Handbook of Cryopreparation Methods for Electron Microscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Cavalier, Annie/ Spehner, Daniele/ Humbel, Bruno M.

出品人:

页数:704

译者:

出版时间:2008-10

价格:$ 237.24

装帧:HRD

isbn号码:9780849372278

丛书系列:

图书标签:

Electron Microscopy
Cryopreparation
Sample Preparation
Cryo-EM
Microscopy Techniques
Biological Samples
Materials Science
Imaging
Cryogenics
Methods Handbook

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具体描述

While new discoveries have led to much dramatic growth in cryo-electron microscopy, researchers will never be able to take full advantage if they lack access to the details that make these techniques understandable and applicable. The Handbook of Cryo-Preparation Methods for Electron Microscopy provides researchers with a complete reference that will show them how to equip their labs with the right materials and methods to take full advantage of the latest advances. This pioneering work brings together a group of internationally renowned researchers, some the very inventors of the methods they describe, to share their knowledge and recipes. Taking care to explain the history behind the techniques and to demonstrate their use, this book presents the latest theory, principles, and protocols supplemented by hundreds of illustrations. Contributions to this handbook - O Describe cryo-methods aimed at perfect preservation for fine structural analysis O Teach how to arrest physiological processes by cryo-fixation O Reveal the secrets for high-resolution snapshots of life by CEMOVIS O Cover applications of cryo-methods such as electron crystallography, 2D/3D structure analysis, protein localization, and cryo-electron tomography O Demonstrate the use of vitreous water as an intermediate step for localization of biological ions and molecules O Present hybrid methods of freeze-substitution and freeze-drying for immunolabeling and determining molecular geography O Illustrate freeze-fracture, cryo-ultramicrotomy, and resin embedding O Highlight the Tokuyasu method and the new rehydration technique for highly efficient immunolabeling O Include summary tables to compare and obtain appropriate criteria Includes a wealth of immediate reference material for daily use With clear, step-by-step recipes and lists of tools, ingredients, and suppliers, this handbookprovides researchers with the knowledge and techniques to adopt the latest cryo-methods to their current research.

