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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Jaime Wisniak

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1986-04

价格:USD 490.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444426130

丛书系列:

图书标签:

• 材料科学
• 相图
• 热力学
• 材料工程
• 物理冶金
• 材料热处理
• 合金
• 固态物理
• 相变
• 材料特性

好的，这是一份针对一本名为《Phase Diagrams》的图书的详细简介，该简介旨在描述一本不包含该书内容的图书。 --- 图书名称：《材料科学基础与微观结构演变》 作者： [此处填写一个虚构的作者姓名，例如：张伟，李芳] 出版社： [此处填写一个虚构的出版社名称，例如：高等教育出版社] 版次： 第一版 ISBN： [此处填写一个虚构的ISBN号，例如：978-7-04-012345-6] 字数： 约 60 万字 图书简介 《材料科学基础与微观结构演变》 是一部全面、深入探讨现代材料科学核心原理与微观结构-性能关系的大型学术专著。本书旨在为材料工程、物理学、化学工程以及相关交叉学科的高年级本科生、研究生以及科研工作者提供一个坚实的理论基础和前沿视野。它专注于材料从原子尺度到宏观尺度的组织结构形成、演变规律及其对材料宏观性能的决定性影响。 本书的结构设计严谨，逻辑清晰，内容覆盖了材料科学中最关键的几个领域，但完全避开了对相图（Phase Diagrams）的系统性、专门性的论述和应用。相反，它将重点放在了材料的热力学基础、动力学过程、晶体结构、缺陷理论、以及与这些基础原理紧密相关的微观结构演变机制上。 第一部分：材料科学的基石——热力学与晶体结构 本书的开篇部分奠定了材料科学的理论基础。我们深入探讨了材料体系的热力学驱动力，从吉布斯自由能的概念出发，阐述了系统达到平衡的本质条件。重点分析了化学势、偏摩尔量在混合体系中的作用，并着重讨论了扩散在非平衡态过程中的驱动力，强调了化学梯度对物质迁移的影响，而非通过平衡相图来预测宏观组成。 随后，我们详细考察了晶体结构。本书详细介绍了晶体学的基本原理，包括点阵、布拉维点阵、晶体学符号（如密勒指数）的应用。大量篇幅用于阐述常见的晶体结构，如体心立方（BCC）、面心立方（FCC）、六方最密堆积（HCP）等，并讨论了这些结构如何影响材料的初始机械性能。我们细致地分析了晶格缺陷的类型，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。书中对位错的滑移系统、运动机制及其在塑性形变中的核心作用进行了详尽的数学描述和物理图像的构建，强调了晶格缺陷是材料宏观力学行为的根本原因。 第二部分：微观结构演变的核心动力学——扩散与形核长大 本书的第二部分聚焦于材料的动力学过程，这是理解微观结构如何随时间演变的关键。我们首先系统地阐述了固态扩散理论。这部分内容包括菲克第一和第二定律的推导与应用，详细分析了温度、晶界、位错等对扩散系数的影响。我们运用统计力学模型解释了原子在晶格中的迁移机制，包括“跳跃”模型，并对比了不同材料体系（金属、陶瓷、聚合物）中扩散行为的差异。 在此基础上，本书深入探讨了固态相变动力学，但其视角是基于扩散与界面迁移的。我们详细分析了成核理论，特别是非均匀形核和均相形核的概率模型，计算了临界成核半径和形成所需激活能。随后，着重讨论了长大机制，例如柯尔斯基-约翰逊-安德烈斯（KJMA）模型，用于描述新相界面的移动速度。书中特别关注了析出相的形态控制，如粗化（Ostwald Ripening）过程的动力学分析，以及界面能对最终微观结构形态的影响，而非使用相图来界定反应的起点和终点。 第三部分：热处理工艺与微观结构控制 第三部分是将理论知识应用于实际材料加工的关键。我们详细分析了影响材料性能的关键热处理过程： 1. 退火与固溶处理： 阐述了通过加热和冷却过程如何消除或降低内部应力，以及如何通过固溶处理来均匀化组分，同时对比了固溶体中溶质原子对点阵畸变和性能的影响。 2. 沉淀硬化（析出强化）： 这是一个重点章节。我们深入剖析了通过控制热处理温度和时间来诱导特定尺寸和分布的析出物的形成过程，这些析出物如何有效地阻碍位错运动。书中详细介绍了析出相的共格、半共格或不共格状态如何决定强化效果，并通过精细的弹性理论计算了析出物周围的应力场。 3. 再结晶与晶粒长大： 详细研究了冷加工后材料通过退火实现恢复、再结晶和晶粒长大的机制。我们使用电子背散射衍射（EBSD）等先进表征技术的结果，量化分析了晶界迁移率和晶粒尺寸分布对材料韧性和强度的协同作用。 第四部分：结构与宏观性能的定量关联 本书的最后部分致力于建立微观结构特征与宏观机械性能之间的定量联系。 塑性与韧性： 运用霍尔-佩奇（Hall-Petch）关系定量描述了晶粒尺寸对屈服强度的影响，并讨论了在纳米尺度下该关系的失效和修正模型。对断裂韧性，我们聚焦于裂纹的萌生、扩展和偏转机制，特别是纤维增韧、孪晶诱导塑性（TWIP）和相变诱导塑性（TRIP）等先进机制。 蠕变与疲劳： 探讨了高温下材料的蠕变行为，重点分析了扩散蠕变和位错蠕变机制，并引入了 Larson-Miller 参数等工程预测工具。疲劳部分则侧重于低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的本构模型，特别是裂纹萌生阶段的塑性应变累积和裂纹扩展的Paris定律的应用，强调了表面微观状态（如残余应力）的作用。 先进材料的微观结构调控： 讨论了诸如梯度材料、层状复合材料等新型结构的构建，分析了界面结构和应力传递机制如何决定整体性能。 总结： 《材料科学基础与微观结构演变》是一本专注于材料形成机理、缺陷行为和动力学演化过程的深度教材。它通过严谨的物理化学和力学原理，系统地阐释了材料的微观世界如何塑造其宏观命运，为读者提供了掌握材料结构与性能之间内在联系的强大工具。本书的特点在于其对动力学过程的精细量化以及对晶体缺陷的深入解析，而非依赖于平衡态热力学图表工具。 ---

