斷口形貌學：觀察、測量和分析斷口表面形貌的科學

《斷口形貌學：觀察、測量和分析斷口表面形貌的科學》是2009年科學出版社出版的圖書，作者是赫爾。本書譯自利物浦大學和牛津大學教授Derek Hull的Fractography一書，包括10章。

基本介紹

• 書名：斷口形貌學：觀察、測量和分析斷口表面形貌的科學
• 又名：Fractography Observing Measuring and Interpreting Fracture Surface Topography
• 作者：赫爾
• 譯者：李曉剛、董超芳、杜翠薇
• ISBN：9787030257741
• 頁數：367頁
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2009年10月1日
• 開本：16

內容簡介

《斷口形貌學:觀察、測量和分析斷口表面形貌的科學》第1章重點介紹了斷口形貌學的學科本質;第2章用精美的圖像展示了各種斷口，並對斷口形貌的主要特點進行了描述；第3章介紹沿著三維雙曲率表面擴展的裂紋；第4章著重介紹應力場效應；第5章介紹的是應力強度和斷裂速度對於斷口表面粗糙度的影響；第6章中將介紹晶體解理；第7章中介紹界面和相間裂紋擴展；第8章中將介紹延性斷裂；第9章對裂紋擴展時，驅動裂紋擴展的條件發生變化所導致的斷口表面形貌特點進行了說明；第10章從微觀結構分析和失效分析等方面介紹斷口形貌分析的套用。

《斷口形貌學:觀察、測量和分析斷口表面形貌的科學》適合本科高年級學生、研究生以及相關行業的科研人員和工程師、失效工程師使用。

編輯推薦

《斷口形貌學:觀察、測量和分析斷口表面形貌的科學》：從經典的光學顯微鏡到先進的原子力顯微鏡，從常用的金屬材料到似乎毫無關聯的冰淇淋，套用不同的材料制樣技巧與斷口形貌分析理論，從材料微觀結構的角度揭示了斷口形貌的特點。

深入淺出的文字，清晰生動的圖片，引經據典的分析，無論是專業的失效分析工程師還是剛剛入門的本科生，每個人都可以從書中得到自己對斷口形貌學的理解和感悟。

深厚的專業學術背景、豐富的研究經驗，以及純熟的人文學術功底，曾在利物浦大學和牛津大學任教的Derek HuIl教授為讀者展示了一個生動、清晰的斷口形貌學。

作者簡介

作者：(英國)赫爾(Derek Hull) 譯者：李曉剛 董超芳 杜翠薇 等

目錄

《材料腐蝕叢書》序

中文版序

譯者的話

簡介

序

致謝

第1章 斷口表面形貌觀察、測量和分析的有關概念

1.1 觀察的角度

1.2 尺度問題

1.2.1 概述

1.2.2 分形幾何學

1.2.3 微觀結構尺寸和應力場

1.3 什麼是裂紋

1.4 裂紋的起源

1.4.1 引言

1.4.2 形變導致的裂紋形核

1.4.3 裂紋形核的其他問題

1.5 裂紋的力學和微觀力學

1.5.1 引言

1.5.2 橢圓孔和裂紋周圍的應力場

1.5.3 裂紋擴展的Griffith和Irwin臨界條件

1.5.4 其他問題

第2章 觀察、描述和測量斷口表面形貌：相關基礎以凱頓石為例

2.1 正確觀察三維形貌圖的方法

2.2 歷史概要

2.3 什麼是凱頓石

2.4 Hooke的觀察

2.5 光學顯微鏡

2.5.1 肉眼觀察

2.5.2 概述

2.5.3 解析度和景深

2.5.4 幾何學的問題

2.5.5 照明(度)

