Worked Examples in Quantitative Metallography pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:David Brown Book Co

作者:Higginson, R. L./ Sellars, C. M.

出品人:

页数:128

译者:

出版时间:

价格:33

装帧:Pap

isbn号码:9781902653808

丛书系列:

图书标签:

• Quantitative Metallography
• Metallography
• Materials Science
• Materials Characterization
• Microstructure
• Worked Examples
• Phase Analysis
• Grain Size
• Inclusions
• Image Analysis

现代材料科学中的晶体学与微观结构分析 图书名称： 现代材料科学中的晶体学与微观结构分析 作者： （此处留空，以便读者自行想象） 出版社： （此处留空） --- 图书简介： 本书旨在为材料科学、冶金工程、物理学及相关工程领域的研究人员、工程师和高级本科生提供一个全面而深入的视角，聚焦于材料的晶体结构、缺陷理论、形貌特征的定量表征及其与宏观性能之间的内在联系。不同于侧重于特定应用或单一技术方法的传统教材，本书构建了一个从原子尺度到微米尺度的统一理论框架，强调理解微观结构是预测和控制材料性能的关键。 第一部分：晶体学基础与对称性原理 本部分首先回顾了晶体学的基本原理，建立理解材料内部有序性的数学基础。我们将深入探讨布拉维点阵、晶体学符号（如Miller指数）的精确应用，并详细阐述晶体学中群论的初步概念，特别是如何利用空间群和点群来描述和分类材料的对称性特征。 晶体结构解析： 重点讨论了理想晶体的结构——面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方紧密堆积（HCP）等主要金属晶格的几何特性、堆积密度和缺陷容忍度。对于陶瓷和半导体材料，则着重分析其共价键合特性如何导致更复杂的晶格结构，例如闪锌矿结构和金刚石结构。 孪晶与堆垛层错： 孪晶界和堆垛层错作为重要的晶界类型，其形成机制和对材料塑性变形的影响被置于核心位置。我们将通过几何模型解释不同类型的孪晶（如变形孪晶和生长孪晶）的几何特征，并阐述这些结构如何显著影响材料的屈服强度和加工硬化行为。 第二部分：晶体缺陷的分类与热力学 理解材料的非理想性是现代材料科学的基石。本部分将材料缺陷系统地划分为零维（点缺陷）、一维（线缺陷）、二维（面缺陷）和三维（体缺陷）四类，并从热力学角度探讨它们的形成和平衡浓度。 点缺陷的动力学： 详细分析空位、间隙原子和取代原子。通过计算晶格点缺陷的形成能，结合阿伦尼乌斯方程，阐述扩散过程的微观机制。特别关注扩散路径的选择性——是逐级扩散还是更快的晶界/短程扩散，这直接决定了高温下的材料行为。 位错理论的深化： 本部分是对线缺陷的全面梳理。我们不仅复习了刃型、螺型和混合型位错的基本几何特征和应力场模型（如Peach-Koehler力），更侧重于位错的相互作用和组态。深入探讨了位错缠结、位错墙的形成，以及它们在加工硬化、蠕变和疲劳过程中的核心作用。对扩展位错的分解（如Shockley位错）及其对材料层错能的敏感性进行专题讨论。 晶界工程： 将二维缺陷提升到与体缺陷同等重要的地位。我们分类讨论了低角度晶界（小角度晶界）和高角度晶界（大角度晶界），利用O-Lattice理论和CSL（共同大角度晶界）模型来解释晶界能的差异和晶界的结构特征。探讨了晶界作为扩散快速通道、析出物形核点的关键角色。 第三部分：微观结构表征的定量方法论 本部分聚焦于如何从实验数据中准确提取定量信息，强调测量技术与结构信息的直接关联。 X射线衍射（XRD）与结构精修： 超越基础的晶格常数测定，本章深入探讨了粉末衍射的精细分析技术，如Rietveld精修法。重点讲解如何利用衍射峰的展宽（Scherrer方程的局限性与现代方法）来量化纳米晶粒尺寸、内部应变场和微观应力的分布，以及如何利用高角度衍射数据来解析相变过程中的晶格畸变。 电子显微镜的定量成像： 从透射电子显微镜（TEM）的角度，系统阐述了如何进行定性观察到定量分析的跨越。重点包括高分辨透射电镜（HRTEM）对晶格条纹的成像原理和图像重建，以及如何利用电子背散射衍射（EBSD）技术对大面积材料进行晶粒尺寸、晶粒取向分布（ODF）和晶界几何参数（如晶界能密度）的快速、高密度、三维重建。详细说明了如何处理和可视化EBSD数据，以揭示材料的织构演化。 形貌与孔隙率的定量分析： 探讨了扫描电子显微镜（SEM）结合图像处理技术在分析断口形貌和孔隙结构中的应用。重点介绍孔隙率（Porosity）的计算方法，包括截面分析法和体积比法，以及孔隙的形状因子、连通性指标如何影响材料的力学性能和介电性能。 第四部分：结构演化与性能耦合 本书的终极目标是建立从微观结构到宏观性能的可靠桥梁。本部分通过案例研究，阐释了结构演化如何控制材料的关键性能。 相变动力学与形貌控制： 分析了固态相变过程中的成核与生长机制。例如，在马氏体相变中，变形孪晶与马氏体板条的相互作用如何决定最终的韧性和强度。对于析出强化体系，我们将模型化析出相的尺寸、体积分数和空间分布对位错运动的阻碍效应（Orowan机制的精确应用）。 织构与各向异性： 深入探讨了材料加工（如轧制、挤压）过程中晶粒取向的演变，以及由此导致的宏观力学性能（如拉伸强度、塑性各向异性）的显著差异。通过晶体学方法预测不同织构取向下的弹性模量和导电性。 疲劳与断裂的微观机制： 将疲劳裂纹的萌生和扩展与特定的微观结构特征（如滑移带的形成、晶界处的应力集中）联系起来。详细讨论了如何利用晶体学信息（如位错的滑移系活性）来优化材料的抗疲劳性能。 --- 本书的撰写风格严谨，力求数学描述的精确性与物理图像的直观性相结合。通过大量的图示、对比分析和跨学科的视角，帮助读者建立对材料“结构-性能”关系的深刻理解，从而为材料的设计、开发和失效分析提供坚实的理论基础。

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