材料形態(tài)學是材料科學研究的核心內容之一。本書共8章：第1章介紹材料形態(tài)學的含義及其與性能的關系；第2～5章分別從熱力學、晶體學、動力學、力學角度闡述材料形態(tài)學的基本原理；因為材料形態(tài)是通過表面或界面直接體現(xiàn)出來的，所以第6～8章分別分析非磁性表面形態(tài)學、非磁性界面形態(tài)學和磁性疇界的形態(tài)學。希望本書能對材料形態(tài)學有一個較為系統(tǒng)的論述。
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目錄
《博士后文庫》序言
序
前言
第1章 材料形態(tài)與性能的關系 1
1.1 引言 1
1.2 材料形態(tài)學基本原理 1
1.2.1 熱力學原理 2
1.2.2 動力學原理 2
1.2.3 晶體學原理 3
1.3 材料形態(tài)與性能的關系 4
1.3.1 形狀記憶效應 4
1.3.2 光學特性 9
1.3.3 力學特性 11
1.3.4 阻尼特性 14
參考文獻 15
第2章 基于熱力學的材料形態(tài)學 16
2.1 基于熱力學的多步結構相變 16
2.1.1 多步結構相變 16
2.1.2 模型和計算參數(shù) 17
2.1.3 fcc-fco相變熱力學 23
2.1.4 fcc-fct-fco相變熱力學 25
2.1.5 多步相變熵、相變焓和相變比熱 28
2.1.6 相變臨界驅動力 30
2.1.7 合金成分對相變熱力學函數(shù)的影響 32
2.1.8 多步相變的級別 35
2.2 基于熱力學的納米材料結構轉化 36
2.2.1 碳納米管 36
2.2.2 單壁碳納米管的熱力學 37
2.2.3 多壁碳納米管的熱力學 41
2.2.4 單壁碳納米管束向多壁碳納米管轉化的熱力學 45
2.3 層錯缺陷熱力學 50
2.3.1 層錯能 50
2.3.2 熱力學計算模型 51
2.3.3 結果與討論 51
參考文獻 53
第3章 基于晶體學的材料形態(tài)學 55
3.1 缺陷晶體學 55
3.1.1 層錯及層群 55
3.1.2 平面層錯的對稱性 56
3.1.3 層錯四面體的對稱性 57
3.1.4 長周期結構預測 57
3.1.5 過渡相的結構穩(wěn)定性 58
3.2 結構相變晶體學 59
3.2.1 模型和計算方法 60
3.2.2 切變角的計算結果 62
3.2.3 表面浮凸角的計算結果 63
3.3 多步相變晶體學 64
3.3.1 晶體學方法 65
3.3.2 fcc-fct相變晶體學 67
3.3.3 fct-fco相變晶體學 69
3.3.4 fcc-fco相變晶體學 70
3.3.5 合金成分對相變晶體學的影響 71
3.4 透鏡狀馬氏體的發(fā)展長大模式 74
3.4.1 透鏡狀馬氏體相變晶體學 74
3.4.2 透鏡狀馬氏體的長大過程 74
3.4.3 透鏡狀馬氏體的中脊 75
3.4.4 透鏡狀馬氏體的發(fā)展長大模式 75
參考文獻 76
第4章 基于動力學的材料形態(tài)學 78
4.1 單晶中的微觀組織演化 78
4.1.1 熱誘發(fā)結構相變 79
4.1.2 應力誘發(fā)結構相變 81
4.1.3 單晶力學行為 84
4.2 多晶中的微觀組織演化 91
4.2.1 多晶模型 91
4.2.2 熱誘發(fā)結構相變 92
4.2.3 應力誘發(fā)結構相變 93
4.2.4 多晶力學行為 94
4.3 溫度場及應力場下的微觀組織演化 96
4.3.1 模型方法 96
4.3.2 相變潛熱效應 98
4.3.3 相變彈熱效應 103
4.4 晶格動力學 107
參考文獻 108
第5章 基于力學的材料形態(tài)學 111
5.1 結構相變的細觀力學 111
5.1.1 Eshelby的彈性理論 111
5.1.2 平行馬氏體片間的彈性相互作用 112
5.1.3 非平行馬氏體片間的彈性相互作用 113
5.1.4 相變應變 115
5.1.5 熱誘發(fā)馬氏體的彈性應變能 117
5.1.6 應力誘發(fā)馬氏體的彈性應變能 118
5.2 缺陷的細觀力學 121
5.2.1 單一層錯的應變能 121
5.2.2 平行層錯的交互作用能 123
5.2.3 層錯四面體的應變能 124
5.2.4 不全位錯與原子的交互作用能 125
參考文獻 127
第6章 材料表面形態(tài)學 129
6.1 平直表面形態(tài)學 129
6.1.1 表面電子結構 129
6.1.2 表面電子密度 130
6.1.3 表面結合強度 131
6.2 顆粒表面形態(tài)學 133
6.2.1 顆粒表面結構和形貌 133
6.2.2 顆粒表面濃度梯度 135
6.2.3 顆粒表面力學行為 138
6.3 臺階表面形態(tài)學 141
6.3.1 單鏈與臺階表面的相互作用 141
6.3.2 雙鏈與臺階表面的相互作用 146
6.3.3 納米團簇陣列與臺階表面的相互作用 151
6.3.4 雙層石墨烯與臺階表面的相互作用 156
6.4 表面浮凸 160
6.4.1 表面浮凸形貌 161
6.4.2 表面浮凸特征 163
6.4.3 表面浮凸角 165
6.5 外場對表面納米顆粒吸附的影響 166
參考文獻 172
第7章 材料界面形態(tài)學 174
7.1 共格界面熱力學及界面形態(tài) 174
7.1.1 界面化學{結構模型 175
7.1.2 單步相變中的共格界面熱力學 178
7.1.3 多步相變中的共格界面熱力學及界面形態(tài) 190
7.2 基于單步相變的界面應力及界面形態(tài) 204
7.2.1 單變體馬氏體形態(tài)及其界面應力 205
7.2.2 孿晶馬氏體形態(tài)及其界面應力 207
7.2.3 三變體馬氏體形態(tài)及其界面應力 210
7.2.4 界面應力對慣習面的影響 211
7.2.5 相變過程中體系能量的變化 213
7.3 基于多步相變的微觀組織演化及界面形態(tài) 214
7.3.1 模擬方法 215
7.3.2 微觀組織演化及界面形態(tài) 216
7.3.3 內應力場和能量變化 219
參考文獻 221
第8章 反鐵磁結構相變的形態(tài)學 224
8.1 Mn基反鐵磁合金 224
8.2 模型及方法 225
8.3 單晶體系中反鐵磁結構相變的形態(tài)學 228
8.3.1 無外場下單晶的微觀組織形態(tài) 228
8.3.2 磁場下單晶微觀組織的演化 230
8.3.3 磁場和應力場下單晶微觀組織的演化 233
8.3.4 強磁場下單晶疇界的遷移 238
8.4 多晶體系中反鐵磁結構相變的形態(tài)學 240
8.4.1 無外場下多晶的微觀組織形態(tài) 240
8.4.2 磁場下多晶微觀組織的演化 241
8.4.3 磁場和應力場下多晶微觀組織的演化 243
8.4.4 大應力場下多晶疇界的遷移 248
參考文獻 249
編后記 252
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