Chemical Thermodynamics of Materials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley

作者:Svein Stølen

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:2004-02-23

价格:USD 110.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471492306

丛书系列:

图书标签:

化学热力学
材料热力学
相平衡
热力学性质
材料科学
热力学计算
固态化学
冶金学
热力学模型
材料工程

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具体描述

A comprehensive introduction, examining both macroscopic and microscopic aspects of the subject, the book applies the theory of thermodynamics to a broad range of materials; from metals, ceramics and other inorganic materials to geological materials. Focusing on materials rather than the underlying mathematical concepts of the subject, this book will be ideal for the non-specialist requiring an introduction to the energetics and stability of materials. Macroscopic thermodynamic properties are linked to the underlying miscroscopic nature of the materials and trends in important properties are discussed. A unique approach covering both macroscopic and microscopic aspects of the subject Authors have worldwide reputations in this area Fills a gap in the market by featuring a wide range of real up-to-date examplesand covering a large amount of materials

《材料的化学热力学：原理与应用》本书是一本深入探讨材料化学热力学核心概念及其广泛应用的权威著作。本书旨在为材料科学、工程学、物理学、化学以及相关领域的研究人员和学生提供一个全面而扎实的理论框架，帮助他们理解材料在不同条件下的行为，并据此优化材料设计与加工过程。核心内容概述：本书首先从热力学的基本原理入手，循序渐进地介绍与材料相关的核心概念，包括：热力学基本定律：详细阐述了热力学第一、第二、第三定律，以及零定律，并强调了它们在理解材料能量变化、相变、化学反应等过程中的关键作用。我们将深入探讨焓、熵、吉布斯自由能等状态函数的定义、计算方法及其物理意义，并展示如何利用这些函数预测和分析材料的稳定性。相平衡：本部分是本书的重点之一。我们将详细讲解相律，并深入探讨单组分、多组分体系的相图构建与解析。从简单的二元相图到复杂的多组分相图，本书将详细介绍固-液、固-固、液-液、气-固等各种相变过程的热力学驱动力，以及如何利用相图指导合金的凝固、热处理、晶体生长等工艺。特别地，我们将对不同类型的相图（如等轴相图、二元共晶、共熔、包晶、次包晶、过包晶等）进行详细的图解和分析。化学反应动力学与平衡：除了相平衡，本书还深入探讨了材料中的化学反应。我们将详细介绍化学反应的吉布斯自由能变化、平衡常数以及反应速率与温度、浓度等因素的关系。重点会放在材料合成、腐蚀、氧化还原等过程中，例如，金属在高温高压下的氧化反应、半导体材料的掺杂过程、陶瓷的烧结反应等，都将从热力学角度进行深入分析，并结合动力学概念，帮助读者理解反应的发生方向与速率。溶液理论与活度：对于许多材料体系，特别是合金和陶瓷，它们通常以固溶体或液相的形式存在。本书将详细介绍理想溶液和非理想溶液的模型，如拉乌尔定律、亨利定律以及威廉姆斯方程等。我们将重点讲解活度的概念，以及如何利用活度系数来描述非理想行为。这对于理解和预测固溶体的稳定性、扩散行为以及材料在熔体中的溶解度至关重要。热力学模型与计算：随着计算科学的发展，热力学计算在材料科学中的应用日益广泛。本书将介绍多种先进的热力学计算方法，包括CALPHAD（计算相图）方法，并介绍其在预测复杂多组分相图、相稳定性、相变温度等方面的强大功能。此外，还将触及基于第一性原理（如密度泛函理论）的热力学计算方法，展示如何从微观角度理解宏观热力学性质。材料特殊体系的热力学：除了上述通用概念，本书还将专门探讨一些特殊材料体系的热力学性质，例如：纳米材料：纳米材料由于其尺寸效应，其热力学性质与块体材料存在显著差异。本书将探讨表面能、小尺寸效应以及其对相变温度、溶解度等的影响。高分子材料：高分子材料具有独特的链结构和链段运动，其热力学行为也更为复杂。本书将介绍高分子溶液理论、玻璃化转变以及其热力学驱动力。陶瓷材料：陶瓷材料的高温稳定性和脆性使其热力学行为引人关注。本书将重点介绍陶瓷的烧结、晶界迁移以及其在高温环境下的相稳定性和反应。金属材料：金属的凝固、相变、扩散以及合金化过程是材料热力学的重要应用领域。本书将对这些过程进行深入的热力学分析。应用与展望：本书不仅注重理论的严谨性，更强调其在实际材料研发与工程应用中的指导意义。通过对大量实例的分析，读者可以学习如何运用热力学原理来：指导材料设计：预测不同组分和工艺条件下材料的相组成、相结构和稳定性，从而设计出具有特定性能的新型材料。优化加工工艺：确定最佳的热处理温度、时间、气氛等参数，以获得理想的材料微观结构和宏观性能。分析材料失效：诊断材料在服役过程中出现的腐蚀、氧化、蠕变等失效机制，并提出相应的解决策略。预测材料行为：模拟材料在极端环境（如高温、高压、腐蚀性介质）下的行为，评估其可靠性和使用寿命。本书的写作风格力求清晰、逻辑性强，并配有丰富的图表和实例，以帮助读者更好地理解抽象的热力学概念。无论您是材料科学家、工程师，还是对材料的热力学性质充满兴趣的学生，本书都将是您不可或缺的参考资料。它将帮助您掌握理解和预测材料行为的强大工具，从而在您的研究和工作中取得更大的突破。