普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材·材料科學(xué)與工程系列:材料科學(xué)基礎(chǔ)(修訂版)
定 價(jià):70 元
- 作者:潘金生 ,仝健民 ,田民波 著
- 出版時(shí)間:2011/1/1
- ISBN:9787302247616
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TB3
- 頁碼:674
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《材料科學(xué)基礎(chǔ)(修訂版)》為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材。《材料科學(xué)基礎(chǔ)(修訂版)》是《材料科學(xué)基礎(chǔ)》(清華大學(xué)出版社,1998年)的修訂版。作為一部比較經(jīng)典的高等院校教材,《材料科學(xué)基礎(chǔ)(修訂版)》結(jié)合金屬和合金、陶瓷、硅酸鹽等各類材料,著重闡述材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用,包括晶體學(xué)、晶體缺陷、固體材料的結(jié)構(gòu)和鍵合理論、材料熱力學(xué)和相圖、固體動(dòng)力學(xué)(擴(kuò)散)、凝固與結(jié)晶和相變等內(nèi)容。此次修訂,除訂正上一版的差錯(cuò)之外,還替換了不少陳舊的圖表,增補(bǔ)了若干新的內(nèi)容,并增補(bǔ)了習(xí)題和解題指導(dǎo)。
《材料科學(xué)基礎(chǔ)(修訂版)》可用作高等學(xué)校材料院系各專業(yè)本科生及研究生的材料科學(xué)課程教材,也可作為其他院系材料類專業(yè)學(xué)生及廣大材料工作者的參考書。
《材料科學(xué)基礎(chǔ)》自1998年出版以來,已重印12次,發(fā)行量逾20000冊(cè)。本書被國內(nèi)不少大學(xué)的相關(guān)院系選為教材,經(jīng)常被國內(nèi)外文獻(xiàn)引用,特別是作者不斷收到熱心讀者的來信,探討問題、指出不足、提出建議。所有這些都說明,本書在國內(nèi)已產(chǎn)生一定影響。
《材料科學(xué)基礎(chǔ)》一直是清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系為本科生開設(shè)的必修課“材料科學(xué)基礎(chǔ)”的教材; 該課程于2007年被評(píng)為國家級(jí)精品課,并曾進(jìn)行過全課程錄像。在精品課建設(shè)期間,完成了全英文PPT教案(第6版),還合作編寫了與之相配的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)及試題匯編。
本次修訂融入了本書出版以來十幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),吸收了許多熱心讀者的建議,修改了上一版中的錯(cuò)、漏之處,更換、補(bǔ)充了許多圖表,更新了部分論述,增補(bǔ)了習(xí)題和解題指導(dǎo)并在不久的將來出版教學(xué)輔導(dǎo)及教學(xué)課件。
清華大學(xué)最早于20世紀(jì)50年代中后期由李恒德院士開設(shè)“金屬物理”課程,這在全國也是最早的。以此為源頭,經(jīng)歷半個(gè)多世紀(jì),經(jīng)過六代人的不懈努力,終將“材料科學(xué)基礎(chǔ)”建設(shè)成現(xiàn)在的課程體系。
修訂者力求將更完整、更準(zhǔn)確、更時(shí)新的版本奉獻(xiàn)給讀者,但限于本人水平,欠妥或謬誤之處在所難免,懇請(qǐng)讀者繼續(xù)關(guān)心并批評(píng)指正。
田民波2011年1月
第1章 晶體學(xué)基礎(chǔ)
1.1 引言
1.2 空間點(diǎn)陣
1.2.1 晶體的特征和空間點(diǎn)陣
1.2.2 晶胞、晶系和點(diǎn)陣類型
1.2.3 復(fù)式點(diǎn)陣,晶胞和原胞
1.3 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)
1.3.1 晶面和晶向指數(shù)的確定
1.3.2 立方和六方晶體中重要晶向的快速標(biāo)注
1.4 常見晶體結(jié)構(gòu)及其幾何特征
1.4.1 常見晶體結(jié)構(gòu)
1.4.2 幾何特征
1.4.3 常見晶體結(jié)構(gòu)中的重要間隙
1.5 晶體的堆垛方式
1.6 晶體投影
1.6.1 球投影
1.6.2 極射投影
1.6.3 烏氏網(wǎng)及其應(yīng)用
1.6.4 標(biāo)準(zhǔn)投影
1.6.5 極射投影練習(xí)
1.7 倒易點(diǎn)陣
1.7.1 倒易點(diǎn)陣的確定方法,倒易基矢
1.7.2 倒易點(diǎn)陣的基本性質(zhì)
1.7.3 實(shí)際晶體的倒易點(diǎn)陣
1.7.4 倒易點(diǎn)陣的應(yīng)用
1.8 菱方晶系的兩種描述
