金属物理学第一卷 结构与缺陷

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页数:589
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出版时间:2000-6-1
价格:38.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030064318
丛书系列:凝聚态物理学丛书
图书标签:
  • 材料
  • 金属物理学
  • 固态物理
  • 材料科学
  • 晶体结构
  • 缺陷物理
  • 金属材料
  • 材料性质
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  • 金属学
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具体描述

《金属物理学》共分四卷出版:第一卷,结构与缺陷;第二卷,相变;第三卷,金属力学性质;第四卷,超导电性和磁性。

本书为第一卷,共分五编:前两编论述金属与合金的结构及其理论,除扼要介绍金属电子论及以经验规律为基础的金属理论之外,对不同层次的合金理论作了较全面的总结,并对液态金属、非晶态合金、准晶态合金等新的发展也作了适当的介绍;第三编论述晶体的缺陷,除论述点缺陷和辐照效应外,还较全面细致地阐述了位错理论的各个侧面,如几何理论、弹性理论、点阵理论等;第四编对表面与界面物理学这一新领域进行了阐述,其申还涉及超微粒与调制结构等前沿课题;第五编论述扩散以及一些与扩散密切相关的过程,如氧化和烧结。

本书可作为高等院校本科生和研究生《金属物理学》一A课的教学参考书,也可供从事固体物理学、物理冶金学或材料科学等有关的科技工作者参考。

好的,这是一份针对《金属物理学第一卷 结构与缺陷》的图书简介,内容详实,力求专业与实用并重,完全不涉及原书内容: --- 《材料科学前沿:高熵合金的相变动力学与性能调控》 图书简介 一、 聚焦热点:高熵合金(HEAs)的深度探索 本书《材料科学前沿:高熵合金的相变动力学与性能调控》是一部面向先进材料研究领域,特别是面向复杂多组元合金设计与应用的基础性与前沿性专著。随着传统二元、三元合金体系的性能逼近理论极限,以五种或五种以上主元素等摩尔或近等摩尔比例混合形成的新一代复杂非平衡合金——高熵合金(High-Entropy Alloys, HEAs)正成为国际材料科学研究的焦点。 本书深入剖析了HEAs区别于传统合金的独有特性,如高熵效应对构型无序的贡献、迟滞的扩散动力学、以及由此产生的奇异机械、热力学和功能特性。我们不再停留在对HEAs基本构型(如FCC, BCC, L12)的初步描述,而是将视角聚焦于其在复杂热力学驱动力作用下的相变动力学以及如何通过精确的性能调控实现工程应用。 二、 核心内容深度剖析 本书结构严谨,共分为六个核心部分,共计十八章,内容覆盖了从理论建模到实验验证的全链条研究范式。 第一部分:高熵合金体系的热力学基础与构型统计 本部分奠定了理解HEAs复杂性的理论基础。重点讨论了构型熵的精确计算方法,超越简单的理想混合熵模型,引入了考虑原子尺寸效应和局部短程有序(SRO)的修正模型。深入探讨了吉布斯自由能面在多主元体系中的拓扑结构,分析了宏观热力学稳定性与微观局部环境偏离理想固溶体的关系。特别关注了计算热力学(CALPHAD)方法在高熵体系中的局限性与改进策略,以期更准确地预测相分离边界和固溶能力。 第二部分:扩散动力学与非经典机制 HEAs的标志性特征之一是其极度迟滞的扩散过程。本部分将这一现象置于核心地位。详细介绍了“原子跳跃”机制在高度无序体系中的变化,探讨了协同跳跃(Cooperative Jumps)对扩散系数的影响。引入了有效介质理论(EMT)和基于蒙特卡洛模拟的原子扩散路径分析,旨在揭示为何传统Arrhenius关系在高熵体系中失效。研究了辐射损伤环境下,空位和间隙原子动力学的异常行为。 第三部分:相变动力学:形核、生长与遗留效应 本部分是本书的精华之一,侧重于揭示HEAs相变的非经典动力学过程。研究涵盖了从过饱和固溶体析出第二相的形核过程,特别是无偏置形核(Bias-Free Nucleation)的条件。详细分析了“非传统”析出机制,例如,在冷却速率极快的情况下,如何形成纳米尺度共格析出物(如L12相或σ相等金属间化合物)。深入讨论了遗留效应(Inheritance Effects),即前序热处理或塑性变形历史如何持续影响后续热力学稳定相的形成路径和最终微观结构。 第四部分:机械性能调控:从硬化到韧化 本书从微观结构演化角度,系统性地阐述了如何通过调控相变动力学来优化HEAs的机械性能。重点分析了以下硬化机制: 1. 固溶强化:基于剪切模量差异与原子尺寸畸变的定量模型。 2. 析出强化:精确控制析出相(如BCC/L12/D8b等)的尺寸、体积分数和界面的共格/非共格程度。 3. 孪晶与相变诱发塑性(TRIP/TWIP):针对特定成分体系,如何通过应力诱导实现塑性变形机制的转变,实现超高强度和优异延展性的平衡。 第五部分:极端环境下的稳定性和功能特性 面对航空航天、能源等领域的严苛要求,本部分聚焦于HEAs在极端条件下的表现: 1. 高温蠕变与抗氧化性:分析高温下晶界扩散和氧化物生长动力学对长期可靠性的影响。 2. 辐照损伤抗性:通过高通量实验模拟和分子动力学(MD)模拟相结合,评估HEAs在不同能量粒子辐照下的缺陷容错能力。 3. 功能特性:探讨了某些HEAs(如磁性HEAs、形状记忆HEAs)中,电子结构无序如何影响其居里温度、磁耦合强度或马氏体转变温度。 第六部分:计算材料学在HEAs设计中的应用 本书倡导“实验-计算协同”的研发模式。专门论述了如何利用密度泛函理论(DFT)计算高熵体系的局部分子结构和电子能带结构,如何结合高通量计算(HTC)筛选潜在的稳定相。此外,还详细介绍了机器学习(ML)方法在预测复杂多组元相图、优化热处理工艺窗口中的实践案例。 三、 读者对象与学术价值 本书面向材料科学、冶金工程、物理学及化学工程领域的研究生、博士后、高校教师以及工业界的材料研发工程师。 它不仅仅是知识的汇编,更是对当前HEAs研究领域中复杂性、非经典动力学现象的系统性梳理和深度剖析。读者将获得一套系统性的分析工具和前沿的理论视角,能够有效指导下一代高性能结构材料的研发方向,推动高熵合金从基础研究向工程化应用迈进的关键一步。 ---

