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第1章 原子结构与键合 1

1.1 原子结构 1

1.1.1 物质的组成 1

1.1.2 原子的结构 1

1.1.3 原子的电子结构 2

1.1.4 元素周期表 3

1.2 原子间的键合 4

1.2.1 金属键 4

1.2.2 离子键 5

1.2.3 共价键 5

1.2.4 范德华力 6

1.2.5 氢键 7

1.3 高分子链 8

1.3.1 高分子链的近程结构 8

1.3.2 高分子链的远程结构 14

中英文主题词对照 19

主要参考书目 20

第2章 固体结构 21

2.1 晶体学基础 21

2.1.1 空间点阵和晶胞 21

2.1.2 晶向指数和晶面指数 25

2.1.3 晶体的对称性 29

2.1.4 极射投影 33

2.1.5 倒易点阵 36

2.2 金属的晶体结构 37

2.2.1 三种典型的金属晶体结构 37

2.2.2 晶体的原子堆垛方式和间隙 41

2.2.3 多晶型性 43

2.3 合金相结构 43

2.3.1 固溶体 44

2.3.2 中间相 49

2.4 离子晶体结构 58

2.4.1 离子晶体的结构规则 59

2.4.2 典型的离子晶体结构 61

2.4.3 硅酸盐的晶体结构 66

2.5 共价晶体结构 70

2.6 聚合物的晶态结构 72

2.6.1 聚合物的晶体形态 72

2.6.2 聚合物晶态结构的模型 74

2.6.3 聚合物晶体的晶胞结构 75

2.7 准晶态结构 78

2.7.1 一维准晶 80

2.7.2 二维准晶 80

2.7.3 二十面体准晶 81

2.8 液晶态结构 81

2.8.1 近晶型结构 82

2.8.2 向列型结构 82

2.8.3 胆甾型结构 82

2.8.4 柱状型结构 83

2.9 非晶态结构 83

中英文主题词对照 87

主要参考书目 88

第3章 晶体缺陷 90

3.1 点缺陷 90

3.1.1 点缺陷的形成 90

3.1.2 点缺陷的平衡浓度 92

3.1.3 点缺陷的运动 93

3.2 位错 94

3.2.1 位错的基本类型和特征 94

3.2.2 伯氏矢量 97

3.2.3 位错的运动 101

3.2.4 位错的弹性性质 106

3.2.5 位错的生成和增殖 114

3.2.6 实际晶体结构中的位错 116

3.3 表面及界面 128

3.3.1 外表面 128

3.3.2 晶界和亚晶界 129

3.3.3 孪晶界 135

3.3.4 相界 135

中英文主题词对照 138

主要参考书目 139

第4章 固态扩散 140

4.1 扩散的基本定律 140

4.1.1 菲克第一定律 140

4.1.2 菲克第二定律 141

4.1.3 扩散方程的解 142

4.2 扩散的微观理论 150

4.2.1 随机行走与扩散 150

4.2.2 原子的跳跃和扩散系数 151

4.3 扩散机制 154

4.3.1 交换机制 154

4.3.2 间隙机制 155

4.3.3 空位机制与柯肯达尔效应 155

4.3.4 晶界扩散及表面扩散 157

4.3.5 位错扩散 157

4.4 扩散的驱动力与上坡扩散 158

4.5 反应扩散 160

4.6 影响扩散的因素 161

4.6.1 温度 161

4.6.2 压力 161

4.6.3 化学成分 162

4.6.4 材料的结构 163

4.6.5 晶体的缺陷 164

4.6.6 应力的作用 164

4.7 离子晶体中的扩散 165

4.8 高分子材料中的扩散 167

中英文主题词对照 170

主要参考书目 171

第5章 相图 172

5.1 相图的热力学基础 172

5.1.1 吉布斯自由能与成分的关系 172

5.1.2 相平衡的公切线法则 174

5.1.3 相图的几何热力学作图法 175

5.2 相图的基本知识 177

5.2.1 相图的建立 177

5.2.2 相律 178

5.2.3 杠杆定律 179

5.2.4 相图的类型和结构 179

5.3 单元相图 180

5.4 二元相图 183

5.4.1 二元匀晶相图 183

5.4.2 二元共晶相图 187

5.4.3 二元包晶相图 192

5.4.4 复杂二元相图的分析方法 194

5.4.5 Fe-C相图分析 196

5.4.6 SiO2-Al2O3相图分析 203

5.5 三元相图 206

5.5.1 三元相图的基础 206

5.5.2 固态有限互溶的三元共晶相图 212

5.5.3 包共晶型三元系相图 216

5.5.4 具有四相平衡包晶转变的三元系相图 218

5.5.5 三元相图实例 220

5.5.6 三元相图小结 225

5.6 相图计算 230

中英文主题词对照 232

主要参考书目 233

第6章 材料的制取 235

6.1 凝固 235

6.1.1 凝固的热力学条件 235

6.1.2 形核 236

6.1.3 晶体长大 242

6.1.4 结晶动力学及生长形态 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 铸锭宏观组织与缺陷 257

