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第1章 金属的晶体结构1

1.1原子间的键合2

1.1.1离子键2

1.1.2共价键3

1.1.3金属键3

1.1.4范德瓦尔斯键4

1.1.5氢键4

1.2晶体学基础5

1.2.1空间点阵5

1.2.2晶向指数和晶面指数9

1.2.3晶体的对称性13

1.2.4极射投影16

1.3纯金属的晶体结构19

1.3.1三种典型的金属晶体结构19

1.3.2金属的多晶型性25

1.4合金相结构25

1.4.1固溶体25

1.4.2中间相32

习题36

第2章 晶体缺陷38

2.1引言39

2.2点缺陷39

2.2.1点缺陷的形成39

2.2.2非化学计量结构缺陷40

2.2.3点缺陷的平衡浓度41

2.2.4点缺陷的运动43

2.3位错43

2.3.1位错的基本类型和特征44

2.3.2柏氏回路及柏氏矢量46

2.3.3作用在位错上的力和位错的运动50

2.3.4位错的应力场及位错与晶体缺陷间的交互作用53

2.3.5位错的分解与合成61

2.4材料中的面缺陷64

2.4.1固体表面65

2.4.2固体界面68

习题75

第3章 材料的形变78

3.1引言79

3.2金属材料的形变79

3.2.1金属形变基础79

3.2.2金属的弹性形变81

3.2.3滑移系统82

3.2.4单晶体的塑性形变85

3.2.5多晶体的塑性形变88

3.2.6塑性形变对金属材料组织与性能的影响91

习题94

第4章 二元合金相图及其分类96

4.1相图的基本知识97

4.1.1相平衡和相律97

4.1.2二元相图的测定方法98

4.1.3杠杆定律99

4.2匀晶相图及固溶体凝固100

4.2.1匀晶相图分析100

4.2.2匀晶转变过程101

4.2.3不平衡结晶过程101

4.3共晶相图及其结晶过程102

4.3.1共晶相图102

4.3.2共晶系典型合金的平衡结晶过程及其组织103

4.3.3共晶系典型合金的非平衡结晶及其组织107

4.4包晶相图及其合金凝固109

4.4.1包晶相图109

4.4.2包晶合金的平衡结晶过程及其组织110

4.4.3包晶合金的不平衡结晶过程111

4.5其他类型的二元合金相图112

4.6二元相图的分析和使用116

4.6.1二元合金相图分析方法116

4.6.2根据相图推测合金的性能118

4.7铁碳相图119

4.7.1铁碳相图的组元与基本相119

4.7.2 Fe-Fe3C相图分析121

4.7.3铁碳合金的平衡结晶过程及组织123

4.7.4含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响129

习题131

第5章 三元合金相图132

5.1 三元合金相图的表示方法133

5.2 元系平衡相的定量法则135

5.2.1直线法则和杠杆定律135

5.2.2重心定律136

5.3三元匀晶相图137

5.3.1相图的空间模型137

5.3.2固溶体合金的结晶过程137

5.3.3三元相图的截面图及投影图138

5.4三元共晶相图141

5.4.1组元在固态下完全不溶的共晶相图141

5.4.2组元在固态有限溶解，具有共晶转变的相图148

5.5三元合金相图实例分析154

5.5.1 Fe-C-Si三元系的变温截面154

5.5.2 Fe-C-Cr三元系的等温截面155

5.6三元相图小结157

习题160

第6章 固体金属中的扩散162

6.1表象理论163

6.1.1菲克第一定律163

6.1.2菲克第二定律163

6.1.3菲克第二定律的应用164

6.1.4互扩散169

6.1.5反应扩散171

6.2扩散的热力学分析172

6.2.1扩散驱动力172

6.2.2扩散原子迁移率172

6.3扩散的微观机理173

6.3.1扩散机制173

6.3.2晶体中原子的跳动与扩散系数175

6.3.3扩散激活能177

6.4影响扩散的因素178

6.4.1温度178

6.4.2晶体结构179

6.4.3成分179

6.4.4应力181

习题181

第7章 金属和合金的凝固183

7.1纯晶体的凝固184

7.1.1液态金属的结构184

7.1.2纯金属的凝固过程184

7.1.3凝固的热力学条件185

7.1.4晶核的形成186

7.1.5晶核的长大191

7.2合金的凝固195

7.2.1平衡分配系数195

7.2.2平衡凝固195

7.2.3非平衡凝固196

7.2.4固溶体合金凝固时溶质的再分配198

7.2.5合金凝固中的成分过冷202

7.3铸锭的组织与缺陷205

7.3.1铸锭三晶区205

7.3.2铸锭的缺陷207

习题209

第8章 回复与再结晶210

8.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化211

8.1.1显微组织的变化211

8.1.2冷变形金属中的储存能的变化211

8.1.3性能的变化规律212

8.2回复213

8.2.1回复过程中微观结构的变化213

8.2.2回复动力学214

8.3再结晶215

8.3.1形核与长大216

8.3.2再结晶动力学曲线217

8.3.3再结晶温度及其影响因素219

8.3.4再结晶晶粒大小的控制220

8.3.5再结晶后的晶粒长大221

8.4金属的热加工222

8.4.1动态回复和动态再结晶223

8.4.2热加工后金属的组织与性能224

习题224

第9章 陶瓷材料226

9.1陶瓷材料概论227

9.2陶瓷的晶体结构228

9.2.1离子晶体的结构规则228

9.2.2陶瓷的晶体结构230

9.3陶瓷的晶体缺陷239

9.3.1点缺陷239

9.3.2位错241

9.4陶瓷材料的相图242

9.4.1 SiO2-Al2 O3相图242

9.4.2 CaO-SiO2-A12 O3三元相图243

9.5陶瓷材料的变形244

9.5.1陶瓷晶体的塑性变形244

9.5.2非晶体陶瓷的变形246

9.5.3陶瓷增韧248

习题249

第10章 高分子材料251

10.1高分子材料概述252

10.1.1高分子材料的基本概念252

10.1.2高分子材料的分类253

10.2高分子材料的制备255

10.2.1连锁聚合255

10.2.2逐步聚合反应259

10.2.3高分子共混物的制备260

10.3高分子材料的结构264

10.3.1分子的链结构264

10.3.2高分子材料的聚集态结构266

10.3.3高分子材料共混物的形态结构273

10.4高分子材料的性能和断裂275

10.4.1高分子材料的力学性能275

10.4.2高分子材料的断裂279

10.4.3高分子材料的耐热性能283

习题284

第11章 复合材料286

11.1复合材料概论287

11.1.1复合材料的发展概况287

11.1.2复合材料的命名和分类287

11.2复合材料的增强体288

11.2.1增强体的概念288

11.2.2增强体的分类及原理289

11.3金属基复合材料295

11.3.1金属基复合材料的种类和性能296

11.3.2金属基复合材料的制造工艺299

11.4陶瓷基复合材料300

11.4.1陶瓷基复合材料的种类300

11.4.2陶瓷基复合材料的性能特征303

11.5聚合物基复合材料305

11.5.1聚合物基复合材料的种类和性能特点305

11.5.2几种常用的纤维增强体306

11.5.3热固性和热塑性聚合物基复合材料311

习题313

参考文献315