材料熱力學與動力學

第1章 自由能與熱力學平衡
1.1 熱力學基礎
1.1.1 熱力學函數(shù)
1.1.2 熱力學定律
1.1.3 吉布斯自由能
1.2 平衡的概念
1.2.1 晶體中的平衡空位濃度
1.2.2 相界面處的平衡成分
1.2.3 相變過程的平衡
1.3 二元體系概述
1.3.1 溶液模型
1.3.2 活度與化學位
1.4 自由能與成分關系曲線(G圖)
1.5 思考題
第2章 相圖熱力學
2.1 相圖與自由能曲線圖
2.1.1 完全互溶體系
2.1.2 固態(tài)下存在互溶間隙的二元體系
2.1.3 共晶與包晶體系
2.1.4 包含中間相的二元體系
2.1.5 相圖的閱讀與理解
2.2 相圖與熱力學參數(shù)
2.2.1 固溶度線(solvus)
2.2.2 固相線(solidus)與液相線(liquidus)
2.3 思考題
第3章 晶體的界面
3.1 表面及其熱力學特性
3.1.1 表面自由能與表面張力
3.1.2 拉普拉斯方程
3.2 晶界類型與晶界模型
3.2.1 晶界的基本特征
3.2.2 晶界類型及其自由能
3.2.3 多晶體材料中的晶界局部平衡
3.2.4 多相固體中的相界面
3.3第二相顆粒的納米尺寸效應
3。4界面自由能取向關系圖
3.5 思考題
第4章 固體中的擴散
4.1 擴散現(xiàn)象與擴散機制
4.1.1 擴散與自由能
4.1.2 原子隨機跳躍與菲克第一定律
4.1.3 擴散激活能
4.1.4 菲克第一定律在穩(wěn)態(tài)擴散過程中的應用
4.2 擴散問題中的量綱與相似分析
4.3 菲克第二定律
4.3.1 菲克第二定律的數(shù)學特征分析
4.3.2 高斯解
4.3.3 誤差函數(shù)解
4.3.4 正弦函數(shù)解
4.3.5 指數(shù)函數(shù)解
4.4 多相系統(tǒng)中的擴散
4.5 思考題
第5章 凝固
5.1 形核過程
5.1.1 形核功與形核半徑
5.1.2 二元合金中的形核驅動力
5.1.3 非均勻形核
5.1.4 形核速率
5.2 凝固時的固相生長
5.2.1 金屬的連續(xù)生長
5.2.2 化合物的側向生長
5.2.3 凝固過程中界面處的熱傳輸
5.3 合金的凝固過程
5.3.1 凝固過程與相圖
5.3.2 合金凝固時的成分過冷
5.4 思考題
第6章 擴散控制固態(tài)相變
6.1 固相中的形核
6.1.1 固相形核過程中的自由能變化
6.1.2 臨界晶核半徑與形核勢壘
6.1.3 形核速率
6.2 界面平衡成分與新相長大動力學
6.2.1 平面增厚型長大
6.2.2 具有彎曲側面或端部的析出顆粒的長大
6.3 界面能驅動的動力學過程
6.3.1 顆粒粗化
6.3.2 晶粒長大
6.4 固態(tài)相變實例討論
6.4.1 時效硬化
6.4.2 調幅分解
6.5 三元系中的擴散與固態(tài)相變
6.5.1 三元系的自由能和相圖特征
6.5.2 三元固溶體的活度與均勻化過程
6.5.3 三元系中的擴散控制沉淀析出過程
6.6 思考題
參考文獻