第一章 简易材料论 1
1-1 材料 1
1-1.1 定义 1
1-1.2 划分 2
1-1.3 发展材料的途径 3
1-2 材料问题 4
1-2.1 宏观问题 4
1-2.2 微观问题 4
1-3 材料学 11
1-3.1 宏观材料学 12
1-3.2 微观材料学 15
1-3.3 两种材料学之间的区分与联系 15
1-4 材料的能量和稳定性 17
1-4.1 能量 17
1-4.2 稳定性 18
1-4.1 学科 19
参考文献 20
第二章 热力学 21
2-1 温度和压力 21
2-1.1 温度和热平衡 21
2-1.2 压力和气体状态方程 23
2-2 热力学第一定律--能量关系 27
2-2.1 功 30
2-2.2 热 34
2-2.3 内能 38
2-2.4 焓 42
2-2.5 热效应和热化学 44
2-3 热力学第二定律--过程方向 50
2-3.1 过程方向和过程限度 51
2-3.2 熵--热力学定义 54
2-3.3 熵变的计算及熵的特点 60
2-3.4 熵--统计意义 68
2-4 关闭休系的能量和过程 71
2-4.1 自由能和自由焓 71
2-4.2 热力学关系式 75
2-4.3 广义的焓和自由焓 83
2-5 体系的稳定性 88
2-6 化学热力学 92
2-6.1 化学位 93
2-6.2 反应方向和平衡条件 98
2-6.3 反应进度与反应亲合势 103
2-6.4 逸度和活度 105
2-6.5 平衡常数 136
2-6.6 化学稳定性和稳定性图 144
2-7 热力学第三定律--熵值计算 167
2-8 小结 170
参考文献 173
第三章 熵与结构 175
3-1 熵的物理意义 175
3-2 组态熵 177
3-2.1 置换固溶体及空位固溶体 178
3-2.2 间隙固容体--aFe-c系 180
3-2.3 有序固溶体 185
3-3 运动熵 186
3-3.1 麦-玻能量分配律及配分函数 187
3-3.2 固体的振动熵 193
3-3.3 单原子气体的平移运动熵 204
3-3.4 金属中自由电子比热容 215
3-3.5 黑体辐照的能量 223
3-3.6 磁熵 229
3-3.7 顺磁体的电子自旋 231
3-4 小结 234
参考文献 236
4-1 广义的焓 238
第四章 焓与结构 238
4-2 结合能 240
4-2.1 自由原子的电子结构 240
4-2.2 结合健和晶全类型 241
4-2.3 结合力与结合能 256
4-2.4 离子键晶全的内能 259
4-3 材料的能量 266
4-3.1 元素的电负性及准化学处理 266
4-3.2 原子尺寸因素及应变能 290
4-3.3 电子浓度因素及费米能 296
4-4 缺陷晶体的能量 308
4-4.1 原子型晶体缺陷 311
4-4.2 电子型晶体缺陷 315
参考文献 325
第五章 应变能与结构 327
5-1 材料的力学问题 327
5-2 应力 328
5-2.1 应力分量 328
5-2.2 平衡方程 331
5-3 应变 332
5-3.1 应变分量 333
5-3.2 连续条件方程 334
5-4 应力与应变的关系 335
5-4.1 应变能 336
5-4.2 广义胡克定律 338
5-4.3 实际物体的柔性系数和坚韧系数 339
5-5 弹性问题的解 345
5-5.1 位移问题 346
5-5.2 应力函数 350
5-5.3 平面问题的弹性解 354
5-5.4 小结 364
5-6 塑性力学基础 367
5-6.1 屈服判据和强度理论 369
5-6.2 塑性问题的解 373
5-7 应用 383
5-7.1 能量 383
5-7.2 性量 398
5-7.3 结构和过程 399
参考文献 402
第六章 界面能与结构 404
6-1 界面的分类 404
6-2 表面 405
6-2.1 界面热力学 405
6-2.2 结构和能量 417
6-3.1 结构与能量 432
6-3 晶界 432
6-3.2 晶界化学 449
6-4 相界 465
6-4.1 液-固相界面 465
6-4.2 固相之间的界面 474
6-5 其他界面 482
6-5.1 层错及孪晶 482
6-5.2 磁畴壁 485
6-5.3 金属-电解液界面 489
参考文献 493
7-1 相图与热力学函数的关系 496
第七章 相图与热力学函数 496
7-2 单元系 497
7-2.1 相图的分析与合成 497
7-2.2 气-液及气-固平衡 502
7-2.3 液-固及固-固平衡 506
7-3 二元系 508
7-3.1 几何热力学 508
7-3.2 相图的分析 509
7-3.3 相图的合成 533
7-4.1 一般分析 546
7-4 多元系 546
7-4.2 Fe-M-C相图的富铁区 548
7-4.3 溶解度积 552
7-4.4 三元以上的实用相图 555
7-5 亚稳相 557
7-5.1 亚稳相的形成 558
7-5.2 亚稳相的溶解度定律 563
参考文献 569
第八章 非平衡态热力学与耗散结构基础 571
8-1.1 局域平衡假设 572
8-1 非平衡态热力学基础 572
8-1.2 守恒方程 574
8-1.3 熵流和熵产生 577
8-1.4 热力学发展的三个阶段 579
8-2 线性非平衡态热力学 581
8-2.1 热力学第二定律对唯象系数的限制 581
8-2.2 唯象系数的对称性质 583
8-2.3 最小熵产生原理和定态的稳定性 586
8-2.4 扩散 591
8-3 非线性平衡态热力学 594
8-3.1 李雅普诺夫(JIHyHOB)稳定性理论 596
8-3.2 普适发展判据 599
8-3.3 非线性非平衡态的稳定性 605
8-4.4 耗散结构 611
8-4 材料科学中的自组织现象 619
8-4.1 反应-扩散方程 620
8-4.2 驻留滑移带的位错反应-扩散模型 622
8-4.3 受辐照材料中微结构的自组织 627
8-4.4 材料耗散结构的其他实例 633
参考文献 635
第九章 能量分析方法 637
9-1 平衡结构 637
9-2.2 过程失稳 639
9-2 过程问题 639
9-2.1 过程方向 639
9-2.3 过程进度 641
9-2.4 过程速度 643
9-2.5 过程选择 644
9-2.6 过程类型 646
9-3 性能 646
9-4 材料与环境 647
9-5 小结 648
参考文献 649