材料科學基礎（第二版）

《材料科學基礎（第二版）》是2018年3月化學工業出版社出版的圖書，作者是陶傑、姚正軍、薛烽 。

基本介紹

• 中文名：材料科學基礎（第二版）
• 作者：陶傑、姚正軍、薛烽
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2018年3月
• 頁數：518 頁
• 定價：128 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787122304780

內容簡介

本書為高等學校教材。本教材以材料基礎理論為重點，並將金屬材料、陶瓷材料和高分子材料與複合材料有機結合，建立了更為寬廣的基礎知識體系。

全書主要從四部分展開論述:固體的結構、相圖和相變基礎、晶體的缺陷與界面結構和固體材料的變形。具體細分為晶體學基礎、固體材料的結構、固體中的擴散、凝固、相圖、固態相變的基本原理、晶體缺陷、材料表面與界面、金屬材料的變形與再結晶、非金屬材料的應力-應變行為與變形機制共十章內容。

本教材適合材料專業本科生、研究生以及工程技術人員學習使用。

圖書目錄

第1章　晶體學基礎1

1.1晶體的周期性和空間點陣1

1.1.1晶體與晶體學1

1.1.2晶體點陣與空間點陣3

1.2布拉菲點陣5

1.3晶向指數與晶面指數8

1.3.1晶向指數8

1.3.2晶面指數9

1.3.3六方晶系的晶向指數與晶面指數11

1.4晶面間距、晶面夾角和晶帶定理12

1.4.1晶面間距12

1.4.2晶面夾角13

1.4.3晶帶定理13

1.5晶體的對稱性14

1.5.1巨觀對稱元素14

1.5.232種點群16

1.5.3微觀對稱元素18

1.5.4空間群20

1.6極射投影21

1.6.1參考球和極射投影21

1.6.2吳氏網22

1.6.3標準投影圖23

第2章固體材料的結構25

2.1基礎知識25

2.1.1原子結構25

2.1.2能級圖和原子的電子結構25

2.1.3周期表與周期性29

2.1.4晶體中的原子結合32

2.2金屬及合金相的晶體結構36

2.2.1元素的晶體結構36

2.2.2典型金屬的晶體結構37

2.2.3合金相的晶體結構47

2.3陶瓷的晶體結構69

2.3.1概述69

2.3.2離子晶體結構70

2.3.3矽酸鹽晶體結構82

2.3.4同質異構現象88

2.4非晶、準晶和納米晶89

2.4.1非晶態材料89

2.4.2準晶的結構99

2.4.3納米晶的結構102

2.5高分子的鏈結構及聚集態結構104

2.5.1高分子鏈的組成和構造（近程結構）104

2.5.2高分子鏈的構象（遠程結構）109

2.5.3高聚物的晶態結構120

2.5.4高聚物的非晶態、取向及液晶態結構128

2.5.5高分子合金的織態結構132

2.6複合材料的細觀結構134

2.6.1複合材料及其組成134

2.6.2複合材料的細觀結構136

第3章固體中的擴散139

3.1擴散定律及其套用139

3.1.1擴散第一定律139

3.1.2擴散第二定律140

3.1.3擴散第二定律的解及其套用141

3.2擴散微觀理論與機制144

3.2.1原子跳動和擴散距離144

3.2.2原子跳動和擴散係數146

3.2.3擴散的微觀機制147

3.2.4擴散激活能150

3.3達肯方程152

3.3.1柯肯達爾效應152

3.3.2達肯方程與互擴散係數152

3.4擴散的熱力學分析154

3.4.1擴散的驅動力154

3.4.2擴散係數的普遍形式155

3.4.3上坡擴散156

3.5影響擴散的因素156

3.5.1溫度157

3.5.2成分157

3.5.3晶體結構161

3.5.4短路擴散161

3.6反應擴散163

3.6.1反應擴散的過程及特點163

3.6.2反應擴散動力學165

第4章凝固167

4.1液體的性能與結構167

4.1.1液態金屬的結構167

4.1.2高分子溶液168

4.2金屬的凝固與結晶174

4.2.1純金屬的凝固174

4.2.2固溶體合金的凝固186

4.2.3共晶合金的凝固193

4.2.4鑄錠組織與凝固技術196

4.3陶瓷的凝固206

4.4聚合物的結晶207

4.4.1結晶動力學208

4.4.2結晶熱力學212

第5章相圖214

5.1相圖基礎知識214

5.1.1研究相圖的意義214

5.1.2相圖的表示方法214

5.1.3相圖的建立216

5.1.4相圖熱力學基礎217

5.1.5槓桿定律和重心法則221

5.2一元相圖224

5.2.1純鐵的相圖224

5.2.2碳的相圖225

5.3二元相圖225

5.3.1二元勻晶相圖225

5.3.2二元共晶相圖228

5.3.3二元包晶相圖234

5.3.4二元相圖的分析與使用237

5.3.5實際二元相圖舉例243

5.4三元相圖256

5.4.1兩相平衡的三元相圖256

5.4.2三相平衡的三元相圖262

5.4.3四相平衡的三元相圖267

5.4.4形成穩定化合物的三元相圖276

5.4.5三元相圖小結277

5.4.6實際三元相圖舉例279

5.4.7三元互動系統相圖281

第6章固態相變的基本原理286

6.1固態相變的分類與特徵286

6.1.1固態相變的分類286

6.1.2固態相變的特徵288

6.2相變熱力學291

