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第1章原子結(jié)構(gòu)與鍵合1

1.1原子結(jié)構(gòu)1

1.1.1物質(zhì)的組成1

1.1.2原子的結(jié)構(gòu)1

1.1.3原子的電子結(jié)構(gòu)2

1.1.4元素周期表3

1.2原子間的鍵合4

1.2.1金屬鍵4

1.2.2離子鍵5

1.2.3共價鍵5

1.2.4范德華力6

1.2.5氫鍵7

1.3高分子鏈8

1.3.1高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)8

1.3.2高分子鏈的遠程結(jié)構(gòu)14

中英文主題詞對照19

主要參考書目20

第2章固體結(jié)構(gòu)21

2.1晶體學基礎(chǔ)21

2.1.1空間點陣和晶胞21

2.1.2晶向指數(shù)和晶面指數(shù)25

2.1.3晶體的對稱性29

2.1.4極射投影33

2.1.5倒易點陣36

2.2金屬的晶體結(jié)構(gòu)37

2.2.1三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)37

2.2.2晶體的原子堆垛方式和間隙41

2.2.3多晶型性43

2.3合金相結(jié)構(gòu)43

2.3.1固溶體44

2.3.2中間相49

2.4離子晶體結(jié)構(gòu)58

2.4.1離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則59

2.4.2典型的離子晶體結(jié)構(gòu)61

2.4.3硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)66

2.5共價晶體結(jié)構(gòu)70

2.6聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)72

2.6.1聚合物的晶體形態(tài)72

2.6.2聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)的模型74

2.6.3聚合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)75

2.7準晶態(tài)結(jié)構(gòu)78

2.7.1一維準晶80

2.7.2二維準晶80

2.7.3二十面體準晶81

2.8液晶態(tài)結(jié)構(gòu)81

2.8.1近晶型結(jié)構(gòu)82

2.8.2向列型結(jié)構(gòu)82

2.8.3膽甾型結(jié)構(gòu)82

2.8.4柱狀型結(jié)構(gòu)83

2.9非晶態(tài)結(jié)構(gòu)83

中英文主題詞對照87

主要參考書目88

第3章晶體缺陷90

3.1點缺陷90

3.1.1點缺陷的形成90

3.1.2點缺陷的平衡濃度92

3.1.3點缺陷的運動93

3.2位錯94

3.2.1位錯的基本類型和特征94

3.2.2伯氏矢量97

3.2.3位錯的運動101

3.2.4位錯的彈性性質(zhì)106

3.2.5位錯的生成和增殖114

3.2.6實際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯116

3.3表面及界面128

3.3.1外表面128

3.3.2晶界和亞晶界129

3.3.3孿晶界135

3.3.4相界135

中英文主題詞對照138

主要參考書目139

第4章固態(tài)擴散140

4.1擴散的基本定律140

4.1.1菲克及時定律140

4.1.2菲克第二定律141

4.1.3擴散方程的解142

4.2擴散的微觀理論150

4.2.1隨機行走與擴散150

4.2.2原子的跳躍和擴散系數(shù)151

4.3擴散機制154

4.3.1交換機制154

4.3.2間隙機制155

4.3.3空位機制與柯肯達爾效應(yīng)155

4.3.4晶界擴散及表面擴散157

4.3.5位錯擴散157

4.4擴散的驅(qū)動力與上坡擴散158

4.5反應(yīng)擴散160

4.6影響擴散的因素161

4.6.1溫度161

4.6.2壓力161

4.6.3化學成分162

4.6.4材料的結(jié)構(gòu)163

4.6.5晶體的缺陷164

4.6.6應(yīng)力的作用164

4.7離子晶體中的擴散165

4.8高分子材料中的擴散167

中英文主題詞對照170

主要參考書目171

第5章相圖172

5.1相圖的熱力學基礎(chǔ)172

5.1.1吉布斯自由能與成分的關(guān)系172

5.1.2相平衡的公切線法則174

5.1.3相圖的幾何熱力學作圖法175

5.2相圖的基本知識177

5.2.1相圖的建立177

5.2.2相律178

5.2.3杠桿定律179

5.2.4相圖的類型和結(jié)構(gòu)179

5.3單元相圖180

5.4二元相圖183

5.4.1二元勻晶相圖183

5.4.2二元共晶相圖187

5.4.3二元包晶相圖192

5.4.4復(fù)雜二元相圖的分析方法194

5.4.5FeC相圖分析196

5.4.6SiO2Al2O3相圖分析203

5.5三元相圖206

5.5.1三元相圖的基礎(chǔ)206

5.5.2固態(tài)有限互溶的三元共晶相圖212

5.5.3包共晶型三元系相圖216

5.5.4具有四相平衡包晶轉(zhuǎn)變的三元系相圖218

5.5.5三元相圖實例220

5.5.6三元相圖小結(jié)225

5.6相圖計算230

中英文主題詞對照232

主要參考書目233