1.8.1 菱方軸和六方軸的基矢關(guān)系
1.8.2 點(diǎn)陣常數(shù)換算公式
1.8.3 晶向指數(shù)變換
1.8.4 晶面指數(shù)變換
習(xí)題
第2章 固體材料的結(jié)構(gòu)
2.1 引言
2.2 原子結(jié)構(gòu)
2.2.1 經(jīng)典模型和玻爾理論
2.2.2 波動(dòng)力學(xué)理論和近代原子結(jié)構(gòu)模型
2.2.3 能級(jí)圖和元素的原子結(jié)構(gòu)
2.2.4 原子穩(wěn)定性和能級(jí)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定
2.3 結(jié)合鍵
2.3.1 離子鍵
2.3.2 共價(jià)鍵
2.3.3 金屬鍵
2.3.4 分子鍵
2.3.5 氫鍵
2.4 分子的結(jié)構(gòu)
2.4.1 多原子體系電子狀態(tài)的一般特點(diǎn)
2.4.2 共價(jià)分子的結(jié)構(gòu)
2.5 晶體的電子結(jié)構(gòu)
2.5.1 晶體的結(jié)合鍵
2.5.2 晶體中電子的能態(tài)
2.5.3 晶體的結(jié)合能
2.6 元素的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
2.6.1 元素的晶體結(jié)構(gòu)
2.6.2 元素性質(zhì)的周期性
2.7 合金相結(jié)構(gòu)概述
2.7.1 基本概念
2.7.2 合金成分的表示
2.7.3 合金相分類
2.8 影響合金相結(jié)構(gòu)的主要因素
2.8.1 原子半徑或離子半徑
2.8.2 電負(fù)性
2.8.3 價(jià)電子濃度
2.8.4 其他因素
2.9 固溶體
2.9.1 什么是固溶體
2.9.2 固溶體分類
2.9.3 固溶度和Hume-Rothery規(guī)則
2.9.4 固溶體的性能與成分的關(guān)系
2.10 離子化合物
2.10.1 決定離子化合物結(jié)構(gòu)的幾個(gè)規(guī)則
……
第3章 晶體的范性形變
第4章 晶體中的缺陷
第5章 材料熱力學(xué)
第6章 相圖
第7章 界面
第8章 固體中的擴(kuò)散
第9章 凝固與結(jié)晶
第10章 回復(fù)與再結(jié)晶
第11章 固態(tài)相變(1)——擴(kuò)散型相變
第12章固態(tài)相變(2)——馬氏體相變
參考文獻(xiàn)
2.1 引言
固體材料的各種性質(zhì)主要取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。因此,要正確地選擇性能符合要求的材料或研制具有更好性能的材料,首先要熟悉、乃至控制其結(jié)構(gòu)。除了實(shí)用意義外,研究固體材料的結(jié)構(gòu)還有很大的理論意義,因?yàn)椴牧系慕Y(jié)構(gòu)是和組成材料的原子之間的作用力——結(jié)合鍵密切相關(guān)的,而結(jié)合鍵乃是各種固體理論的基本出發(fā)點(diǎn)(或基本參數(shù))。通過固體材料結(jié)構(gòu)的研究可以最直接、最有效地確定結(jié)合鍵的類型和特征。
由于以上原因,固體材料的結(jié)構(gòu)測(cè)定已成為材料科學(xué)中一個(gè)獨(dú)立的、重要的研究領(lǐng)域,即所謂結(jié)構(gòu)分析。結(jié)構(gòu)分析的方法很多,其中最重要、應(yīng)用最廣泛的方法就是X光、電子和中子衍射方法,其基本原理在于一定的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)著一定的衍射圖像和衍射線(或斑點(diǎn))強(qiáng)度,通過對(duì)衍射圖像和強(qiáng)度的分析即可推知晶體結(jié)構(gòu)。具體的測(cè)定和分析方法請(qǐng)參考有關(guān)的書籍。
由于晶體結(jié)構(gòu)和組成晶體的原子的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),本章首先簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)物理和化學(xué)中學(xué)過的原子結(jié)構(gòu)和結(jié)合鍵,然后以此為基礎(chǔ),著重討論各種重要類型固體材料的結(jié)構(gòu)及其性能特點(diǎn)。這些材料包括:金屬、非金屬、離子晶體、陶瓷材料、合金(包括固溶體和金屬間化合物)等。
通過本章學(xué)習(xí),除了要掌握一些基本概念(如合金相和組織的概念,成分的表示等)外,還要熟悉一些典型晶體的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和決定結(jié)構(gòu)的主要因素、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系等。
2.2 原子結(jié)構(gòu)
本節(jié)討論孤立(或自由)原子的電子結(jié)構(gòu),也就是處于氣態(tài)(或蒸氣中)原子的電子結(jié)構(gòu)。