现代无损检测技术在材料科学中的应用：从理论到实践本书全面深入地探讨了无损检测（NDT）技术在当代材料科学研究与工业应用中的核心地位与前沿进展。面对新材料、复杂结构件以及极端工况下对材料性能和完整性日益严苛的要求，传统的破坏性测试方法已不能满足现代工程的需求。本书旨在提供一个结构化的知识体系，使读者能够理解、选择并高效应用各种先进的无损检测手段，从而确保产品质量、延长使用寿命并推动材料科学的创新。第一部分：无损检测的基础理论与原理本部分首先为读者构建了坚实的理论基础。无损检测绝非简单的表面功夫，其背后蕴含着复杂的物理学原理和信号处理算法。我们从声学、电磁学、辐射物理学等基础学科出发，系统阐述了声波在介质中的传播特性、电磁场在导体与半导体中的耦合机制，以及射线与物质的相互作用规律。 1.1 材料缺陷的物理本质与检测基础：详细剖析了晶格缺陷、微观裂纹、孔隙、夹杂物等各类缺陷的形成机制，以及这些缺陷如何改变材料的局部物理性质（如弹性模量、电导率、密度等）。重点讨论了缺陷尺寸、形状、空间分布与检测信号之间的定量关系。 1.2 信号的产生、传播与接收：深入探讨了不同激励源（超声波换能器、涡流线圈、X射线源等）如何向材料内部输入能量，以及缺陷如何散射、反射或吸收这些能量形成可被传感器捕获的特征信号。分析了信号衰减、噪声（包括环境噪声、仪器噪声和本征材料噪声）对检测灵敏度和分辨率的影响。 1.3 图像重建与数据反演算法：现代NDT高度依赖先进的计算方法。本章详细介绍了从原始信号数据重建出清晰材料内部图像的关键算法，包括傅里叶变换、波束形成技术（尤其是在相控阵超声中）、拓扑优化方法以及贝叶斯反演框架。强调了如何通过算法优化，实现对微小或深层缺陷的准确定位和定量评估。第二部分：核心无损检测技术详解本书的核心内容聚焦于当前工业界和科研领域应用最广泛、最具前景的几大类无损检测技术。每种技术都辅以详尽的原理图、典型设备介绍和实际应用案例。 2.1 超声波检测（UT）的深度拓展：不仅涵盖了传统的纵波和横波检测，还重点介绍了相控阵超声（PAUT）和导波技术（GWUT）。PAUT部分详细讲解了电子控制延迟线的原理，如何实现快速、多角度的扫描覆盖，以及全聚焦成像（TFM）技术在复杂几何结构（如焊接件和管道）中的应用优势。导波技术则聚焦于长距离结构健康监测（SHM）中的应用，分析了Lamb波和Rayleigh波在板状结构中的传播特性和模式选择。 2.2 电磁检测技术体系：涡流检测（ET）部分详细区分了低频、高频涡流以及远场涡流（RFET）在检测铁磁性和非铁磁性材料中的适用性。特别强调了在高温环境下应用的热涡流检测技术。磁粉检测（MT）的现代应用则侧重于便携式磁力计和三维磁场成像技术，以克服传统荧光粉检测的局限性。 2.3 辐射成像技术的前沿进展：工业X射线和伽马射线检测依然是评估内部密实度和几何尺寸的标准方法。本书深入探讨了数字射线成像（DRI）和计算机断层扫描（CT）在材料科学中的革命性作用。微焦点X射线CT的章节，详细展示了如何获取高分辨率的三维内部结构数据，用于孔隙率分析、纤维复合材料的界面研究以及增材制造缺陷的溯源分析。讨论了中子射线成像作为X射线在检测轻质材料或深度穿透应用中的互补作用。 2.4 光学与热成像方法的融合：激光超声（LUS）作为一种完全无接触的检测手段，其原理和设备构建被详尽阐述，特别是在高温或难以触及区域的应用潜力。热像检测（Thermography）部分，侧重于主动热激励方法的选择（如脉冲热流、扫频热流），以及如何通过反卷积技术从热图像中准确反演出材料的热扩散系数和内部缺陷的位置与大小。第三部分：先进材料与复杂系统的无损评估本部分将理论和技术应用于具体的工程场景，展示NDT在解决实际问题中的关键作用。 3.1 增材制造（AM）产品的全过程质量保证：增材制造，特别是金属增材制造，引入了全新的缺陷类型（如未熔合、残余应力、小孔隙）。本书专门论述了如何将原位（In-situ）监测技术（如高速红外热像仪和早期声发射传感器）集成到打印过程中，实现实时缺陷预警。同时，详细分析了后处理阶段，如何利用高分辨率CT和超声波对最终部件的内部质量进行全面验证。 3.2 复合材料与夹层结构的评估挑战：复合材料的各向异性、多层结构以及界面问题对传统NDT构成了巨大挑战。重点分析了低频超声扫描、敲击/敲击回波技术（Tap Testing）的自动化升级版本，以及剪切波超声（Shearography）在检测分层和剥离缺陷中的高灵敏度应用。 3.3 管道、压力容器与在役结构健康监测（SHM）：针对长距离基础设施，本书阐述了长距离导波技术的信号去噪和模式识别策略，以及分布式光纤传感（DAS/DTS）技术在结构应力、振动和泄漏监测中的新兴应用。对于关键承压设备，介绍了基于声发射（AE）的实时裂纹扩展速率监测与剩余寿命评估方法。第四部分：数据处理、人工智能与未来展望 4.1 机器学习在NDT数据分析中的集成：随着检测设备数据采集速率的飞速提升，人工判读已成为瓶颈。本章详细介绍了深度学习模型（如卷积神经网络CNN）如何应用于超声波和热像数据的自动缺陷识别（ADI）和分类。讨论了如何构建高质量的带标签数据集，以及模型的可解释性（Explainable AI, XAI）在验证检测结果可靠性中的重要性。 4.2 提高检测的定量化水平：未来的趋势是将NDT从定性或半定量评估推向高精度的定量评估。这要求更精确的信号反演模型、更准确的材料声/电/热参数数据库，以及标准化的可追溯性流程。 4.3 走向多模态融合检测：本书最后展望了将不同NDT技术采集到的数据进行信息融合（Sensor Fusion）的潜力，例如将CT的几何信息与超声波的力学性能信息相结合，以建立更全面的材料性能数字孪生模型。 --- 本书特色：理论与实践紧密结合：每一章节的原理讲解后，均附有详尽的实际案例分析和工程规范的引用。面向前沿：大篇幅覆盖了相控阵、微焦点CT、激光超声以及AI在数据处理中的应用，确保内容的先进性。结构清晰，逻辑严密：从基础物理原理到复杂的系统应用，层层递进，适合作为材料工程、机械工程、航空航天、核能等领域研究生和专业工程师的参考手册。