作者简介

冯端,1923年4月生,原籍绍兴,生于苏州。1946年7月毕业于中央大学理学院物理系,获学士学位并留校任教。1949年该校更名为南京大学后,历任物理系副教授、教授及固体物理研究所所长,系博士生导师。其间,1984~1988年任南京大学研究生院院长,1985年起任固体微结构物理国家重点实验室主任兼学术委员会主任。

目录信息

主要参考书目(附有按语)
绪论
第一编 金属的结构及其理论
引言
第一章 金属的结构
第二章 金属结构的理论
第一编 参考文献
第二编 合金的结构及其理论
引言
第三章 合金的热力学
第四章 合金的结构
第五章 微观的合金理论
第二编 参考文献
第三编 晶体的缺陷
引言
第六章 点缺陷
第七章 位错
第三编 参考文献
第四编 表面与界面
引言
第八章 表面
第九章 界面
第四编 参考文献
第五编 原子的迁移
引言
第十章 金属中的扩散
第十一章几个和扩散有关的实际问题
第五编 参考文献

人名索引
内容索引
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一名正在学习材料工程专业的学生,对于金属材料的基础理论知识有着迫切的需求。当我在书店看到《金属物理学第一卷 结构与缺陷》这本书时,立刻被它准确的定位所吸引。我深知,理解金属材料的宏观性能,例如强度、硬度、塑性、韧性等,离不开对其微观结构的深入分析。因此,我非常期待这本书能够详尽地介绍金属的晶体结构,包括各种晶格类型(如FCC、BCC、HCP)的特点,原子在晶格中的排列方式,以及如何用布拉维晶格、晶面指数、晶向指数等来描述和分析晶体结构。此外,我也非常关注书中关于“缺陷”的部分。我了解到,晶体缺陷,无论是点缺陷(如空位、填隙原子)、线缺陷(如位错)、面缺陷(如晶界、孪晶界)还是体缺陷(如孔洞、夹杂物),都对金属材料的性能产生至关重要的影响。我希望书中能详细阐述这些缺陷的形成机制、运动规律,以及它们如何影响金属的力学性能,例如位错在塑性变形中的作用,以及晶界对材料强度的影响。我更希望书中能够提供丰富的实例,将理论知识与实际应用联系起来,帮助我更好地理解金属材料的性能调控。