6.2.1熱力學基本原理291

6.2.2固態相變的形核293

6.3相變動力學302

6.3.1擴散性長大302

6.3.2相變動力學方程304

6.4擴散型相變305

6.4.1固溶體的析出305

6.4.2共析轉變314

6.5非擴散型相變320

6.5.1馬氏體相變的基本特徵321

6.5.2馬氏體相變熱力學324

6.5.3馬氏體相變動力學327

6.5.4鋼中馬氏體的晶體結構328

6.5.5馬氏體的組織形態329

6.5.6馬氏體相變機制331

6.5.7馬氏體的力學性能332

6.6過渡型相變333

6.6.1貝氏體轉變的基本特徵333

6.6.2貝氏體的組織形態334

6.6.3貝氏體的力學性能336

第7章晶體缺陷338

7.1點缺陷338

7.1.1空位與間隙原子338

7.1.2點缺陷的平衡濃度339

7.1.3點缺陷的移動341

7.1.4過飽和點缺陷342

7.1.5點缺陷對金屬性能的影響342

7.2位錯的基本知識342

7.2.1位錯概念的產生342

7.2.2位錯類型和柏氏矢量344

7.3位錯的運動349

7.3.1位錯的滑移349

7.3.2刃型位錯的攀移351

7.3.3位錯運動的ξ×v規則352

7.3.4位錯的基本幾何性質小結353

7.4位錯的彈性性質353

7.4.1位錯的應力場353

7.4.2位錯的應變能355

7.4.3位錯運動的動力與阻力357

7.4.4位錯的線張力358

7.4.5位錯間的相互作用359

7.4.6位錯間的塞積361

7.4.7位錯間的交割362

7.4.8位錯與點缺陷的互動作用365

7.5位錯的生成與增殖367

7.5.1位錯密度367

7.5.2位錯的生成367

7.5.3位錯的增殖367

7.6實際晶體中的位錯370

7.6.1實際晶體結構中的單位位錯370

7.6.2堆垛層錯371

7.6.3不全位錯372

7.6.4位錯反應378

7.6.5FCC晶體中位錯反應的一般表示：湯普森四面體380

7.6.6位錯反應舉例382

第8章材料表面與界面386

8.1基礎知識386

8.1.1物質表面387

8.1.2固體的表面自由能和表面張力388

8.1.3純金屬表面張力的估算390

8.1.4固液界面與潤濕391

8.1.5固-固界面與黏附392

8.2晶體中的界面結構393

8.2.1界面類型與結構393

8.2.2界面能量398

8.3晶體中界面的偏聚與遷移399

8.3.1晶界平衡偏析399

8.3.2界面遷移驅動力400

8.3.3影響界面遷移的因素401

8.4界面與組織形貌402

8.4.1單相組織形貌402

8.4.2復相組織形貌404

8.5高聚物的表面張力與界面張力407

8.5.1表面張力與分子間的作用力407

8.5.2高聚物表面張力的影響因素407

8.5.3高聚物界面張力411

8.6複合體系的界面結合特性414

8.6.1複合材料界面的形成過程415

8.6.2樹脂基複合材料的界面結構及界面理論415

8.6.3非樹脂基複合材料的界面結構417

8.6.4複合材料界面破壞418

8.7材料的複合原理420

8.7.1複合材料力學性能的複合規律422

8.7.2複合材料物理性質的複合規律422

第9章金屬材料的變形與再結晶424

9.1金屬的應力-應變曲線424

9.1.1工程應力-應變曲線424

9.1.2真應力-真應變曲線425

9.2金屬的塑性變形428

9.2.1單晶體的塑性變形428

9.2.2多晶體的塑性變形438

9.2.3合金的塑性變形與強化442

9.2.4變形後的組織與性能446

9.3回復與再結晶450

9.3.1冷變形晶體的回覆452

9.3.2冷變形金屬的再結晶454

9.3.3再結晶後的晶粒長大459

9.3.4再結晶織構與退火孿晶461

9.4金屬的熱變形、蠕變與超塑性463

9.4.1晶體的熱變形463

9.4.2蠕變464

9.4.3超塑性467

第10章非金屬材料的應力-應變行為與變形機制473

10.1陶瓷的彈性變形473

10.1.1陶瓷的彈性變形與彈性模量473

10.1.2顯微結構對彈性模量的影響473

10.2陶瓷材料的塑性474

10.2.1單晶陶瓷的塑性475

10.2.2多晶陶瓷的塑性476

10.2.3非晶體陶瓷的變形477

10.3陶瓷材料的強度478

10.3.1陶瓷材料的斷裂與斷裂強度478

10.3.2陶瓷材料的彎曲強度481

10.3.3陶瓷材料的壓縮強度482

10.3.4影響陶瓷材料強度的因素482

10.4高聚物的分子運動與轉變484

10.4.1分子運動的特點與材料的力學狀態484

10.4.2玻璃態與晶態的分子運動487

10.4.3玻璃化轉變及影響因素488

10.4.4高分子流動性質490

10.5高聚物的高彈性491

10.5.1高彈態與分子結構491

10.5.2能彈性與熵彈性492

10.6高聚物的黏彈性493

10.6.1黏彈性現象493

10.6.2黏彈性與力學鬆弛494

10.6.3黏彈性的溫度依賴性-時溫等效原理499

10.7高聚物的應力-應變行為501

10.7.1高聚物的塑性及屈服501

10.7.2聚合物的斷裂與強度504

附錄材料科學基礎專業辭彙509

參考文獻516