材料熱力學(xué)

前言

　　2006年夏，高等教育出版社組織全國(guó)一些高等院校專家在東北大學(xué)研討，確定出版研究生用系列教材，首期確定了十幾種，囑我主編《材料熱力學(xué)》，并于2006年12月18日在上海交通大學(xué)召開《材料熱力學(xué)》大綱討論會(huì)。　　竊以為，適用于本科生較深層次的“材料熱力學(xué)”無(wú)疑是材料科學(xué)與工程研究生的必修課程，但對(duì)研究生授課是否需要“教材”尚待探索，本書也許能為教學(xué)上取材提供便捷。合編“教材”既有發(fā)揮專長(zhǎng)或能集思廣益的優(yōu)點(diǎn)，也有缺乏個(gè)體寫作風(fēng)格的缺陷，本書的編寫也僅作為研究生教學(xué)的一個(gè)嘗試?！　〕w論為本人編寫外，承下列教授、專家慨允為本書編寫有關(guān)章節(jié)：清華大學(xué)劉偉教授編寫第二章；哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭明毅教授編寫第三章；上海交通大學(xué)金學(xué)軍教授編寫第四章；中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）劉玉芹副教授，中南大學(xué)杜勇教授、劉樹紅博士編寫第五章；中南大學(xué)劉華山教授編寫第六章；上海大學(xué)李麟教授編寫第七章。他們對(duì)書稿精心修改和潤(rùn)色，在此對(duì)他們不計(jì)名利、無(wú)私奉獻(xiàn)，對(duì)高級(jí)人才的培養(yǎng)所做的貢獻(xiàn)表示欽佩和感激。本書蒙東北大學(xué)郝士明教授審閱，在此謹(jǐn)表誠(chéng)摯謝意?！　∽鳛橹骶?，僅做一些粗略的統(tǒng)籌，除一些文字及格式對(duì)作者作少許建議外，為尊重作者寫作的成果未提過(guò)實(shí)質(zhì)性的意見，徒負(fù)虛名，工作微不足道，大部分事務(wù)概由上海交通大學(xué)金學(xué)軍教授操勞，特附加說(shuō)明。書中諸有錯(cuò)差，謹(jǐn)盼讀者隨時(shí)來(lái)函指正，當(dāng)負(fù)責(zé)處理，愿共同為祖國(guó)的科技發(fā)展力盡所能。

內(nèi)容概要

本書是材料科學(xué)與工程學(xué)科研究生教學(xué)用書之一，是本科生材料熱力學(xué)的進(jìn)一步深入。    本書的編寫目的是幫助研究生進(jìn)一步掌握熱力學(xué)理論，并能進(jìn)行材料熱力學(xué)研究。全書共分7章，內(nèi)容包括緒論、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、熱容與熵、相變熱力學(xué)、相圖熱力學(xué)、界面熱力學(xué)和熱力學(xué)在材料工程中應(yīng)用示例。    本書可作為高等學(xué)校材料科學(xué)與工程學(xué)科相關(guān)專業(yè)的研究生教學(xué)用書，也可供從事相關(guān)專業(yè)研究的科技人員參考。