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作为一名对金属科学充满探索欲的本科生,我一直在寻找一本能够系统性地梳理金属物理学基础知识的教材。《金属物理学第一卷 结构与缺陷》这个书名,一下子就击中了我的需求点。我深知,理解金属的宏观力学性能,离不开对其内部微观结构和缺陷的深入认识。我期望这本书能够清晰地阐述各种金属晶体结构,如面心立方、体心立方、密排六方,以及它们的特点和形成的原因。我希望书中能够提供详细的晶格描述,包括晶面和晶向指数的确定,以及原子密度的计算。更为关键的是,“缺陷”部分,我希望能够得到详尽的介绍。从最基础的点缺陷,如空位和间隙原子,到复杂的线缺陷,如刃位错和螺位错,再到面缺陷,如晶界和孪晶界,我希望能理解它们的形成机制、移动方式以及对材料性质的影响。我特别期待书中能够讲解位错理论是如何解释金属的塑性变形过程的,以及晶界如何影响材料的强度和韧性。如果书中还能涉及一些缺陷的表征技术,例如通过X射线衍射或电子显微镜来观察和分析缺陷,那将大大提升这本书的实用价值。总而言之,我希望这本书能够为我打下坚实的金属物理学基础,让我能够更好地理解金属材料的性质和行为。

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作为一个长期在科研一线工作的工程师,我深知“结构与缺陷”是理解和应用金属材料的基石。因此,《金属物理学第一卷 结构与缺陷》这本书的出现,无疑为我提供了一个系统回顾和深化认识的机会。我非常欣赏作者对晶体结构部分的详尽阐述,特别是关于不同金属元素为何倾向于形成特定的晶体结构,这背后蕴含着深刻的物理化学原理,例如成键特性、原子半径以及电子云分布的影响。我期望书中能有对这些原理的深入剖析,并辅以相关的理论模型和计算方法。而“缺陷”部分,更是我关注的重点。我希望书中能够超越简单的分类,深入探讨各种缺陷的形成热力学和动力学,以及它们在材料服役过程中是如何演变和相互作用的。例如,位错的产生、增殖、交滑移以及湮灭机制,对材料的加工硬化和疲劳性能有着直接影响,我期待书中能有详尽的论述。同时,我希望书中也能提及一些现代材料科学中关于缺陷工程的概念,例如如何通过精确控制缺陷的种类、数量和分布来设计具有特定功能的金属材料,这对于我进行新材料的研发具有重要的指导意义。

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我一直对那些隐藏在宏观世界之下的微观规律感到着迷,尤其是金属这种无处不在的材料,其背后蕴藏的物理原理更是引人入胜。《金属物理学第一卷 结构与缺陷》这个书名,直接点明了我最为关注的两个核心主题。我深信,金属的宏观性能,例如它的强度、延展性、硬度和韧性,都与它内部的微观结构和缺陷密切相关。我非常期待这本书能够为我揭示金属晶体结构的奥秘,包括各种晶格类型、晶面和晶向的表示方法,以及这些结构是如何在原子尺度上形成的。我希望作者能够用生动形象的语言,配以高质量的插图,来解释那些相对抽象的概念,比如布里渊区和倒易点阵,让我能够真正理解它们的物理意义。而“缺陷”部分,更是我最为期待的内容。我了解,晶体缺陷,无论是点缺陷(如空位、填隙原子)、线缺陷(如位错)、面缺陷(如晶界)还是体缺陷(如孔洞),都在很大程度上决定了金属的性质。我希望能在这本书中看到关于这些缺陷的详细分类、形成机理,以及它们对金属力学性能(如屈服强度、加工硬化)的影响。我尤其希望了解位错理论是如何解释金属的塑性变形的,以及晶界在多晶材料中的作用。这本书能否帮助我建立起从微观结构到宏观性能的联系,是我选择它最重要的原因。

