，如數字微鏡器件（DMD）在編碼和解碼過程中的靈活應用，以及如何通過機器學習方法來加速或優化復雜成像係統的反問題求解。 3.3 多維信息捕獲技術： 探討瞭如何從光場中提取除強度和空間信息外的其他維度信息。包括偏振成像技術，如何通過黎曼-史托剋斯矢量描述偏振態，並利用偏振片陣列捕獲Stokes參數；以及光譜成像技術，從傳統的濾波輪盤係統，到利用聲光可調諧濾波器（AOTF）實現快速光譜采樣的原理與應用。 第四部分：圖像處理、質量評估與應用案例 本部分關注如何處理獲取的原始數據，並評估成像係統的實際性能，最後通過具體案例展示技術集成。 4.1 圖像增強與恢復： 涵蓋瞭從基礎的去噪算法（如中值濾波、維納濾波）到更高級的基於統計模型和機器學習的圖像恢復方法。詳細介紹瞭反捲積技術，如何利用已知的PSF對模糊圖像進行去模糊處理，並討論瞭逆濾波、Wiener濾波以及迭代盲反捲積的局限性與適用場景。 4.2 圖像質量的量化評價： 強調瞭客觀評價標準的重要性。詳細解釋瞭如何根據MTF測量係統空間頻率響應，以及如何通過信噪比（SNR）、峰值信噪比（PSNR）和結構相似性（SSIM）等指標對圖像質量進行量化比較。 4.3 實際係統集成與故障診斷： 本章提供瞭從實驗室到工業應用的橋梁。通過對比分析工業機器視覺係統、遙感光學係統和生物醫學成像係統的設計約束，展示瞭不同應用場景下對光學、電子和算法的選擇取捨。最後，提供瞭一套係統的光學係統故障排除指南，從光路對中到探測器響應異常的診斷流程。 總結 《現代光學成像技術：從基礎理論到前沿應用》力求成為一本既能打下堅實理論基礎，又能指導前沿實驗操作的綜閤性參考書。它不僅涵蓋瞭傳統光學係統構建的精髓，更以計算和信息科學的視角，引領讀者探索未來光學成像的無限可能。本書特彆注重理論與實際數據的關聯性，通過大量的圖錶和案例分析，幫助讀者建立起從光子到像素的完整認知鏈條。

第一章　緒論

　　1-1　電子顯微鏡發展簡介
　　　　1-1-1　發展沿革
　　　　1-1-2　電子顯微鏡在材料科學上的應用
　　　　1-1-3　電子顯微鏡近年發展趨嚮
　　1-2　電子顯微鏡結構與操作原理
　　　　1-2-1　電子束與物質的交互作用
　　　　1-2-2　SEM入射電子束與試片作用的interaction volume
　　　　1-2-3　掃描式電子顯微鏡的像建立
　　　　1-2-4　電子顯微鏡的結構
　　　　1-2-5　電子槍
　　　　1-2-6　像差
　　　　1-2-7　SEM試片製備
　　　　1-2-8　SEM個産業用途
　　1-3　可攜式掃描電子顯微鏡操作順序說明

第二章　實驗範例

　　實驗一：燃料電池質子交換膜膜厚測量
　　　　2-1　質子交換膜燃料電池簡介
　　　　　　2-1-1　燃料電池的優點與發展
　　　　2-2　質子交換膜燃料電池結構簡介
　　　　　　2-2-1　雙極闆(Bipolar plate)
　　　　　　2-2-2　膜電極組(Membrane electrode assembly)
　　　　2-3　實驗分析
　　　　　　2-3-1　添加金屬顆粒重鑄之質子交換膜錶麵
　　　　　　影像分析及重鑄之質子交換膜熱壓前後的膜厚分析
　　實驗二：金屬錶麵颳痕影像分析
　　　　3-1　金屬材料金相分析
　　　　　　3-1-1　金相定性與定量分析
　　　　　　3-1-2　金相分析應用
　　　　3-2　金屬膜錶麵颳痕測試簡介
　　　　　　3-2-1　影響實驗的因素
　　　　3-3　實驗分析
　　實驗三：骨骼錶麵影像分析
　　　　4-1　骨骼疏鬆與強化簡介
　　　　　　4-1-1　造成骨質疏鬆高的因素及危險群
　　　　　　4-1-2　含鈣食物一覽錶
　　　　4-2　相關研究參考－骨組織為結構與奈米機械性質之研究
　　　　4-3　實驗分析
　　實驗四：儲氫閤金粉體破裂麵影像分析
　　　　5-1　儲氫閤金簡介
　　　　5-2　儲氫閤金的分類
　　　　5-3　儲氫閤金吸放氫動力學與熱力學
　　　　　　5-3-1　儲氫閤金吸放氫動力學
　　　　　　5-3-2　儲氫閤金熱力學
　　　　5-3　實驗結果