6.2 烧结 261

6.2.1 烧结驱动力 262

6.2.2 烧结时的物质传递 263

6.2.3 烧结技术 265

6.2.4 影响烧结的因素 268

6.3 高分子材料的合成 270

6.3.1 聚合反应的类别 270

6.3.2 聚合反应的基本原理与特征 272

6.3.3 聚合方法 276

6.4 气相沉积 281

6.4.1 平衡蒸气压 282

6.4.2 蒸发粒子（分子、原子）的平均自由程与碰撞几率 284

6.4.3 气体放电和低温等离子体 285

6.4.4 表面扩散 294

6.4.5 薄膜形核与生长 297

中英文主题词对照 301

主要参考书目 302

第7章 固态相变 304

7.1 固态相变的特点 304

7.2 固态相变的分类 305

7.3 固态相变热力学 308

7.3.1 相变的驱动力 308

7.3.2 新相的形核 309

7.3.3 新相的长大 312

7.4 固态相变动力学 314

7.4.1 固态相变动力学方程和曲线 314

7.4.2 钢加热时奥氏体形成动力学 316

7.4.3 过冷奥氏体等温转变动力学 319

7.4.4 过冷奥氏体连续冷却转变动力学 322

7.5 扩散型相变 324

7.5.1 脱溶分解 324

7.5.2 调幅分解 330

7.5.3 共析转变 331

7.6 马氏体转变 333

7.6.1 马氏体的组织、结构和性能 334

7.6.2 马氏体的转变特点 338

7.6.3 马氏体的回火转变 344

7.7 贝氏体转变 351

7.7.1 贝氏体的组织形态和性能 351

7.7.2 贝氏体转变的特点 353

中英文主题词对照 358

主要参考书目 359

第8章 材料加工成形的传热过程 361

8.1 液态成形的传热 361

8.1.1 液态成形的传热特点 361

8.1.2 液态成形的热效率 362

8.1.3 液态成形的温度场 363

8.2 塑性成形的传热 365

8.2.1 塑性成形的传热特点 365

8.2.2 塑性成形加热过程的热效率 368

8.2.3 塑性成形的温度场 369

8.3 焊接过程的传热 370

8.3.1 焊接过程的传热特点 370

8.3.2 焊接加热过程的热效率 371

8.3.3 焊接过程的温度场 372

8.3.4 焊接的热循环 380

8.4 热加工的化学冶金现象 385

8.4.1 焊接过程中的化学冶金特点 385

8.4.2 焊接化学冶金反应区 386

8.4.3 气体与液态金属的反应 388

8.4.4 熔渣与液态金属的反应 392

中英文主题词对照 396

主要参考书目 397

第9章 材料加工成形的流动现象与力学基础 398

9.1 熔融液体的流动性 398

9.1.1 熔融液体的水力学特性 398

9.1.2 熔融液体的流动性 399

9.2 熔融液体的充型能力 404

9.2.1 熔融液体充型能力的计算 404

9.2.2 影响充型能力的因素 405

9.3 材料的流变行为 406

9.3.1 材料流变的有关概念和模型 406

9.3.2 材料流变的本构方程 408

9.3.3 材料的流变性能 410

9.3.4 材料的半固态加工 412

9.4 材料加工变形的力学基础 414

9.4.1 应力状态分析 414

9.4.2 应变状态分析 421

9.4.3 屈服准则 426

9.4.4 塑性变形时应力-应变关系（本构方程） 429

中英文主题词对照 433

主要参考书目 433

第10章 材料的变形机理和回复、再结晶 435

10.1 弹性和黏弹性 435

10.1.1 弹性变形的本质 435

10.1.2 弹性变形的特征和弹性模量 436

10.1.3 弹性的不完整性 438

10.1.4 黏弹性 439

10.2 晶体的塑性变形 440

10.2.1 单晶体的塑性变形 440

10.2.2 多晶体的塑性变形 451

10.2.3 合金的塑性变形 453

10.2.4 塑性变形对材料组织与性能的影响 459

10.3 回复和再结晶 464

10.3.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化 464

10.3.2 回复 466

10.3.3 再结晶 468

10.3.4 晶粒长大 475

10.3.5 再结晶退火后的组织 478

10.4 热变形与动态回复、再结晶 481

10.4.1 动态回复与动态再结晶 482

10.4.2 热加工对组织性能的影响 484

10.4.3 蠕变 485

10.4.4 超塑性 487

10.5 陶瓷材料的变形特点 489

10.6 高聚物的变形特点 491

中英文主题词对照 494

主要参考书目 495