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这本书的标题《金属物理学第一卷 结构与缺陷》非常具有吸引力,它精准地指向了金属材料微观世界中最基础也最关键的两个方面。对于我这样一个对金属材料有着浓厚兴趣的业余爱好者来说,理解金属的“结构”和“缺陷”就像是学习一门新语言的语法和词汇,是掌握更复杂概念的前提。我希望这本书能够从最基本的原子排列入手,解释为什么不同的金属会形成不同的晶体结构,比如面心立方、体心立方和密排六方,以及这些结构是如何影响金属的密度和堆积方式的。书中关于晶格常数、原子位移等概念的解释,我期待能够用通俗易懂的语言,并配以清晰的示意图,让我能够直观地理解。而“缺陷”这个词,更是让我充满了好奇。我知道,即便是最完美的晶体,也无法避免缺陷的存在,而正是这些缺陷,赋予了金属材料丰富的性能。我非常想知道,书中会如何详细介绍点缺陷,比如空位和间隙原子,它们是怎么形成的,又会对金属的性质产生什么影响?对于位错,也就是线缺陷,我希望能够理解它们是如何在晶体中运动,从而导致金属发生塑性变形的,以及不同类型的位错(如刃位错和螺位错)之间有什么区别。如果书中还能进一步介绍晶界、多晶体结构等面缺陷,以及它们在材料性能中的作用,那将是锦上添花。总而言之,我希望这本书能够让我对金属的微观世界有一个清晰而深刻的认识。

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我是一名正在进行材料科学研究的研究生,对于金属材料的深入理解至关重要。这次偶然接触到《金属物理学第一卷 结构与缺陷》,书名本身就精准地概括了我目前最需要掌握的核心知识。我非常期待书中能够详细阐述不同金属元素形成特定晶体结构的原因,这背后往往涉及到原子半径、成键性质以及电子结构等深层物理原理。同时,对于晶体结构的表示方法,如密勒指数等,我希望书中能够提供足够多的实例和练习,帮助我熟练掌握。当然,最让我瞩目的还是关于“缺陷”的部分。从空位、间隙原子这些简单的点缺陷,到复杂的位错(刃位错、螺位错及其混合型),再到晶界、层错等面缺陷,以及体积缺陷,这些缺陷的存在和分布,直接决定了金属材料的宏观力学性能、电学性能,甚至光学性能。我希望书中不仅会介绍这些缺陷的分类和形成机制,更会深入探讨它们在各种物理过程中的作用,例如位错在塑性变形中的滑移和交滑移,空位在扩散和退火过程中的重要性。能否清晰地解释这些缺陷如何影响材料的强度、韧性、硬度,以及如何通过热处理、形变等手段来控制这些缺陷,从而优化材料性能,将是这本书能否成为我案头常备的重要考量。我对书中关于缺陷可视化和表征技术的介绍也抱有很大的期待,例如电子显微镜如何观察和分析缺陷,以及X射线衍射在确定晶体结构和缺陷密度中的作用。

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这本书的封面设计就足够吸引眼球了,深邃的金属蓝搭配简洁明亮的字体,透露出一种严谨又不失现代感的学术气息,让我第一时间就对“金属物理学第一卷 结构与缺陷”产生了浓厚的兴趣。拿到书后,迫不及待地翻开,第一感觉是纸张的质感相当不错,印刷清晰,排版合理,即使是密集的公式和图表,也不会让人感到眼花缭乱。我一直觉得,一本好的教材,不仅在于内容的深度和广度,更在于它能否引导读者一步步深入理解那些复杂的概念。从目录上看,这本书涵盖了金属晶体结构的基本原理,包括晶格、晶面、晶向的表示方法,各种晶体结构的形成机理,以及缺陷的分类和表征。这些内容是理解金属材料宏观性能的基础,也是进一步学习金属凝固、塑性变形、相变等更深层物理过程的前提。我特别期待其中关于缺陷的部分,因为我知道,金属材料的许多重要性能,如强度、塑性、韧性等,都与晶体缺陷的存在和运动密切相关。无论是点缺陷、位错还是晶界,它们在材料内部扮演着至关重要的角色,理解它们,就如同掌握了材料性能调控的钥匙。这本书能否将这些抽象的概念,通过清晰的图示和深入浅出的文字解释清楚,是我非常关注的。我希望它不仅仅是一本理论堆砌的书,更是一本能够激发思考、培养洞察力的启蒙之作。

