內容簡介
微觀組織熱力學本書是為使讀者掌握材料微觀組織控制而撰寫的。為了適應材料微觀組織研究以及電子計算機模擬的需要，著者通過精心選材，構築了一個完整的知識體系。全書由9章組成，第1章對材料組織學作了全景式回顧與展望，第2、3、 4三章介紹了純物質、溶體等單相以及多相的平衡態熱力學基本問題，第5、 6、7、8、9各章則對組織控制的核心問題：界面、擴散、有序化、形核和組織轉變等進行了熱力學解析。該書具有高屋建瓴的大局觀，洞鑑古今的歷史感。由於熱力學對理論嚴整性和實際可用性的要求很高，著者以材料科學家和教育工作者的特有視角，儘可能把科學問題形象化、定量化；把全書內容歸納在93個與材料組織學有關的熱力學例題之中；並精心設計了180餘套共3 00多幅插圖對其進行清晰的解答。使讀者能夠通過實際組織學問題的研習，來掌握熱力學理論知識。
本書可供材料、冶金、機械、力學等方面的科技人員閱讀與參考，也可作為材料等專業大學高年級學生和研究生的教學用書。
目錄
1 緒論
1.1 物質和材料
1.2 物質科學小史
1.2.1 德謨克利特的原子論
1.2.2 近代化學的誕生
1.3 微觀組織學的形成
1.3.1 微觀組織的發現
1.3.2 從觀察到科學
1.4 材料科學之花的綻放
1.4.1 鋼鐵材料的進步
1.4.2 合成聚合物和陶瓷材料的躍進
1.4.3 材料科學的形成與發展
參考文獻
演練習題
備忘之頁(1)魔法杖(玻璃纖維強化塑膠GFRP)
2純物質的自由能
2.1 與微觀組織有關的能量
2.1.1 能量的單位
2.1.2 原子·分子的能量和巨觀能量
2.1.3 熱容與相變焓
2.2 熵和自由能
2.2.1 熱平衡時的穩定條件
2.2.2 波爾茲曼關係式
2.2.3 麥克斯韋一波爾茲曼分布定律(M-B統計)
2.3 晶體熱振動的統計熱力學
2.3.1 熱振動的能量
2.3.2 熱振動熵和自由能
2.4 磁性轉變的熱力學(鐵將二次固化!!)
2.4.1 鐵磁性材料的磁疇組織
2.4.2 鐵磁體的磁化和磁性轉變
2.4.3伊辛模型的磁性轉變解析
2.4.4 純鐵的A3點相變的熱力學
2.5 非晶相的自由能(第2章的代結束語)
2.5.1 非晶態是固相還是液相?
2.5.2 非晶相是穩態相還是亞穩相
參考文獻
演練習題
備忘之頁(2)通過超高壓“合成”金剛石
3溶體的熱力學
3.1 溶體、混合體、化合物
3.1.1 原子一分子的混合方式
3.1.2 組元、系統、成分坐標
3.1.3 溶體和混合體的熵
3.2 正規溶體模型的自由能近似
3.2.1 最近鄰假設和隨機分布假設(B-W—G模型的基本假設)
3.2.2 固溶體焓的B-W—G近似
3.2.3 固溶體熵的B-W—G近似
3.2.4 固溶體自由能的B-W—G近似
3.3 亞點陣模型的自由能近似
3.3.1 Ⅲ一V族化合物溶體的自由能
3.3.2 間隙式溶體的自由能
3.4 化學勢
3.4.1 偏摩爾量
3.4.2 溶質原子的活度與活度係數
3.5 溶質原子的非隨機分布
3.5.1 間隙式原子(I)和置換式原子(S)的I—S結合
3.5.2 I--S結合能的預測
參考文獻
演練習題
備忘之頁(3)休姆一羅塞里的“15%定律”
4相圖的熱力學
4.1 兩相平衡的基本法則
4.1.1 公切線法則
4.1.2 向多元系的擴展
4.1.3吉布斯相律
4.2 液相線和固相線
4.2.1 連續互溶型相圖
4.2.2 低濃度區的液相線和固相線
4.2.3 化合物的初晶線(液相線)
4.3 溶解度線(固溶度線)
4.3.1 相互溶解度線
4.3.2 化合物的溶解度線
