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第1章 材料的晶体结构 1

1.1 晶体 1

1.1.1 晶体及其性质 1

1.1.2 晶体中的结合键 2

1.1.3 晶体中原子间作用力及结合能 4

1.2 晶体学基础 5

1.2.1 空间点阵和晶胞 5

1.2.2 原子（阵点）坐标、晶面指数和晶向指数 8

1.3 常见的晶体结构 13

1.3.1 金属晶体结构 13

1.3.2 离子晶体结构 20

1.3.3 共价晶体结构 22

1.4 相结构 23

1.4.1 固溶体 24

1.4.2 中间相 27

第2章 晶体缺陷 33

2.1 点缺陷 33

2.1.1 点缺陷的种类及形成 33

2.1.2 点缺陷的平衡浓度 35

2.1.3 点缺陷的迁移 36

2.2 位错 37

2.2.1 位错的基本类型和特征 37

2.2.2 柏氏矢量 40

2.2.3 位错的运动 43

2.2.4 运动位错的交割 45

2.2.5 位错的形成和增殖 49

2.2.6 实际晶体结构中的位错 51

2.2.7 位错的弹性性质 59

2.2.8 位错与点缺陷的交互作用 71

2.3 表面及界面 74

2.3.1 表面 74

2.3.2 晶界和亚晶界 75

2.3.3 相界 80

第3章 固体中的扩散 82

3.1 扩散第一定律和第二定律 82

3.1.1 扩散第一定律 82

3.1.2 扩散第二定律 82

3.1.3 扩散第二定律的解及其应用 83

3.2 扩散热力学 85

3.3 扩散机制和扩散激活能 87

3.3.1 扩散机制 87

3.3.2 原子跳跃和扩散系数 88

3.3.3 扩散激活能 89

3.3.4 柯肯达尔效应 91

3.4 影响扩散的因素 92

3.5 反应扩散 95

第4章 材料的凝固 97

4.1 液态结构 97

4.2 材料凝固的热力学条件和过程 98

4.2.1 凝固的热力学条件 98

4.2.2 过冷现象 99

4.2.3 晶体材料凝固的一般过程 99

4.3 晶核的形成 100

4.3.1 均匀形核 100

4.3.2 非均匀形核 102

4.4 晶核的生长 104

4.4.1 液-固界面的微观结构 104

4.4.2 晶体的生长方式 104

4.4.3 晶体的生长形态 105

4.5 凝固动力学和晶粒尺寸 107

4.5.1 凝固动力学 107

4.5.2 凝固后的晶粒尺寸及其控制 109

第5章 相图 111

5.1 相图的基本知识 111

5.1.1 相平衡条件和相律 111

5.1.2 相图的表示方法 112

5.1.3 二元相图的建立 113

5.2 二元匀晶相图 114

5.2.1 匀晶相图 114

5.2.2 固溶体的平衡凝固 115

5.2.3 固溶体的非平衡凝固 119

5.3 二元共晶相图 120

5.3.1 共晶相图 120

5.3.2 共晶系的平衡凝固及平衡组织 121

5.3.3 共晶系的非平衡凝固 124

5.4 二元包晶相图 126

5.4.1 包晶相图 126

5.4.2 包晶系的平衡凝固及平衡组织 127

5.4.3 包晶系的非平衡凝固 129

5.5 其他类型的二元相图 130

5.5.1 形成化合物的二元相图 130

5.5.2 具有偏晶、熔晶、合晶转变的二元相图 131

5.5.3 具有固态转变的二元相图 132

5.5.4 复杂二元相图的分析方法 133

5.6 铁碳相图及铁碳合金 134

5.6.1 Fe-Fe3C相图分析 135

5.6.2 铁碳合金的平衡结晶过程及平衡组织 136

5.6.3 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 143

5.7 三元相图 144

5.7.1 三元相图的成分表示方法 144

5.7.2 三元匀晶相图 146

5.7.3 固态互不溶解的三元共晶相图 150

5.7.4 固态有限互溶的三元共晶相图 154

5.7.5 两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的二元相图 159

5.7.6 包共晶型三元系相图 161

5.7.7 具有四相平衡包晶转变的三元系相图 162

5.7.8 形成稳定化合物的三元系相图 164

5.7.9 三元相图举例 165

第6章 材料的塑性变形与再结晶 169

6.1 材料的塑性变形 169

6.1.1 单晶体的塑性变形 169

6.1.2 多晶体的塑性变形 175

6.1.3 单相与多相材料的塑性变形 177

6.1.4 塑性变形后材料的组织与性能 181

6.2 回复与再结晶 185

6.2.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化 185

6.2.2 回复 187

6.2.3 再结晶 189

6.2.4 晶粒长大 192

6.2.5 再结晶织构与退火孪晶 193

参考文献 196