材料科学基础 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

材料科学基础 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 固体材料的结构1

1.1 原子间的键合方式1

1.1.1 离子键2

1.1.2 共价键2

1.1.3 金属键3

1.1.4 二次键4

1.1.5 混合键6

1.1.6 结合键与材料性能7

1.2 晶体学基本知识9

1.2.1 晶体的特征9

1.2.2 空间点阵与晶胞10

1.2.3 晶系和布拉菲点阵11

1.2.4 空间点阵与晶体结构的关系13

1.2.5 晶体的对称性概念15

1.2.6 晶面指数和晶向指数19

1.2.7 晶面间距23

1.2.8 晶面及晶向间的夹角24

1.2.9 晶带25

1.3 纯金属的晶体结构26

1.3.1 典型纯金属的晶体结构26

1.3.2 点阵常数与原子半径r的关系27

1.3.3 配位数和致密度28

1.3.4 晶体中原子堆垛方式29

1.3.5 晶体结构中的间隙31

1.3.6 同素异构现象34

1.3.7 原子半径34

1.3.8 其他晶体结构36

1.4 合金相结构37

1.4.1 固溶体38

1.4.2 金属间化合物45

1.5 陶瓷材料的晶体相结构50

1.5.1 离子键结合的陶瓷晶体结构51

1.5.2 共价键结合的陶瓷晶体结构54

1.6 非晶态金属（金属玻璃）55

1.6.1 金属玻璃的获得与分类55

1.6.2 金属玻璃结构模型59

1.7 准晶体63

1.7.1 准晶体的结构模型64

1.7.2 准晶的稳定性67

1.8 高分子材料的结构68

1.8.1 高分子链结构68

1.8.2 高分子的聚集态结构69

习题74

第2章 空位与位错75

2.1 空位75

2.1.1 空位的热力学分析76

2.1.2 空位的迁移77

2.1.3 材料中空位的实际意义78

2.2 位错的基本类型及特征79

2.2.1 刃型位错79

2.2.2 螺型位错81

2.2.3 混合位错82

2.3 柏氏矢量83

2.3.1 确定柏氏矢量的方法83

2.3.2 柏氏矢量的特征和意义85

2.4 位错的运动86

2.4.1 位错滑移的晶格阻力86

2.4.2 刃型位错的运动87

2.4.3 螺型位错的运动89

2.4.4 混合位错的运动90

2.5 位错的应力场和应变能91

2.5.1 位错的应力场91

2.5.2 位错的应变能94

2.6 位错的受力96

2.6.1 作用在位错上的力96

2.6.2 位错的线张力97

2.7 位错与晶体缺陷的交互作用98

2.7.1 位错与点缺陷之间的交互作用98

2.7.2 位错之间的交互作用101

2.7.3 位错的塞积105

2.8 位错的萌生与增殖107

2.8.1 晶体中位错的萌生107

2.8.2 晶体中位错的增殖107

2.9 实际晶体中的位错组态109

2.9.1 fcc,bcc,hcp晶体中单位位错的柏氏矢量109

2.9.2 层错110

2.9.3 不全位错111

2.9.4 位错反应与扩展位错113

2.9.5 位错的实际观察118

习题119

第3章 材料的表面与界面121

3.1 材料的表面121

3.1.1 表面晶体学121

3.1.2 表面热力学128

3.1.3 实际表面132

3.2 材料的界面135

3.2.1 界面的定义和种类135

3.2.2 晶界135

3.2.3 相界142

3.2.4 多晶材料中的界面144

3.2.5 复合材料的界面146

习题148

第4章 材料的凝固149

4.1 金属液态结构与性能特点149

4.1.1 液态金属与固态金属的比较150

4.1.2 金属液态结构152

4.2 金属结晶的基本规律153

4.2.1 金属结晶的微观现象153

4.2.2 金属结晶的宏观现象154

4.3 晶核的长大167

4.3.1 晶核长大的条件167

4.3.2 液-固界面的微观结构168

4.3.3 晶体长大的机制168

4.3.4 纯金属长大的形态170

4.4 结晶理论的应用174

4.4.1 铸锭的组织及控制174

4.4.2 单晶体的制备179

4.4.3 定向凝固技术180

4.4.4 急冷凝固181

4.5 聚合物的凝固183

4.6 气-固相变与薄膜生长184

4.6.1 蒸发和凝聚的热力学条件184

4.6.2 形核185

4.6.3 薄膜的生长方式186

习题187

第5章 单元系、二元系相图及合金的凝固组织188

5.1 单元系相图188

5.2 二元相图的表示方法191

5.2.1 二元合金中存在的相191

5.2.2 二元相图的表示、含义和杠杆定律193

5.2.3 用实验方法测绘二元相图196

5.3 匀晶相图及固溶体合金的凝固和组织198

5.3.1 相图分析198

5.3.2 固溶体合金的平衡凝固和组织199

5.3.3 固溶体合金的非平衡凝固和组织200