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我这次购买这本关于物质形态转变的书籍，主要目的是想深入理解高压物理中的一些基本原理，这本书在理论深度上确实没有让我失望。作者的论述逻辑非常严密，从基础的热力学定律出发，层层递进地剖析了相平衡的本质，尤其是在处理多组分、多相体系的吉布斯自由能最小化问题时，那种抽丝剥茧般的分析方法，简直是教科书级别的范例。我花了整整一个周末来啃读其中关于亚稳态和形核动力学的那几章，作者对于过冷和过饱和区域的描述非常细腻，引入了全新的视角来解释为什么某些体系在非平衡条件下会表现出反直觉的行为。不过，我感觉在关于拓扑缺陷和畴壁能的章节中，作者的笔墨略显仓促，也许是篇幅所限，但对于想要研究材料微观结构演化的读者来说，这部分内容的理论深度还可以再挖掘得更深一些，增加一些前沿研究的引用会更好。

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作为一名经验丰富的化学工程师，我更关注的是实际应用，这本书在工业应用层面的连接性让我印象深刻。书中详细阐述了如何利用相图指导合金的铸造过程，如何优化催化剂的制备温度窗口，以及在化学反应工程中如何通过压力和温度的控制来实现目标产物的最大收率。特别是关于共晶反应和包析反应的章节，图解清晰地展示了不同冷却速率对最终组织的影响，这对我正在进行的一个新型高温合金开发项目提供了直接的指导思路。我认为，这本书的价值不仅在于教授理论，更在于提供了一套解决实际工程问题的思维框架。如果能在附录中提供一些常见工业体系（如Fe-C系、硅酸盐体系）的简化标准相图数据表格，将极大地方便我们日常工作中进行快速查阅和交叉验证。

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说实话，我原本以为这会是一本晦涩难懂的专业参考书，毕竟“相图”这个主题本身就带着一定的距离感。但这本书的叙事方式却非常具有亲和力，读起来一点都不费劲。作者似乎特别擅长用日常生活的例子来阐释高深的科学原理，比如他将固液转变比喻成一场舞会入场的排队规则，一下子就把抽象的熵和焓的概念拉近了。我记得有一段描述熔化过程的文字，简直像诗歌一样优美，那种描述物质从有序到无序的微妙过渡，让人仿佛亲眼目睹了原子尺度的喧嚣。这本书的魅力就在于，它成功地架起了一座桥梁，让非专业人士也能窥见科学殿堂的一角。如果说有什么可以改进的地方，或许是增加一些历史趣闻，比如早期科学家们是如何艰难地绘制出第一张可靠相图的故事，这能让整个阅读过程更加生动有趣。

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这本书的装帧设计得非常精美，硬壳封面摸上去质感十足，让人爱不释手。内页的纸张选择了高质量的哑光铜版纸，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。我特别欣赏作者在排版上的用心，图文并茂的布局使得复杂的概念变得直观易懂。那些晶体结构的示意图，线条清晰、色彩搭配得当，即便是初学者也能迅速抓住重点。而且，书中的公式推导过程详略得当，既保证了严谨性，又没有让读者感到枯燥乏味。每次翻开它，都像是在欣赏一件艺术品，阅读体验极佳。唯一的遗憾可能是在某些特定体系的插图中，如果能加入一些动态模拟的二维码链接，那就更完美了，这样读者可以通过手机扫码直接看到相变过程的实时演变，对于理解热力学过程的本质会更加有帮助。但总的来说，从物理感受上来说，这是一本让人心甘情愿投入时间去细细品读的佳作。

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这本书给我的整体感觉是“知识的密度极高，但易读性也出奇地好”。它的结构安排非常精巧，每一章都像是一个独立的知识模块，既可以作为体系学习的基石，也可以作为特定问题的快速查询手册。我最喜欢的部分是它对相变动力学中“无标度”行为的探讨，作者没有停留在简单的热力学描述上，而是引入了更现代的统计物理视角，解释了为什么在临界点附近，物质的行为会表现出惊人的普适性。这种深度和广度的结合，使得这本书不仅仅是一本教材，更像是一部浓缩了数十年研究精华的工具书。唯一的不足可能在于，对于那些习惯了纯数字或纯公式的读者来说，书中对于定性描述的偏重可能会让他们觉得不够“硬核”，但恰恰是这种平衡，让它脱离了普通教辅的范畴，上升到了更具启发性的学术著作的高度。

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