全書從晶體結構、顯微結構與相平衡三方面著重介紹了無機材料(金屬和無機非金屬材料)結構方面的基礎理論。全書共10章,包括幾何晶體學,理想的晶體結構,有缺陷的晶體結構,非晶體結構,擴散,相平衡和相變,燒結、再結晶與晶粒生長。本書可作為高等院校材料類本科專業(yè)的教材、或作報考材料類研究生的參考資料,也可供材料工作者參考。
材料科學基礎是材料學科的一門重要專業(yè)基礎課。本書在編寫過程中,將材料的共性抽取了出來,并將這些共性按照一定的邏輯順序和相關性串聯(lián)起來,使讀者更容易明白其內容的關聯(lián)性。另外,在每章的最后,作者還給出了推薦讀物,方便感興趣的讀者查找閱讀。
“材料科學基礎”是材料類本科生的一門重要專業(yè)基礎課,其基本原理基于凝聚態(tài)物理學、物理化學等基礎學科。這門課是連接物理、化學、物理化學和數(shù)學等基礎學科與材料學科的一座橋梁。因此,在學習本課程前,讀者應先學完高等數(shù)學、普通物理、物理化學及材料力學等課程! 〔牧峡茖W基礎的主要任務是將基礎學科的理論用于闡述材料結構、性能及兩者之間的關系。尤其是材料結構方面的基礎理論是這門課要重點闡述的內容。盡管如今各種材料得到了突飛猛進的發(fā)展,但這些基礎理論在材料領域的新成果和新進展中都或多或少地有所反映。這主要是因基礎理論具有普遍性和相對穩(wěn)定性。無論材料的工藝、設備如何更新,其基本理論的變化相對不大。 本書是我們在多年教學講義的基礎上,吸取同類教材的優(yōu)點編著而成的。在編著過程中,首先我們盡量將材料的共性抽取出來做講解,而不是將它們分開來單獨介紹。其次,我們盡可能按照一定的邏輯順序和相關性將這些共性串聯(lián)起來,以使讀者明白所講內容的關聯(lián)性。這樣讀者才能更好地把握所學內容。這里的邏輯順序和相關性主要表現(xiàn)為: 人的認識是由表及里、由宏觀到微觀、由定性到定量、由現(xiàn)象到本質。比如,前人首先從晶體外形對稱逐漸深入到微觀層次來認識晶體結構,故本書的介紹順序依次為幾何晶體學基礎、晶體結構基礎、晶體結構中的缺陷、表面與界面基礎、玻璃結構基礎、擴散、相平衡、相變等。本書內容采取以上安排方式還有一個重要原因,即原子和晶體學說、相平衡及顯微組織的研究是材料科學得以誕生的三個必要條件。 材料科學基礎的涉及面非常廣。本書的每一章,甚至每個問題都可作為一個課題深入研究下去。在學科分類越來越詳細的形勢下,一個研究人員或教師不可能對本書的每個問題都了如指掌。因此,我們只針對其中最基礎的問題做介紹,而且還對這些內容做了一定程度的取舍。在對這些基礎理論的介紹中,我們盡可能把一個理論的來龍去脈做一敘述,包括問題的提出及其背景,并且不留空白地講清楚其中的重要基礎知識。此外,在語句的運用上,我們吸收了英語科技論文的準確、簡潔、清楚和逐漸引入專業(yè)知識等優(yōu)點,目的是使專業(yè)知識淺顯易懂以便于讀者自學而激起讀者對材料學科的興趣。如果讀者學完本書能初步看懂一些專業(yè)文獻或對某個問題產(chǎn)生了興趣,而后采取查閱專著或專業(yè)期刊,甚至以做實驗的方式來進一步學習、實踐,那么就達到了我們的目的。本書中沒有編著習題,主要由于這類習題集很多,讀者朋友容易從圖書館獲取。但請注意,做習題是檢驗所學知識不可缺少的一種重要手段,尤其是涉及基礎理論的課程。因此,請讀者朋友重視本門課程的習題練習。簡言之,本書的獨特性在于對內容的選擇及其安排和表現(xiàn)方式。 在編著本書以及平時備課的過程中,我們發(fā)現(xiàn)某個資料對一個問題未講清楚時,其他資料卻可能講得清楚明白。此外,針對同一問題,不同資料的看法可能還不一致。因此,讀者朋友,當你們在遇到這類問題時,要多查閱資料、多思考、多比較,有條件的話還要做實驗。單單抱著一本教材而不針對所學問題進行思考,不去搜集更多的資料或進行實驗,則只能學個皮毛!耙欢喾,就有了比較。比較是醫(yī)治受騙的好方子”(魯迅語)。請讀者朋友在使用本書時也采用這種方法。只有這樣,你們才會在學習的過程中有所收獲。 最后,需要強調的是本書介紹的基礎理論是我們今天改善傳統(tǒng)材料、開發(fā)新材料的一些必要條件,而不是充分條件。也就是說沒有這些基礎理論的指導,我們今天不太可能在改善傳統(tǒng)材料和開發(fā)新材料方面有所創(chuàng)新。創(chuàng)新不是從零開始,也不是沒有根基的胡思亂想、異想天開。創(chuàng)新是站在巨人“肩膀”上做出的。材料科學等學科的基礎理論就是創(chuàng)新的根基、巨人的“肩膀”。這些根基和“肩膀”是前人留給我們的寶貴財富。然而,掌握了這些基礎理論并不是說我們就一定能大大改善傳統(tǒng)材料、開發(fā)出新材料。正因為我們在學校學習的基礎理論不是充分條件,所以有些讀者就覺得從課堂上或書本上學習的東西無用。殊不知,這些基礎理論要轉變成生產(chǎn)力,還受多方面的影響。除個人的潛能外,這些影響因素還包括市場、資金、管理及國家政策等! 〈送,為便于讀者查找本書中的圖、表資料,我們以“(引自×××,年份)”的形式給出了資料來源。讀者可在文末的參考文獻中找到這些文獻。未注明的圖、表,要么是編者作的,要么是公認的基礎知識。此外,本書還涉及到許多為材料領域做出重要貢獻的學者,我們也給出了他們的英文姓名、出生及去世年份。這有助于讀者在相關數(shù)據(jù)庫中查找他們的論文來閱讀。 本書的出版得到了四川理工學院教材建設基金的資助。四川理工學院羅宏教授在閱讀了本書稿后提出了許多寶貴意見。在此,我們一并表示衷心感謝。同時,我們也向古往今來為材料科學做出過大大小小貢獻的學者們致敬!沒有他們的工作,我們今天的生活不可能這么精彩! ∽x者朋友在閱讀本書的過程中,若發(fā)現(xiàn)不足,甚至錯誤,請不吝賜教,我們將感激不盡! |亮 鄧建國 2016年于自貢
第1章 緒論
第2章 幾何晶體學基礎
第3章 晶體結構基礎
第4章 晶體結構中的缺陷
第5章 表面與界面基礎
第6章 玻璃結構基礎
第7章 擴散
第8章 相平衡
第9章 相變基礎
第10章 燒結、再結晶與晶粒生長
附錄
附錄1 晶體的對稱分類
附錄2 14種布拉維格子
附錄3 部分常見離子的半徑
附錄4 部分晶體結構的Strukturbericht結構編號和Pearson符號
附錄5 材料學科部分中英文期刊
參考文獻