4.3.3 化合物的溶解度積
4.4 兩相分離曲線
4.4.1 溶解度間隙與失穩分解曲線
4.4.2 島狀溶解度間隙(MGI)
參考文獻
演練習題
備忘之頁(4)陶瓷的相圖
5界面的熱力學
5.1 表面和界面的能量
5.2 吉布斯一湯姆孫效應
5.2.1 肥皂泡實驗
5.2.2 微粒子的相變溫度和相變壓力
5.2.3 微粒子的溶解度
5.3晶界偏析的熱力學
5.3.1 單層吸附與多層吸附
5.3.2 麥克林晶界偏析公式
5.3.3 “晶界相模型”對晶界偏析的解析
5.3.4 晶粒超細化與晶界偏析的關係
5.4 界面的“粗糙度”和遷移率
5.4.1 平滑界面和粗糙界面
5.4.2 吸附生長和沿晶面生長
5.4.3 界面遷移率的動力學描述
5.4.4 凝固速度的解析
5.5 晶粒長大的熱力學
5.5.1 純物質中的晶粒長大
5.5.2 溶質原子的拖曳作用
5.5.3 彌散粒子的晶界釘扎作用
參考文獻
演練習題
備忘之頁(5)透明氧化鋁的燒結
6擴散的熱力學
6.1 布朗運動與擴散
6.1.1 無規行走模型
6.1.2 關於布朗運動的愛因斯坦表達式
6.2 菲克擴散定律
6.2.1 第1定律和第2定律
6.2.2 擴散定律的解析實例
6.3 固相擴散的再研究
6.3.1 克根道爾效應
6.3.2互擴散係數的濃度依存性
6.3.3上坡擴散現象
6.3.4 菲克擴散定律的熱力學修正
6.4 擴散機制與擴散係數
6.4.1 擴散係數的振動頻率因子及激活能
6.4.2 空位型擴散和間隙型擴散
參考文獻
演練習題
備忘之頁(6)擴散通道
7有序化的熱力學
7.1 有序化現象
7.1.1 微觀組織的有序化
7.1.2 短程有序化
7.2 B-W-G模型對CuZn型有序化的解析
7.2.1 亞點陣與有序度
7.2.2 有序化引起的焓和熵的變化
7.2.3 平衡有序度
7.3 B-W-G模型對Cu3Au型有序化的解析
7.3.1 有序度與原子對的數目
7.3.2 有序化引起的自由能變化
7.3.3 平衡有序度的不連續變化
7.4 有序化引起的兩相分離
7.4.1 有序化與兩相分離的共生
7.4.2 考慮次近鄰原子的B-W-G模型對有序化的解析
7.4.3 考慮有序化的島狀溶解度間隙
參考文獻
演練習題
備忘之頁(7)反轉型兩相分離的功效
8形核的熱力學
8.1 形核的基本問題
8.1.1 小滴法實驗
8.1.3 不均勻形核(界面形核)
8.2 溶體中的均勻形核
8.2.1 溶體中的濃度起伏
8.2.2 溶體中的形核驅動力
8.2.3 溶體中I臨界晶核的半徑與形核率
8.3 變質處理的形核
8.3.1 通過變質控制初晶形態
8.3.2 通過變質細化凝固組織
8.4 固體中的形核
8.4.1 析出核與析出團簇的生成
8.4.2 GP區的生成
參考文獻
演練習題
備忘之頁(8)GP區的真身
9組織轉變的熱力學
9.1 組織變化概觀
9.1.1 組織變化的種類
9.1.2 組織變化的進行度
9.2 詹森一邁爾(JMAK)方程
9.2.1 生成相的擴展體積
9.2.2 析出轉變的JMAK方程
9.2.3 鋼中y-a相變的JMAK方程
9.3共晶凝固和共析轉變的熱力學
9.3.1 共晶、共析相變的有效驅動力
9.3.2 共晶凝固的速度公式(體擴散模型)
9.3.3 共析轉變的速度公式(界面擴散模型)
9.3.4 珠光體轉變的速度公式(界面擴散+界面遷移模型)
參考文獻
演練習題
備忘之頁(9)滲碳珠光體
附錄
物理常數
單位符號
SI詞頭符號
希臘字母
單位換算表
元素周期表
索引
著者著作要目
譯後記