第三章　參考文獻

评分☆☆☆☆☆

這本《掃瞄式電子顯微鏡實作訓練教材》真是太及時瞭！過去想接觸 SEM（掃描電子顯微鏡），不是得花大錢去上外麵專業的課程，不然就是隻能靠著網路上零散的影片和文章自己摸索，效率實在不高，而且很多細節操作上的風險也擔心會操作失誤損壞儀器。這本教材從最基礎的原理介紹，到樣品的前處理、儀器的操作步驟，甚至到數據分析和圖像解讀，都寫得非常詳盡，就像手把手帶著你一樣。我特彆欣賞它在“樣品製備”部分花瞭很大的篇幅，因為這真的是影響 SEM 圖像品質的關鍵。從導電處理、固定、切割到乾燥，每一個環節都有詳細的圖示和文字說明，像是金屬樣品和生物樣品的處理方式差異，還有不同材料需要注意的細節，都解釋得很清楚。教材中還穿插瞭不少“疑難雜癥”的處理技巧，例如樣品起電、圖像模糊、分辨率不足等常見問題，以及對應的排除方法，這部分對我這種初學者來說簡直是救星，能省下我很多寶貴的實驗時間和精力。光是看這個教材的架勢，就知道作者在實際教學上一定經驗豐富，纔能將復雜的 SEM 操作整理得如此有條理且易於理解。

评分☆☆☆☆☆

一本好的實作教材，最關鍵的就是要能讓讀者“看得懂、做得到”。《掃瞄式電子顯微鏡實作訓練教材》在這方麵做得非常齣色。首先，它的語言錶達清晰流暢，沒有使用過多晦澀難懂的專業術語，即使是初學者，也能輕鬆理解。其次，書中大量的插圖和圖示，讓抽象的操作步驟變得直觀易懂，我常常對照著圖來理解文字描述，學習效率大大提高。更重要的是，教材的編寫者顯然非常瞭解讀者在實際操作中可能會遇到的睏難，並在書中預設瞭許多“疑難解答”環節。比如，關於如何調整電子槍的“燈絲”壽命，如何避免樣品在真空室中“氣化”，以及如何正確地進行“聚焦”和“像差”的校正，這些都是我過去在摸索中常常遇到的問題。這本書提供瞭非常有針對性的解決方案，讓我在實際操作中少走瞭很多彎路，也讓我對 SEM 的掌握更加得心應手。

评分☆☆☆☆☆

對於需要實際操作掃描電子顯微鏡的實驗室工作人員或學生來說，《掃瞄式電子顯微鏡實作訓練教材》絕對是一本不可或缺的工具書。這本書最大的亮點在於其“實操性”非常強，它不是那種空泛地講解理論的教材，而是非常注重實際操作的細節和技巧。從儀器的開機、參數設置，到樣品颱的移動、聚焦、調整，每一步都寫得非常詳細，甚至連一些容易被忽略的細微操作，書中也都有提及。我特彆看重的是它關於“圖像采集與優化”的章節，裏麵講解瞭如何根據樣品特性選擇閤適的放大倍率、加速電壓、探頭類型，以及如何進行圖像的降噪、增強等處理，這對於獲得高質量的 SEM 圖像至關重要。書中還提供瞭不少“避坑指南”，點齣瞭在實際操作中常見的錯誤和誤區，並給齣瞭相應的改進建議，這能幫助我們避免走彎路，提高實驗效率。整體而言，這本書的內容非常紮實，對於想要快速上手 SEM 操作的人來說，是一個極佳的學習資源。

评分☆☆☆☆☆

我一直對微觀世界的奧秘充滿好奇，而掃描電子顯微鏡（SEM）無疑是探索這個世界的利器。過去總是覺得 SEM 操作非常高深莫測，好像隻有在大學實驗室或者大型研究機構纔能接觸到。這本《掃瞄式電子顯微鏡實作訓練教材》的齣現，完全顛覆瞭我的看法！它不僅僅是一本操作手冊，更像是一位經驗豐富的導師，帶著讀者一步一步走進 SEM 的世界。教材的結構安排非常閤理，從 SEM 的基本成像原理齣發，深入淺齣地解釋瞭電子槍、掃描係統、探測器等核心組件的工作機製。我尤其喜歡它在“操作流程”部分設計的圖文並茂的步驟解析，每一個按鈕的功能、每一個參數的意義，都得到瞭清晰的闡述。而且，教材還貼心地提供瞭不同類型樣品的觀察案例，並針對不同情況給齣瞭操作建議，這讓我能夠更好地將理論知識應用於實際。書中關於“真空係統”的維護和故障排除，更是讓我受益匪淺，以往總擔心不小心損壞昂貴的真空係統，現在有瞭這本教材，心裏踏實多瞭。

评分☆☆☆☆☆

這本《掃瞄式電子顯微鏡實作訓練教材》的編寫風格相當務實，完全是為實際操作而生的。我是在準備一個需要進行材料錶麵形貌分析的項目時，偶然發現瞭這本書。之前對 SEM 的認知僅停留在“可以看到很小的東西”這個層麵，對於如何操作，如何得到有用的數據，完全沒有概念。這本教材就像是為我量身定做的。它沒有一開始就堆砌復雜的理論，而是從最基本的儀器結構和工作原理講起，用很形象的比喻來解釋一些抽象的概念，比如電子槍的工作原理，就像是一個微型的“電子水龍頭”，控製著電子束的流量和能量。我尤其喜歡教材中關於“樣品準備”的詳細指導，因為我之前一直認為樣品準備很簡單，但看瞭書纔知道，不同的材料、不同的分析需求，對樣品的要求是完全不一樣的，書中詳細列舉瞭金屬、陶瓷、高分子材料等不同類型樣品的製備方法，還有導電處理的重要性，都講得非常透徹。