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材料科學基礎(第3版下十二五普通高等教育本科國家級規劃教材)

  • 作者：編者:余永寧|責編:庚欣
  • 出版社：高等教育
  • ISBN：9787040639445
  • 出版日期：2025/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：500
人民幣：RMB 62 元      售價：元
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內容大鋼
    本書為「十二五」普通高等教育本科國家級規劃教材，併入選北京市高等教育精品教材立項項目。
    本次修訂將前一版的一冊分為上、下兩冊。上冊包括第1-7章，分別為晶體學基礎、固體中的電子運動與晶格振動、晶體結構、非晶態和半晶態、相圖、有序介質中的點缺陷和線缺陷、面缺陷和體缺陷；下冊包括第8-12章，分別為固體中的擴散、材料的塑性形變、凝固、固態相變、回復和再結晶。修訂中堅持了前兩版反映學科前沿重大新進展的編寫原則，增加了大量材料科學前沿研究成果；內容涵蓋金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等常用材料，改變了以往講材料就是金屬材料的情況；書中採用了大量例題，幫助學生更好地理解基本概念、基本原理。
    本書可作為普通高等學校本科材料類各專業的專業基礎課教材，也可供研究生及相關研究人員選用。
作者介紹
編者:余永寧|責編:庚欣
目錄
8  固體中的擴散
  8.1  擴散的唯象理論
    8.1.1  菲克定律
    8.1.2  與菲克定律類似的其他物理定律
    8.1.3  菲克定律在不同坐標系的表達形式
  8.2  擴散方程的解
    8.2.1  穩態擴散
    8.2.2  非穩態擴散
    8.2.3  擴散係數為常數的一維擴散方程的誤差函數解
    8.2.4  表面濃度恆定、擴散係數為常數的一維擴散方程解
    8.2.5  誤差函數解的推廣
    8.2.6  擴散係數為常數時用分離變數獲得的擴散方程解(傅里葉級數解)
    8.2.7  擴散係數為常數時的高斯解
    8.2.8  估算擴散透入的距離和擴散接近穩態的時間
  8.3  擴散機制
    8.3.1  間隙機制
    8.3.2  空位機制
    8.3.3  換位機制
    8.3.4  各種材料中的擴散機制
  8.4  擴散的微觀理論
    8.4.1  原子跳動與擴散係數
    8.4.2  隨機行走與擴散距離
    8.4.3  相關效應
    8.4.4  擴散係數的微觀意義
  8.5  互擴散和柯肯德爾(Kirkendall)效應
    8.5.1  擴散的坐標系
    8.5.2  置換固溶體中擴散
    8.5.3  互擴散係數與本征擴散係數的關係——達肯(Darken)公式
    8.5.4  擴散的熱力學分析
  8.6  擴散係數測定
    8.6.1  用平面源擴散實驗測定擴散係數
    8.6.2  用擴散偶實驗測定擴散係數
    8.6.3  自擴散係數測定
    8.6.4  各種擴散係數的綜合比較
  8.7  反應擴散
  8.8  多元系合金中組元的擴散
  8.9  離子晶體中的擴散
  8.10  高擴散率的通道
    8.10.1  沿晶界擴散
    8.10.2  沿位錯擴散
    8.10.3  沿表面擴散
    8.10.4  高擴散率通道網路
  8.11  玻璃中的擴散
  8.12  聚合物中的擴散
  8.13  影響擴散係數的因素
    8.13.1  溫度和壓力
    8.13.2  純組元的特性和自擴散係數
    8.13.3  材料的結構
    8.13.4  固溶體的類型及加入固溶體的組元對擴散係數的影響
9  材料的塑性形變

  9.1  晶體滑移
    9.1.1  晶體的滑移要素——滑移系
    9.1.2  滑移帶和滑移線
    9.1.3  施密德(Schmid)因子，施密德定律
    9.1.4  交滑移
    9.1.5  等效滑移系和多系滑移
    9.1.6  拉伸和壓縮時晶體的轉動
  9.2  起始塑性形變及流變應力
  9.3  溫度和形變速率對臨界分切應力的影響
  9.4  晶體應變硬化
    9.4.1  單晶體的τ-γ曲線
    9.4.2  變形各階段的滑移分佈和位錯結構組態
    9.4.3  加工硬化(應變硬化)理論
  9.5  形變孿晶
    9.5.1  孿晶幾何
    9.5.2  面心立方結構晶體中的孿晶
    9.5.3  體心立方結構晶體中的孿晶
    9.5.4  六方結構晶體中的孿晶
    9.5.5  孿生的位錯機制
    9.5.6  孿生的一般特點
    9.5.7  影響孿生的因素
  9.6  不均勻變形的扭折帶
  9.7  多晶體塑性變形
    9.7.1  多晶體形變的特點
    9.7.2  多晶體形變過程的宏觀應變協調及組織變化
    9.7.3  多晶體形變過程的微觀應變協調與微觀組織變化
    9.7.4  形變多晶體顯微尺度的組織結構——形變帶和切變帶
  9.8  影響冷形變金屬和合金微觀組織結構的因素
  9.9  形變過程宏觀組織的變化
  9.10  利用嚴重變形(SPD)獲得超細晶粒和納米級晶粒結構
  9.11  金屬晶粒尺寸(納米級)和層錯能大小對變形機制的影響
  9.12  納米晶材料的孿晶強化
  9.13  硬化和回復與屈服現象
  9.14  晶粒尺寸強化(細晶強化)——霍爾-佩奇關係和逆霍爾-佩奇關係
    9.14.1  霍爾-佩奇(Hall-Petch)關係
    9.14.2  逆霍爾-佩奇關係
    9.14.3  H-P關係向單位錯環行為的過渡
  9.15  「超硬」納米晶體材料的合成
  9.16  形變織構
    9.16.1  晶體取向的描述
    9.16.2  取向分佈的描述
    9.16.3  形變織構的類型
  9.17  殘餘內應力及彈性儲存能
  9.18  聚合物的形變簡述
  總結
  關鍵術語
  練習題
  參考文獻
10  凝固
  10.1  相變分類

