材料科學基礎教程

1 晶體結構
1.1 晶體幾何基礎
1.1.1 晶體內部結構和空間點陣
1.1.2 晶體的宏觀對稱性
1.1.3 晶體的32種點群及分類
1.1.4 微觀對稱和空間群
1.1.5 晶體的空間點陣結構
1.1.6 點陣幾何元素表示法
1.2 理想晶體結構
1.2.1 決定離子晶體結構的基本因素
1.2.2 典型的金屬晶體結構
1.2.3 合金相結構
1.2.4 離子晶體結構
習題
2 晶體結構缺陷
2.1 點缺陷
2.1.1 點缺陷符號及缺陷反應方程式
2.1.2 熱缺陷(晶格位置缺陷)
2.1.3 組成缺陷
2.1.4 電荷缺陷
2.1.5 點缺陷平衡濃度計算
2.2 線缺陷
2.2.1 位錯的基本類型及特征
2.2.2 柏氏矢量
2.2.3 位錯的運動
2.3 面缺陷
2.3.1 表面
2.3.2 晶界
2.3.3 相界
習題
3 固體中的擴散
3.1 擴散定律及其應用
3.1.1 菲克第一定律
3.1.2 菲克第二定律
3.1.3 菲克第二定律的解及其應用
3.2 擴散微觀理論與機制
3.2.1 原子跳動和擴散系數
3.2.2 擴散激活能
3.2.3 擴散機制
3.3 擴散的熱力學分析
3.4 影響擴散的因素
3.5 反應擴散
習題
4 純金屬的凝固
4.1 結晶的過冷現象
4.2 結晶的熱力學條件
4.3 液態金屬的結構
4.4 純金屬的結晶過程
4.5 形核規律
4.5.1 均勻形核
4.5.2 非均勻形核
4.6 長大規律
4.6.1 固-液界面的微觀結構
4.6.2 晶體長大機制
4.6.3 純金屬生長形態
4.7 凝固理論的應用
4.7.1 晶粒大小的控制
4.7.2 單晶體的制備
4.7.3 急冷凝固技術
習題
5 二元合金相圖
5.1 相圖的基礎知識
5.1.1 相圖的表示方法
5.1.2 相圖的測定方法
5.1.3 相圖的熱力學基礎
5.2 二元相圖的基本類型
5.2.1 二元勻晶相圖
5.2.2 二元共晶相圖
5.2.3 二元包晶相圖
5.2.4 其他類型的二元相圖
5.2.5 復雜二元相圖的分析方法
5.2.6 根據相圖判斷合金的性能
5.3 二元相圖實例分析
5.3.1 SiO2-Al2O3系相圖
5.3.2 鐵碳合金相圖
5.4 二元合金的凝固理論
5.4.1 固溶體合金的凝固理論
5.4.2 共晶合金的凝固理論
5.4.3 合金鑄錠的組織與缺陷
習題
6 三元合金相圖
6.1 三元相圖的成分表示法
6.1.1 等邊成分三角形
6.1.2 等腰成分三角形
6.1.3 直角成分三角形
6.2 三元系平衡相的定量法則
6.2.1 直線法則和杠桿定律
6.2.2 重心法則
6.3 三元勻晶相圖
6.3.1 相圖分析
6.3.2 結晶過程分析
6.3.3 水平截面圖(等溫截面圖)
6.3.4 垂直截面圖(變溫截面圖)
6.3.5 投影圖
6.4 固態互不溶解的三元共晶相圖
6.4.1 相圖分析
6.4.2 投影圖
6.4.3 等溫截面圖
6.4.4 變溫截面圖
6.5 兩個共晶型和一個勻晶型二元系構成的三元相圖
6.5.1 相圖分析
6.5.2 投影圖
6.5.3 變溫截面圖
6.5.4 等溫截面圖
6.6 兩個包晶型和一個勻晶型二元系構成的三元相圖
6.7 固態有限互溶的三元共晶相圖
6.7.1 相圖分析
6.7.2 投影圖
6.7.3 變溫截面圖
6.7.4 等溫截面圖
6.8 三元相圖應用舉例
6.9 三元相圖小結
習題
7 材料的變形與再結晶
7.1 彈性變形
7.1.1 彈性變形特征_
7.1.2 彈性的不完整性
7.2 晶體的塑性變形
7.2.1 單晶體的塑性變形
7.2.2 多晶體的塑性變形
7.2.3 合金的塑性變形
7.2.4 塑性變形對材料組織與性能的影響
7.3 回復和再結晶
7.3.1 冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化
7.3.2 回復
7.3.3 再結晶
7.3.4 晶粒長大
7.4 金屬的熱加工
7.4.1 冷熱加工的划分
7.4.2 動態回復與動態再結晶
7.4.3 熱加工對組織及性能的影響
7.4.4 蠕變
7.4.5 超塑性
習題
8 亞穩態材料
8.1 納米晶材料
8.1.1 納米材料的結構
8.1.2 納米晶體材料的性能
8.1.3 納米晶材料的形成
8.2 准晶
8.2.1 准晶的結構
8.2.2 准晶的形成
8.2.3 准晶的性能
8.3 非晶態材料
8.3.1 非晶態的形成
8.3.2 非晶態的結構
8.3.3 非晶合金的性能
參考文獻