材料科學(xué)基礎(chǔ)

前言

　　材料的制造已有上萬年的歷史，材料的發(fā)展一直是人類文明與社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)?！安牧峡茖W(xué)”作為一個(gè)科學(xué)概念的出現(xiàn)，則出現(xiàn)在大約20世紀(jì)50年代。材料科學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)，一方面擴(kuò)大了大學(xué)的教學(xué)領(lǐng)域及內(nèi)容，另一方面則是大大促進(jìn)了材料學(xué)科的研究及發(fā)展，現(xiàn)在材料已成為世界重大科技基礎(chǔ)學(xué)科之一，是最為活躍的研究領(lǐng)域之一，并在各發(fā)達(dá)國家和我國得到重點(diǎn)發(fā)展?！　〔牧峡茖W(xué)與工程主要是研究材料的結(jié)構(gòu)（structure）、制備（processing）、性能（pro——perry）以及使役行為（performance）四者之間相互關(guān)系和變化規(guī)律的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。這一關(guān)系常用圖1中的四面體來表示。我國材料科學(xué)家?guī)煵w認(rèn)為成分（composition）是與結(jié)構(gòu)同樣重要的變量，制備（processing）和合成（synthesis）可以相關(guān)聯(lián)，同時(shí)將“材料理論與制備設(shè)計(jì)”也列入了材料科學(xué)與工程的要素之一，從而提出了材料科學(xué)與工程六要素圖（圖2）。國際著名材料學(xué)家Robert.W.Cahn提出原子與晶體學(xué)、相平衡和顯微組織研究是鼎立材料科學(xué)的三個(gè)主要部分。　　在構(gòu)成材料科學(xué)與工程的諸多要素中，結(jié)構(gòu)與性能是最基本的關(guān)系，因此，材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課的主要任務(wù)就是提供材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的基礎(chǔ)知識(shí)。本書將這些知識(shí)分類為三個(gè)部分，即晶體學(xué)基礎(chǔ)、形變及強(qiáng)化基礎(chǔ)、相圖及相變基礎(chǔ)。在“晶體學(xué)基礎(chǔ)”中介紹了原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵、晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷的基礎(chǔ)知識(shí)，并擴(kuò)充了非晶和準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)容；在“形變及強(qiáng)化基礎(chǔ)”中介紹了與材料形變直接相關(guān)的位錯(cuò)的基礎(chǔ)知識(shí)以及與材料形變、強(qiáng)化機(jī)理之間的關(guān)系，并介紹了變形材料加熱過程中的回復(fù)與再結(jié)晶；在“相圖及相變基礎(chǔ)”中介紹了二元相圖、三元相圖的基礎(chǔ)知識(shí)以及有關(guān)材料的凝固和固態(tài)擴(kuò)散的相關(guān)內(nèi)容。

內(nèi)容概要

為了適應(yīng)教育國際化趨勢(shì)的發(fā)展需要，培養(yǎng)具有國際合作意識(shí)、國際交流與競(jìng)爭(zhēng)能力的人才，我國的許多高校開始在課程教學(xué)中實(shí)施雙語教學(xué)。由于英語已經(jīng)成為最重要的國際通用語言，國際上重要的科學(xué)技術(shù)成果大多首先以英文出版，因此，加強(qiáng)在專業(yè)課程中的英語學(xué)習(xí)，對(duì)于較快地學(xué)習(xí)和掌握發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)技術(shù)，適應(yīng)學(xué)生走向國際化的進(jìn)程是必要的。由于學(xué)生外語水平的參差不齊，環(huán)境配套設(shè)施、教材以及師資的因素，對(duì)如何實(shí)施雙語教學(xué)一直有各種觀點(diǎn)。我們認(rèn)為學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和理解是第一位的，不能一味強(qiáng)調(diào)英語授課的比重，這可能最終以降低或損傷學(xué)科教學(xué)質(zhì)量為代價(jià)。作為雙語教學(xué)諸多方法中的一個(gè)層次的嘗試，我們認(rèn)為教學(xué)過程中漢語的講授是必要的，需要盡可能地營造英語的氛圍，使程度高的同學(xué)能借助這一平臺(tái)達(dá)到更高的水平，而程度較差的同學(xué)也能通過這一過程感受到外語的環(huán)境，感受到外語在專業(yè)中的重要性，提高外語學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。    為配合這一目的，本書力求在專業(yè)知識(shí)的介紹中穿插英文的內(nèi)容。除了提供大部分專業(yè)詞匯的英文名稱外，書中的例題采用英文形式。在一些章的后面，提供了與相關(guān)章節(jié)內(nèi)容緊密相關(guān)的英文短文。這些短文都是在權(quán)威書刊上精選的內(nèi)容，使學(xué)生在熟悉專業(yè)詞匯、科技英語表達(dá)方式的同時(shí)，對(duì)所學(xué)知識(shí)也是一個(gè)補(bǔ)充和強(qiáng)化。同時(shí)在章節(jié)中的相關(guān)地方給出了材料科學(xué)重要人物等的英文介紹，希望學(xué)生在提高英文閱讀水平的基礎(chǔ)上，對(duì)于材料人文有更多的了解，并借此為進(jìn)入材料科學(xué)的廣闊空間打開一扇窗戶。