書籍目錄

第一章  緒論  1.1  熱力學(xué)淺說(shuō)  1.2  材料熱力學(xué)概述  1.3  研究生用材料熱力學(xué)教材  參考文獻(xiàn)第二章  統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)  2.1  基本概念  2.2  Maxwell—Boltzmann分布定律  2.3  熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計(jì)表達(dá)  2.4  平衡統(tǒng)計(jì)的系綜方法  參考文獻(xiàn)第三章  熱容與熵  3.1  分子和晶體的簡(jiǎn)單模型  3.2  點(diǎn)陣熱容  3.3  電子和磁性熱容  3.4  無(wú)序體系的熱容  3.5  熵  3.6  非平衡熱力學(xué)  參考文獻(xiàn)第四章  相變熱力學(xué)  4.1  新相的形成和相變驅(qū)動(dòng)力  4.2  馬氏體相變熱力學(xué)  4.3  凝固與熔化  4.4  無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變熱力學(xué)  4.5  失穩(wěn)分解——Spinodal分解熱力學(xué)  4.6  脫溶分解熱力學(xué)  4.7  珠光體轉(zhuǎn)變(共析分解)熱力學(xué)  4.8  二級(jí)相變熱力學(xué)  參考文獻(xiàn)第五章  相圖熱力學(xué)  5.1  概述  5.2  相圖熱力學(xué)計(jì)算的一般原理  5.3  常用熱力學(xué)模型  5.4  二元相圖熱力學(xué)計(jì)算實(shí)例  5.5  相圖熱力學(xué)計(jì)算常用軟件  5.6  相圖熱力學(xué)優(yōu)化計(jì)算實(shí)例  5.7  相圖拓?fù)鋵W(xué)和多元相圖測(cè)定  參考文獻(xiàn)第六章  界面熱力學(xué)  6.1  界面能的體現(xiàn)  6.2  含界面的體系的基本熱力學(xué)方程  6.3  界面能的定義  6.4  界面能計(jì)算  6.5  Gibbs-thompson效應(yīng)  6.6  晶界偏析的熱力學(xué)  6.7  界面的“粗糙度”和遷移率  6.8  晶界溶質(zhì)原子的拖曳作用  參考文獻(xiàn)第七章  熱力學(xué)在材料工程中應(yīng)用示例  7.1  ZrO2-CeO2陶瓷在汽車排氣管中的催化作用(化合物能量模型處理)  7.2  ZrO2-CeO2陶瓷在汽車排氣管中的催化作用(替代溶液模型處理)  7.3  低碳低硅相變誘發(fā)塑性鋼設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)處理“  7.4  優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的熱力學(xué)問(wèn)題  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　上述本科生的材料熱力學(xué)課程主要為學(xué)習(xí)材料科學(xué)做先修準(zhǔn)備，那么研究生的材料熱力學(xué)課程應(yīng)該在內(nèi)容上更深入一步。教師的一般共識(shí)是：研究生學(xué)習(xí)材料熱力學(xué)的目的應(yīng)進(jìn)一步掌握熱力學(xué)理論，并能進(jìn)行材料熱力學(xué)研究。因此研究生教材宜盡可能避免和本科教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，重要概念加以重復(fù)強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生溫故知新，在深入探討中、在銜接上有所重復(fù)，當(dāng)然還是需要的。　　文獻(xiàn)[17]強(qiáng)調(diào)結(jié)合材料微觀（顯微）組織變化的熱力學(xué)理論，這一觀點(diǎn)無(wú)疑很準(zhǔn)確，但目前離此目標(biāo)還有很大的距離。材料科學(xué)與工程學(xué)科的特點(diǎn)是研究、揭示材料的成分和加工（制備）對(duì)結(jié)構(gòu)、組織、性質(zhì)和效能的影響。呈現(xiàn)不同性能的各種顯微組織，其形成和變化的熱力學(xué)（還涉及動(dòng)力學(xué)）研究極其重要，而且這是和物理學(xué)家、化學(xué)家及工程學(xué)家研究材料相比較，有其顯著的特點(diǎn)。以往較成功的例子如過(guò)冷度對(duì)鋼中珠光體片層厚度的定量影響，后來(lái)證明符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，近來(lái)再結(jié)晶的部分研究成果也已經(jīng)問(wèn)世等。但這方面的研究結(jié)果不多。材料熱力學(xué)研究工作不但應(yīng)在宏觀組織改變方面繼續(xù)作出建樹，還宜建立一些形成顯微組織的定量計(jì)算模型，為材料設(shè)計(jì)提供必要資料。目前相場(chǎng)理論正結(jié)合相變動(dòng)力學(xué)在這方面取得進(jìn)展中，展望結(jié)合統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和量子力學(xué)（包括量子統(tǒng)計(jì)學(xué)）研究材料的組織和性能的改變，將使材料熱力學(xué)研究成果為材料科學(xué)與工程的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。　　這本合編的教材是一種嘗試，我們想在尊重各位作者的寫作意圖及辛勤勞動(dòng)結(jié)晶的前提下，為了教材前后銜接及文體統(tǒng)一，在原稿基礎(chǔ)上煩作者做了小的改動(dòng)，并擬在試教一遍后再做進(jìn)一步的修改、提高。

圖書封面

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