2.6 光學截面和斷口形貌細節的定量描述

2.7 共焦掃描光學顯微術

2.8 SEM

2.8.1 概述

2.8.2 二次電子像和背散射電子像

2.8.3 解析度、放大率和景深

2.8.4 幾何學方面的問題

2.9 SEM和凱頓石

2.1 0斷口表面研究的其他實驗步驟

第3章 傾斜裂紋

3.1 雙曲線型平滑曲線裂紋的演變

3.2 載入模式

3.3 幾何約束

3.3.1 傾斜和扭轉的定義

3.3.2 形成平滑表面的裂紋擴展

3.3.3 裂紋擴展的實驗觀察

3.4 在混合模式I-II下的裂紋擴展或演變

3.5 裂紋彎曲

第4章 河流花樣

4.1 河流花樣的斷口形貌特徵

4.2 晶體解理面上河流花樣的形成

4.2.1 裂紋和螺型位錯相交形成的台階

4.2.2 晶體固體中的台階高度的增大

4.3 非晶脆性固體中的河流花樣：Sommer實驗

4.4 套用干涉光學顯微鏡測量斷口表面形貌

4.5 不同固體中河流花樣的實例

4.6 河流花樣台階的形核

4.7 台階的分離

第5章 鏡面區、霧狀區和鋸齒帶：表面粗糙度、開裂速度和動態應力強度

5.1 鏡面區、霧狀區和鋸齒帶的含義

5.2 粗糙度分布圖的測量得到斷口表面形貌

5.2.1 Takahashi和Arakawa的實驗

5.2.2 粗糙度測量

5.2.3 粗糙度參數

5.3 粗糙度隨Kd和v變化的幾個例子

5.4 粗糙度的起源

5.4.1 擴展裂紋前端的微裂紋形核和擴展

5.4.2 擴展裂紋前端的塑性形變

5.4.3 微觀分支的擴展與增加導致巨觀分支和分叉

5.5 AFM圖像和形貌細節之間的關係

5.6 漸進粗糙化的直接觀察

第6章 晶體固體的解理

6.1 晶體解理

6.2 關於晶體學方面的問題

6.3 雲母的解理

6.4 鋅的斷裂

6.5 方解石上的河流花樣

6.6 斷口表面干涉圖案的分析

6.6.1 鼓泡和楔形處的干涉

6.6.2 有銀紋的聚合物斷口表面的干涉

6.6.3 瞬時斷裂表面特徵

6.7 砷化鎵的塊斷裂

6.7.1 三點彎曲測試法

6.7.2 確定解理面的取向

6.7.3 粗糙表面

6.8 體心立方金屬(包括鋼)的解理以及應力強度效應

6.8.1 沿孿晶－基體界面的解理

6.8.2 漸進粗糙

6.9 定量體視顯微鏡和平坦刻面取向的確定

6.10 多晶材料的解理斷裂

第7章 界面處的斷裂

7.1 界面處的裂紋

7.2 界面和相間斷裂

7.3 斷口形貌學的復型技術

7.4 界面和相間斷口表面的化學和物理分析

7.5 晶體中的界面失效：晶間斷裂

7.6 複合材料中的界面失效：珍珠母

7.7 界面斷裂和微觀結構細節

第8章 延性斷裂

8.1 “延性”斷裂的含義

8.2 金屬和聚合物的頸縮與拉伸

8.2.1 純金屬

8.2.2 平面應力和平面應變

8.2.3 聚合物的冷拉伸

8.3 杯錐斷口

8.4 小孔的形核

8.4.1 組織的不均勻性

8.4.2 聚合物中的纖維化

8.4.3 銀紋和斷裂

8.4.4 非晶金屬(金屬玻璃)中的剪下帶

8.5 擴展裂紋尖端處的延性斷裂

8.5.1 巨觀觀察

8.5.2 裂紋尖端的分離過程

8.6 一個地質學的等價解釋

8.7 共軛斷裂表面的形貌特徵

第9章 裂紋動力學效應

9.1 簡介：聲速和裂紋速度

9.2 瓦納線和應力波斷口形貌學

9.2.1 瓦納線

9.2.2 應力波斷口形貌

9.2.3 測量裂紋速度的其他方法

9.2.4 其他的瓦納線效應

9.3 裂紋的不連續擴展：停止一繼續

9.4 在循環載入條件下裂紋擴展造成的裂紋前緣條紋

9.4.1 機械疲勞

9.4.2 收縮驅動開裂

9.5 瞬時斷裂形貌細節和環境效應

9.5.1 瞬時斷裂表面

9.5.2 環境對裂紋形核和擴展機理的影響

9.5.3 化學變化

第10章 斷口形貌學的套用

10.1 斷口形貌學的重要性

10.2 微觀結構分析

10.2.1 在室溫下呈脆性的材料

10.2.2 軟性材料的微觀結構

10.3 新材料開發和現有材料改進

10.3.1 夾雜物(及微觀組織)對鋼的脆性的作用

10.3.2 複合材料的韌性

10.4 失效分析的診斷工具

10.4.1 一般性問題

10.4.2 實例

10.4.3 儲罐失效的案例分析

參考文獻

附錄圖1.1 的分析：普通用途級聚苯乙烯的斷口表面

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