Interaction Between Defects and Anelastic Phenomena in Solids pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Golovin, Igor S. (EDT)/ Levin, Daniil M. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:152

装帧:

isbn号码:9783908451532

丛书系列:

图书标签:

Defects in Solids
Anelasticity
Material Science
Solid Mechanics
Crystallography
Materials Properties
Mechanical Behavior
Plasticity
Fracture Mechanics
Microstructure

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具体描述

《晶体材料中的位错动力学与宏观形变行为》本书深入探讨了晶体材料在不同应力状态和温度条件下，其内部微观结构——特别是位错——的运动规律及其对材料宏观力学性能的影响。全书结构严谨，内容翔实，旨在为材料科学家、工程师以及相关领域的研究人员提供一个全面且深入的理解框架。第一部分：晶体缺陷的基础理论与表征本部分从基础晶体学理论出发，详细阐述了晶体材料中存在的各类点缺陷（如空位、间隙原子）和线缺陷（位错）的几何特征、能量构型以及形成机制。我们着重分析了位错的核心概念，包括伯格斯矢量、螺型与铲型位错的本质区别，以及位错线的应力场分布。晶体结构与缺陷类型：介绍布拉维点阵、晶系，并对本征与非本征缺陷进行分类讨论。重点分析了热力学平衡下的空位浓度模型及其对扩散过程的制约。位错的弹性理论：详细推导了位错线的弹性应力场，特别是适用于分析位错缠结和交割的应力相互作用模型。讨论了位错环的形成与收缩过程。缺陷的实验观测技术：涵盖了多种现代材料表征技术，例如透射电子显微镜（TEM）中位错组态的成像原理、选择性腐蚀技术在位错源识别中的应用，以及同步辐射X射线衍射技术在分析微观应变场方面的潜力。第二部分：位错运动与塑性变形机制本部分是全书的核心，聚焦于位错如何在外加应力下迁移、交互，并最终导致宏观尺度的塑性流动。我们细致剖析了不同温度和应变速率下，位错运动所受到的内在阻力与外在驱动力。位错源的激活与迁移：深入探讨了弗兰克-里德（Frank-Read）源的激活条件，以及在不同晶体结构中（如面心立方、体心立方、密排六方）位错滑移系统的激活和转换机制。讨论了孪晶作为另一种重要塑性变形模式的微观基础。应力场与位错交割：详细分析了不同类型的位错相遇时的相互作用，包括攀移（Climb）和交滑移（Cross-slip）的能垒与驱动力。重点讨论了交滑移在诱导材料硬化和加工硬化中的关键作用。固溶强化与沉淀强化：分析了溶质原子和第二相粒子作为钉扎点对位错运动的阻碍效应。通过引入奥罗旺（Orowan）公式，量化了这些强化机制对屈服强度的贡献。第三部分：位错动态学与应变率效应理解材料在快速加载或高温条件下的行为，需要深入研究位错的动态特性。本部分将材料的微观运动与宏观的黏塑性、蠕变等现象联系起来。位错的弛豫与回复过程：阐述了在恒定应力作用下，位错网络如何通过攀移和交滑移重新排列，形成稳定的亚晶界（Low-Angle Grain Boundaries）。详细分析了高温蠕变过程中，扩散驱动的位错攀移机制及其对稳态蠕变速率的控制。位错在晶界处的行为：探讨晶界对位错运动的阻碍作用，即霍尔-佩奇（Hall-Petch）效应的微观根源。分析了晶界在作为位错源或位错汇聚区的双重角色。高速变形下的位错传播：讨论了在冲击加载或高速加工过程中，位错传播速度受到的限制，以及“声速限制”和“黏滞阻力”对材料动态响应的影响。第四部分：位错与材料的特定性能本部分将前述理论应用于分析材料在特定应用场景下的行为，特别是与疲劳、断裂及辐照损伤相关的机制。疲劳损伤的微观机制：详细描绘了循环加载下位错的局部化运动如何导致表面滑移线（Persistent Slip Bands, PSBs）的形成，以及这些区域的位错累积如何最终引发微裂纹的萌生与扩展。辐照对位错结构的影响：在核能材料等领域，高能粒子辐照会产生大量的点缺陷和缺陷簇。本章分析了这些新产生的缺陷如何捕获、钉扎现有的位错，导致材料的脆化和硬化（辐照损伤）。位错与塑性不均匀性：讨论了晶体材料中塑性应变分布的不均匀性，包括剪切带的形成机理，以及这种不均匀性如何影响材料的最终断裂韧性。本书的优势在于其严谨的理论推导与丰富的实例相结合，旨在揭示从原子尺度的缺陷行为到宏观机械性能之间的内在物理联系。通过对位错动力学的全面梳理，读者将能够更有效地设计和优化具有特定力学性能的晶体材料。