書籍目錄

第一部分　晶體學(xué)基礎(chǔ)　第1章　原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵　第2章　晶體結(jié)構(gòu)　第3章  非晶和準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)　第4章　晶體缺陷　習(xí)題一第二部分　形變及強(qiáng)化基礎(chǔ)　第5章　位錯(cuò)基礎(chǔ)知識(shí)　第6章　材料的變形　第7章  回復(fù)與再結(jié)晶　習(xí)題二第三部分　相圖及相變基礎(chǔ)　第8章　二元相圖　第9章　三元相圖　第10章　材料的凝固　第11章　固態(tài)擴(kuò)散　習(xí)題三附錄中英文對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　（4）合金元素和雜質(zhì)　　合金元素和雜質(zhì)的存在可提高強(qiáng)度，因此在同樣的變形量下，將增大冷形變金屬中的儲(chǔ)存能，從而使再結(jié)晶時(shí)的I／u值增大。另一方面，合金元素和雜質(zhì)能夠降低界面遷移能，這就是說，它會(huì)降低再結(jié)晶完成后晶粒的長大速率。所以，合金元素和雜質(zhì)將有利于晶粒細(xì)化。7.4　再結(jié)晶后的晶粒長大　　Grain GrOwth after ReCryStall iZatiOn　　再結(jié)晶完成后，若繼續(xù)升高加熱溫度或延長加熱時(shí)間，將發(fā)生晶粒長大，這是一個(gè)自發(fā)的過程。因?yàn)橥ㄟ^晶粒的長大可減少晶界的面積，使表面能降低。只要溫度足夠高，使原子具有足夠的活動(dòng)能力，晶粒便會(huì)迅速長大。晶粒長大實(shí)際上是通過晶界遷移進(jìn)行的，是大晶粒吞并小晶粒的過程?！　【Ы缫苿?dòng)的驅(qū)動(dòng)力通常來自總的界面能的降低?！　【ЯｉL大按其特點(diǎn)可分為兩類：正常晶粒長大和異常晶粒長大（二次再結(jié)晶）。7.4.1　正常晶粒長大　　NOrmaI Grain GrOWth　　大多數(shù)晶粒幾乎同時(shí)逐漸均勻長大。再結(jié)晶完成后，新等軸晶已完全接觸，形變儲(chǔ)存能已完全釋放，但在繼續(xù)保溫或升高溫度情況下，仍然可以繼續(xù)長大，這種長大是依靠大角度晶界的移動(dòng)并吞食其他晶粒實(shí)現(xiàn)的。晶粒長大的過程實(shí)際上就是一個(gè)晶界遷移過程，對(duì)于系統(tǒng)來說，晶粒長大的驅(qū)動(dòng)力是界面能的降低，對(duì)于個(gè)別晶粒，不同曲率是造成晶界遷移的直接原因，晶面向著曲率中心的方向移動(dòng)（圖7-13）?！　∮绊懢ЯｉL大的因素：晶粒長大是通過晶界遷移實(shí)現(xiàn)的，所以影響晶界遷移的因素都會(huì)影響晶粒長大。具體影響晶粒長大的因素：　　（1）溫度　　溫度越高，晶界易遷移，晶粒易粗化。　?。?）分散相粒子　　阻礙晶界遷移，降低晶粒長大速率。當(dāng)晶界能所提供的晶界移動(dòng)驅(qū)動(dòng)力正好等于分散相粒子對(duì)晶界移動(dòng)所施加的約束力時(shí)，正常晶粒長大停止，此時(shí)晶粒的平均直徑稱為極限的晶粒平均直徑d，第二相質(zhì)點(diǎn)半徑為R、分散相粒子所占體積分?jǐn)?shù)為9，可以證明它們之間的關(guān)系為d=4R／39。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    材料科學(xué)基礎(chǔ) PDF格式下載

---