5.3.4 固溶体合金凝固过程中的溶质分布202

5.3.5 区域熔炼207

5.3.6 成分过冷及其对晶体成长形状和铸锭组织的影响208

5.4 共晶相图及共晶系合金的凝固和组织212

5.4.1 相图分析212

5.4.2 共晶系合金的平衡凝固和组织213

5.4.3 共晶组织及其形成机理216

5.4.4 共晶系合金的非平衡凝固和组织222

5.5 包晶相图及其合金的凝固和组织226

5.5.1 相图分析226

5.5.2 包晶系合金的平衡凝固和组织227

5.5.3 包晶系合金的非平衡凝固和组织228

5.5.4 包晶转变的实际应用229

5.6 偏晶相图及其合金的凝固和组织229

5.7 形成化合物的二元相图231

5.7.1 形成稳定化合物的二元相图231

5.7.2 形成不稳定化合物的二元相图231

5.8 具有固态转变的二元相图232

5.8.1 具有共析转变的相图232

5.8.2 具有包析转变的相图233

5.8.3 具有偏析转变的相图233

5.8.4 具有熔晶转变的相图233

5.8.5 具有无序-有序转变的相图234

5.8.6 具有固溶度变化的相图234

5.8.7 具有磁性转变的相图234

5.9 如何分析和使用二元相图235

5.9.1 相图中的线条和相区分析235

5.9.2 结合Fe-Fe3C相图分析合金的平衡凝固过程及其组织变化236

5.9.3 Cu-Sn合金系相图242

5.9.4 Mg2SiO4-SiO2系相图243

5.9.5 ZrO2-SiO2系相图244

5.10 相图热力学基础245

5.10.1 吉布斯自由能与成分的关系245

5.10.2 克劳修斯-克莱普隆方程247

5.10.3 相平衡条件249

5.10.4 吉布斯自由能曲线与相图252

习题255

第6章 三元系相图258

6.1 三元相图的成分表示法258

6.2 三元相图的杠杆定律和重心法则260

6.2.1 杠杆定律260

6.2.2 重心法则260

6.3 匀晶三元相图261

6.3.1 相图的空间模型261

6.3.2 合金的凝固过程及组织262

6.3.3 等温截面（或水平截面）262

6.3.4 变温截面（或垂直截面）264

6.4 简单共晶三元相图265

6.4.1 相图的空间模型265

6.4.2 合金的凝固过程和组织267

6.4.3 等温截面268

6.4.4 变温截面268

6.5 固态有限溶解的三元共晶相图270

6.5.1 相图的空间模型270

6.5.2 合金的凝固过程和组织272

6.5.3 等温截面275

6.5.4 变温截面275

6.6 具有包共晶反应的三元相图277

6.6.1 相图的空间模型277

6.6.2 合金的凝固过程和组织278

6.6.3 等温截面280

6.6.4 变温截面280

6.6.5 固相具有固溶度时的相区界面投影图281

6.7 具有三元包晶反应的三元相图282

6.8 形成稳定化合物的三元相图284

6.8.1 形成一个稳定化合物的三元相图简化法284

6.8.2 形成几个稳定化合物的三元相图简化法285

6.9 三元相图总结286

6.9.1 三元系的两相平衡286

6.9.2 三元系的三相平衡286

6.9.3 三元系的四相平衡287

6.9.4 液相面投影图290

6.9.5 三元相图中的相区接邻规则290

6.10 三元相图实例分析292

6.10.1 Pb-Sn-Bi系292

6.10.2 Al-Cu-Mg系293

6.10.3 W-C-Co系295

6.10.4 Fe-Cr-C系297

6.10.5 MgO-Al2O3-SiO2系299

习题300

第7章 固体材料中的扩散303

7.1 扩散方程303

7.1.1 菲克第一定律303

7.1.2 菲克第二定律305

7.1.3 菲克第二方程的解307

7.2 扩散的微观机制311

7.2.1 交换机制311

7.2.2 间隙机制312

7.2.3 空位机制313

7.2.4 其他扩散机制315

7.3 扩散系数316

7.3.1 扩散系数的测定方法316

7.3.2 影响扩散系数的因素318

7.4 扩散的热力学分析324

7.4.1 扩散驱动力324

7.4.2 上坡扩散325

7.5 固溶体中的扩散326

7.5.1 固溶体中的自扩散326

7.5.2 固溶体中的互扩散——Kirkendall效应326

7.6 反应扩散327

7.6.1 反应扩散的概念327

7.6.2 反应扩散的速率328

7.7 离子晶体中的扩散329

7.8 非晶体中的扩散330

7.8.1 长链聚合物中的扩散330

7.8.2 无机玻璃中的扩散331

7.9 材料中扩散问题的几个实例331

7.9.1 粉体材料的烧结331

7.9.2 渗碳333

7.9.3 铸锭的均匀化335

7.9.4 金属表面的氧化336

习题337

第8章 材料的变形与断裂339

8.1 材料的弹性变形339