第6章材料的制取235

6.1凝固235

6.1.1凝固的熱力學條件235

6.1.2形核236

6.1.3晶體長大242

6.1.4結(jié)晶動力學及生長形態(tài)245

6.1.5凝固后的晶粒大小248

6.1.6合金的凝固251

6.1.7鑄錠宏觀組織與缺陷257

6.2燒結(jié)261

6.2.1燒結(jié)驅(qū)動力262

6.2.2燒結(jié)時的物質(zhì)傳遞263

6.2.3燒結(jié)技術(shù)265

6.2.4影響燒結(jié)的因素268

6.3高分子材料的合成270

6.3.1聚合反應(yīng)的類別270

6.3.2聚合反應(yīng)的基本原理與特征272

6.3.3聚合方法276

6.4氣相沉積281

6.4.1平衡蒸氣壓282

6.4.2蒸發(fā)粒子(分子、原子)的平均自由程與碰撞幾率284

6.4.3氣體放電和低溫等離子體285

6.4.4表面擴散294

6.4.5薄膜形核與生長297

中英文主題詞對照301

主要參考書目302

第7章固態(tài)相變304

7.1固態(tài)相變的特點304

7.2固態(tài)相變的分類305

7.3固態(tài)相變熱力學308

7.3.1相變的驅(qū)動力308

7.3.2新相的形核309

7.3.3新相的長大312

7.4固態(tài)相變動力學314

7.4.1固態(tài)相變動力學方程和曲線314

7.4.2鋼加熱時奧氏體形成動力學316

7.4.3過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學319

7.4.4過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變動力學322

7.5擴散型相變324

7.5.1脫溶分解324

7.5.2調(diào)幅分解330

7.5.3共析轉(zhuǎn)變331

7.6馬氏體轉(zhuǎn)變333

7.6.1馬氏體的組織、結(jié)構(gòu)和性能334

7.6.2馬氏體的轉(zhuǎn)變特點338

7.6.3馬氏體的回火轉(zhuǎn)變344

7.7貝氏體轉(zhuǎn)變351

7.7.1貝氏體的組織形態(tài)和性能351

7.7.2貝氏體轉(zhuǎn)變的特點353

中英文主題詞對照358

主要參考書目359

第8章材料加工成形的傳熱過程361

8.1液態(tài)成形的傳熱361

8.1.1液態(tài)成形的傳熱特點361

8.1.2液態(tài)成形的熱效率362

8.1.3液態(tài)成形的溫度場363

8.2塑性成形的傳熱365

8.2.1塑性成形的傳熱特點365

8.2.2塑性成形加熱過程的熱效率368

8.2.3塑性成形的溫度場369

8.3焊接過程的傳熱370

8.3.1焊接過程的傳熱特點370

8.3.2焊接加熱過程的熱效率371

8.3.3焊接過程的溫度場372

8.3.4焊接的熱循環(huán)380

8.4熱加工的化學冶金現(xiàn)象385

8.4.1焊接過程中的化學冶金特點385

8.4.2焊接化學冶金反應(yīng)區(qū)386

8.4.3氣體與液態(tài)金屬的反應(yīng)388

8.4.4熔渣與液態(tài)金屬的反應(yīng)392

中英文主題詞對照396

主要參考書目397

第9章材料加工成形的流動現(xiàn)象與力學基礎(chǔ)398

9.1熔融液體的流動性398

9.1.1熔融液體的水力學特性398

9.1.2熔融液體的流動性399

9.2熔融液體的充型能力404

9.2.1熔融液體充型能力的計算404

9.2.2影響充型能力的因素405

9.3材料的流變行為406

9.3.1材料流變的有關(guān)概念和模型406

9.3.2材料流變的本構(gòu)方程408

9.3.3鑄造合金的流變性能410

9.3.4材料的半固態(tài)加工412

9.4材料加工變形的力學基礎(chǔ)414

9.4.1應(yīng)力狀態(tài)分析414

9.4.2應(yīng)變狀態(tài)分析421

9.4.3屈服準則426

9.4.4塑性變形時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系(本構(gòu)方程)429

中英文主題詞對照433

主要參考書目433

第10章材料的變形機理和回復(fù)、再結(jié)晶435

10.1彈性和黏彈性435

10.1.1彈性變形的本質(zhì)435

10.1.2彈性變形的特征和彈性模量436

10.1.3彈性的不完整性438

10.1.4黏彈性439

10.2晶體的塑性變形440

10.2.1單晶體的塑性變形440

10.2.2多晶體的塑性變形451

10.2.3合金的塑性變形453

10.2.4塑性變形對材料組織與性能的影響459

10.3回復(fù)和再結(jié)晶464

10.3.1冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化464

10.3.2回復(fù)466

10.3.3再結(jié)晶468

10.3.4晶粒長大475

10.3.5再結(jié)晶退火后的組織478

10.4熱變形與動態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶481

10.4.1動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶482

10.4.2熱加工對組織性能的影響484

10.4.3蠕變485

10.4.4超塑性487

10.5陶瓷材料的變形特點489

10.6高聚物的變形特點491

中英文主題詞對照494

主要參考書目495

元素周期表