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我是一名对材料科学充满热情的爱好者,一直以来都对金属材料的内在世界充满了好奇。《金属物理学第一卷 结构与缺陷》这个书名,一下子就吸引了我,因为它直接点出了金属最核心的微观组成部分。我一直觉得,理解金属的各种特性,从它的硬度、强度到它的延展性,都离不开对其原子层面的结构和存在的“不完美”之处——缺陷的理解。我非常期待这本书能从最基础的层面开始,解释金属原子是如何排列形成晶格的,以及为什么会有不同的晶体结构,比如面心立方、体心立方等等。我希望书中能有详细的图解,让我能直观地看到这些结构的样子,并理解它们的堆积方式。而“缺陷”这个词,更是让我着迷。我知道,没有绝对完美的晶体,金属内部总会有各种各样的缺陷,比如空位、位错、晶界等等。我希望这本书能详细地介绍这些缺陷,包括它们是如何产生的,又会对金属的宏观性能产生怎样的影响。比如,我一直想知道,为什么金属会发生塑性变形,位错在这种过程中扮演着怎样的角色?晶界又会对金属的强度产生什么影响?我期望这本书能够用一种既严谨又不失趣味的方式,为我揭示这些秘密,让我对金属材料有更深层次的认识。

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作为一个对金属材料领域充满好奇的初学者,我一直觉得“结构与缺陷”这个主题是理解金属物理学的起点,也是最核心的部分。很多时候,我们看到的金属制品,其优异的性能往往源于其内部精妙的微观结构和精心控制的缺陷。这本《金属物理学第一卷 结构与缺陷》从书名来看,就直击了这个关键点。我非常欣赏作者在开篇就花了相当的篇幅来讲解晶体的基本概念,从原子是如何在空间中进行有序排列,形成晶格,到如何描述晶格中的不同方向和平面,这些基础知识虽然看起来简单,但却是理解后续所有内容的基石。书中关于布里渊区、倒易点阵等抽象概念的解释,我希望能更加直观易懂。我尤其关注书中对于不同金属晶体结构(如面心立方、体心立方、密排六方)的介绍,以及它们各自形成的条件和特点,这直接关系到金属的堆积密度、原子配位数等基本属性。而缺陷部分,更是我最期待的内容。位错理论一直是金属力学性能的灵魂所在,这本书会如何循序渐进地介绍位错的形成、类型、运动机制,以及它们如何影响材料的强度和塑性,将是衡量其教学价值的重要标准。此外,点缺陷(如空位、填隙原子)和线缺陷(位错)之外,书中是否还会涉及面缺陷(如晶界、孪晶界)以及体缺陷(如孔洞、夹杂物)的详细论述,这些都将极大地丰富我对金属材料微观世界的认知,并为我后续的学习提供扎实的理论基础。

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我是一名即将步入大学殿堂的高中生,对科学探索充满了热情,尤其对构成我们生活世界的基本物质——金属——背后的原理深感兴趣。《金属物理学第一卷 结构与缺陷》这本书的封面设计就给我一种严谨而又充满智慧的感觉,让我迫不及待地想一探究竟。我希望这本书能够从最基础的概念讲起,用通俗易懂的语言,解释金属的原子是如何排列成规律的“晶体结构”,就像搭积木一样,有不同的搭建方式。我希望书中能有很多漂亮的图片,展示出这些不同结构的模样,让我能直观地理解。而且,我听说金属材料并非是完美的,总会有一些“小瑕疵”,也就是“缺陷”,这些缺陷反而会赋予金属一些特别的性质。我特别好奇,这些“缺陷”到底是什么?它们是怎么产生的?比如,我听说金属能被拉伸而不易断裂,这一定和这些缺陷有关吧?我希望这本书能详细地解释点缺陷、线缺陷、面缺陷这些概念,特别是位错,听起来就很有趣,我希望知道它们是如何在金属内部“跑来跑去”,从而让金属能够变形的。这本书能否让我明白,为什么我们生活中随处可见的金属,有着如此丰富多样的性能,这将是我对它最大的期待。

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