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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(jià)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(yuǎn)程結(jié)構(gòu)14

中英文主題詞對(duì)照19

主要參考書目20

第2章固體結(jié)構(gòu)21

2.1晶體學(xué)基礎(chǔ)21

2.1.1空間點(diǎn)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(duì)稱性29

2.1.4極射投影33

2.1.5倒易點(diǎn)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(jià)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(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)78

2.7.1一維準(zhǔn)晶80

2.7.2二維準(zhǔn)晶80

2.7.3二十面體準(zhǔn)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(duì)照87

主要參考書目88

第3章晶體缺陷90

3.1點(diǎn)缺陷90

3.1.1點(diǎn)缺陷的形成90

3.1.2點(diǎn)缺陷的平衡濃度92

3.1.3點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng)93

3.2位錯(cuò)94

3.2.1位錯(cuò)的基本類型和特征94

3.2.2伯氏矢量97

3.2.3位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)101

3.2.4位錯(cuò)的彈性性質(zhì)106

3.2.5位錯(cuò)的生成和增殖114

3.2.6實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)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(duì)照138

主要參考書目139

第4章固態(tài)擴(kuò)散140

4.1擴(kuò)散的基本定律140

4.1.1菲克及時(shí)定律140

4.1.2菲克第二定律141

4.1.3擴(kuò)散方程的解142

4.2擴(kuò)散的微觀理論150

4.2.1隨機(jī)行走與擴(kuò)散150

4.2.2原子的跳躍和擴(kuò)散系數(shù)151

4.3擴(kuò)散機(jī)制154

4.3.1交換機(jī)制154

4.3.2間隙機(jī)制155

4.3.3空位機(jī)制與柯肯達(dá)爾效應(yīng)155

4.3.4晶界擴(kuò)散及表面擴(kuò)散157

4.3.5位錯(cuò)擴(kuò)散157

4.4擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力與上坡擴(kuò)散158

4.5反應(yīng)擴(kuò)散160

4.6影響擴(kuò)散的因素161

4.6.1溫度161

4.6.2壓力161

4.6.3化學(xué)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(kuò)散165

4.8高分子材料中的擴(kuò)散167

中英文主題詞對(duì)照170

主要參考書目171

第5章相圖172

5.1相圖的熱力學(xué)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(xué)作圖法175

5.2相圖的基本知識(shí)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?jiǎng)蚓鄨D183

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(shí)例220

5.5.6三元相圖小結(jié)225

5.6相圖計(jì)算230

中英文主題詞對(duì)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(xué)條件235

6.1.2形核236

6.1.3晶體長(zhǎng)大242

6.1.4結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及生長(zhǎng)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(dòng)力262

6.2.2燒結(jié)時(shí)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(kuò)散294

6.4.5薄膜形核與生長(zhǎng)297

中英文主題詞對(duì)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(diǎn)304

7.2固態(tài)相變的分類305

7.3固態(tài)相變熱力學(xué)308

7.3.1相變的驅(qū)動(dòng)力308

7.3.2新相的形核309

7.3.3新相的長(zhǎng)大312

7.4固態(tài)相變動(dòng)力學(xué)314

7.4.1固態(tài)相變動(dòng)力學(xué)方程和曲線314

7.4.2鋼加熱時(shí)奧氏體形成動(dòng)力學(xué)316

7.4.3過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)319

7.4.4過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)322

7.5擴(kuò)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(diǎn)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(diǎn)353

中英文主題詞對(duì)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(diǎn)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(chǎng)363

8.2塑性成形的傳熱365

8.2.1塑性成形的傳熱特點(diǎn)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(chǎng)369

8.3焊接過程的傳熱370

8.3.1焊接過程的傳熱特點(diǎn)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(chǎng)372

8.3.4焊接的熱循環(huán)380

8.4熱加工的化學(xué)冶金現(xiàn)象385

8.4.1焊接過程中的化學(xué)冶金特點(diǎn)385

8.4.2焊接化學(xué)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(duì)照396

主要參考書目397

第9章材料加工成形的流動(dòng)現(xiàn)象與力學(xué)基礎(chǔ)398

9.1熔融液體的流動(dòng)性398

9.1.1熔融液體的水力學(xué)特性398

9.1.2熔融液體的流動(dòng)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(jì)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(xué)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(zhǔn)則426

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

中英文主題詞對(duì)照433

主要參考書目433

第10章材料的變形機(jī)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(duì)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(shí)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(zhǎng)大475

10.3.5再結(jié)晶退火后的組織478

10.4熱變形與動(dòng)態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶481

10.4.1動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶482

10.4.2熱加工對(duì)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(diǎn)489

10.6高聚物的變形特點(diǎn)491

中英文主題詞對(duì)照494

主要參考書目495

元素周期表