    10.1.1  按熱力學分類
    10.1.2  按相變方式分類
    10.1.3  按相變時原子遷移特徵分類
  10.2  凝固的過冷與再輝
  10.3  凝固驅動力
  10.4  壓力和固相曲率率對熔點的影響
  10.5  凝固的形核
    10.5.1  凝固的均勻形核
    10.5.2  凝固的非均勻形核
    10.5.3  均勻形核的形核率
    10.5.4  經典形核模型的局限與優點
  10.6  凝固的核心長大
    10.6.1  液-固相界面的結構
    10.6.2  晶核長大機制
  10.7  固溶體凝固
    10.7.1  平衡分配係數
    10.7.2  平衡凝固與非平衡凝固淺述
    10.7.3  凝固過程的溶質再分佈
    10.7.4  液-固相界面形貌
    10.7.5  固溶體凝固微觀組織
  10.8  共晶合金的凝固
    10.8.1  共晶平衡凝固淺述
    10.8.2  共晶的分類
    10.8.3  nf-nf(金屬-金屬)型共晶的凝固
    10.8.4  雜質組元對共晶凝固的影響
    10.8.5  亞共晶和過共晶合金的凝固
  10.9  含包晶反應合金凝固
    10.9.1  包晶平衡凝固淺述
    10.9.2  包晶凝固機制
    10.9.3  三元合金凝固的簡例
  10.10  鑄錠的凝固
    10.10.1  鑄錠的宏觀組織
    10.10.2  三個晶區的形成
    10.10.3  鑄件宏觀結晶組織的控制
    10.10.4  微觀偏析和宏觀偏析
    10.10.5  凝固時的體積變化以及孔洞、夾雜的形成
  10.11  連續鑄造和熔焊
    10.11.1  連續鑄造
    10.11.2  熔焊
  10.12  快速凝固
  10.13  玻璃體的形成與晶化
  10.14  聚合物的凝固
  10.15  增材製造(additive manufacturing,AM)
  總結
  關鍵術語
  練習題
  參考文獻
11  固態相變
  11.1  固態相變的特點
    11.1.1  相變的驅動力和形核的驅動力

    11.1.2  相變的均勻形核
    11.1.3  固態相變的非均勻形核
    11.1.4  固態相變的晶核的長大
    11.1.5  轉變動力學
    11.1.6  亞穩平衡過渡相的形成
  11.2  過飽和固溶體分解
    11.2.1  連續脫溶
    11.2.2  脫溶貫序的熱力學分析
    11.2.3  其他材料中的脫溶貫序
    11.2.4  空位在脫溶過程中的作用
    11.2.5  時效硬化
    11.2.6  不連續脫溶(胞狀脫溶)
    11.2.7  顆粒粗化——奧斯特瓦爾德(Ostwald)熟化
  11.3  共析轉變
    11.3.1  共析轉變機制
    11.3.2  共析片層生長速度
  11.4  塊狀轉變
    11.4.1  塊狀轉變的轉變速度
    11.4.2  塊狀轉變的熱力學條件
    11.4.3  塊狀轉變的組織特點
  11.5  連續型轉變
    11.5.1  調幅分解
    11.5.2  有序-無序轉變
  11.6  無擴散型轉變
    11.6.1  馬氏體轉變(相變)熱力學
    11.6.2  馬氏體轉變的晶體學及唯象理論
    11.6.3  馬氏體的形核與長大
    11.6.4  馬氏體轉變動力學
    11.6.5  陶瓷氧化鋯中的馬氏體轉變
  11.7  按生長過程對相變分類
  總結
  關鍵術語
  練習題
  參考文獻
12  回復和再結晶
  12.1  對回復和再結晶性能和組織的測量和跟蹤方法
  12.2  回復
    12.2.1  儲存能的釋放
    12.2.2  物理性能和機械性能的回復
    12.2.3  回復動力學的經驗關係
    12.2.4  回復過程組織結構的變化
  12.3  形變晶體的再結晶
    12.3.1  再結晶的唯象規律
    12.3.2  再結晶的形核(再結晶開始)
    12.3.3  再結晶核心的長大
    12.3.4  再結晶整體動力學
    12.3.5  影響再結晶動力學的因素
    12.3.6  脫溶與再結晶交互作用
    12.3.7  再結晶完成後晶粒的長大
    12.3.8  退火孿晶

    12.3.9  有序合金的再結晶
  12.4  熱加工過程的回復和再結晶
    12.4.1  動態回復
    12.4.2  動態再結晶
  12.5  熱變形后的退火(亞動態再結晶)
  12.6  連續再結晶
    12.6.1  第二相顆粒演化引起的靜態連續再結晶
    12.6.2  大形變數金屬退火發生的靜態連續再結晶
    12.6.3  動態連續再結晶
  12.7  再結晶織構
    12.7.1  典型金屬和合金的再結晶織構
    12.7.2  晶粒長大時織構的發展
    12.7.3  再結晶織構理論
    12.7.4  退火織構在工業上的意義
  12.8  納米晶材料的熱穩定性
    12.8.1  熱力學穩定
    12.8.2  動力學穩定
  總結
  關鍵術語
  練習題
  參考文獻
附錄
  附錄A  元素的物理化學數據
  附錄B  元素的原子及離子半徑與單化學鍵的離子特性百分數
  附錄C  常用物理常數
  附錄D  元素周期表

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