8.1.1 广义虎克定律及弹性常数339

8.1.2 弹性的不完整性342

8.2 单晶体金属的塑性变形343

8.2.1 单晶体的滑移343

8.2.2 扭折351

8.2.3 孪生352

8.3 多晶体的塑性变形355

8.3.1 晶粒边界356

8.3.2 晶界对多晶体塑性变形的影响356

8.3.3 多晶体塑性变形的微观特点358

8.4 单相固溶体合金塑性变形特点359

8.4.1 屈服现象359

8.4.2 应变时效360

8.5 复相合金的塑性变形362

8.6 金属冷加工后的组织与性能的变化363

8.6.1 金属塑性变形后的组织变化363

8.6.2 加工硬化366

8.6.3 变形后金属中的残余应力368

8.6.4 多晶体材料的织构（择优取向）369

8.7 陶瓷材料的塑性变形371

8.8 聚合物的变形374

8.8.1 热塑性聚合物的变形375

8.8.2 热固性塑料的变形378

8.9 晶体的断裂378

8.9.1 断裂的分类378

8.9.2 理论断裂强度和实际断裂强度379

习题382

第9章 回复和再结晶384

9.1 概述384

9.2 冷变形金属的回复386

9.2.1 回复动力学386

9.2.2 回复过程的组织变化与回复机制387

9.3 冷变形金属的再结晶390

9.3.1 再结晶的形核390

9.3.2 再结晶动力学392

9.3.3 再结晶温度393

9.3.4 再结晶后的晶粒大小及再结晶全图394

9.3.5 再结晶织构396

9.3.6 退火孪晶397

9.4 晶粒长大397

9.4.1 正常晶粒长大398

9.4.2 反常晶粒长大（二次再结晶）400

9.5 热加工过程的回复与再结晶401

9.5.1 动态回复402

9.5.2 动态再结晶403

习题404

第10章 固态相变406

10.1 固态相变概述406

10.1.1 固态相变的分类406

10.1.2 固态相变的特点409

10.1.3 固态相变的热力学条件410

10.1.4 固态相变的形核411

10.1.5 新相的长大414

10.1.6 相变动力学416

10.2 过饱和固溶体的脱溶418

10.2.1 脱溶的驱动力418

10.2.2 脱溶顺序419

10.2.3 空位在脱溶过程中的作用422

10.2.4 脱溶方式及显微组织的变化424

10.2.5 调幅分解426

10.2.6 脱溶物粗化—Ostwald粗化428

10.3 共析转变431

10.3.1 Fe-C合金中的共析转变431

10.3.2 珠光体的形成过程432

10.3.3 珠光体的组织特点及力学性能434

10.3.4 有色合金中的共析转变434

10.4 马氏体转变437

10.4.1 马氏体转变的特点437

10.4.2 马氏体转变热力学439

10.4.3 马氏体转变动力学441

10.4.4 马氏体转变晶体学443

10.4.5 热弹性马氏体和马氏体转变的可逆性445

10.4.6 非金属材料中的马氏体转变446

10.5 贝氏体转变448

10.5.1 贝氏体转变的特点448

10.5.2 贝氏体的类型与组织形态449

10.5.3 贝氏体转变的机制451

10.5.4 贝氏体的性能451

10.6 块型转变451

10.6.1 纯金属中的块型转变452

10.6.2 二元合金置换式固溶体中的块型转变453

10.6.3 块型转变机制453

10.7 有序-无序转变454

10.7.1 有序度参量454

10.7.2 有序化过程455

习题457

第11章 材料的电子结构与物理性能459

11.1 固体电子理论简介459

11.1.1 经典自由电子论459

11.1.2 量子自由电子论460

11.1.3 能带概念的引入462

11.2 材料的电学性能465

11.2.1 固体的导电性465

11.2.2 半导体467

11.2.3 电学材料472

11.3 材料的磁学性能473

11.3.1 物质的磁性与原子结构473

11.3.2 物质磁性的分类475

11.3.3 磁畴与技术磁化479

11.3.4 磁性材料481

11.4 材料的光学性能482

11.4.1 光和颜色482

11.4.2 光辐射原理483

11.4.3 光学材料489

习题492

第12章 材料的强化和韧化493

12.1 金属材料的强韧化493

12.1.1 金属材料的强化493

12.1.2 金属材料的韧化502

12.2 陶瓷材料的增韧507

12.2.1 相变增韧508

12.2.2 裂纹桥联增韧510

12.2.3 裂纹偏转和微裂纹增韧511

12.2.4 耦合增韧效应512

12.3 高聚物的强韧化513

12.3.1 高分子链结构的影响514

12.3.2 高分子聚集态结构的影响516

12.3.3 外界条件的影响519

12.4 复合材料的强化和韧化520

12.4.1 纤维的增强作用521

12.4.2 纤维和晶须的增韧作用522

习题524

参考文献526