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第1章 原子结构与键合1

1.1 原子结构1

1.1.1 物质的组成1

1.1.2 原子的结构1

1.1.3 原子的电子结构2

1.1.4 元素周期表3

1.2 原子间的键合4

1.2.1 金属键4

1.2.2 离子键4

1.2.3 共价键5

1.2.4 范德华力5

1.2.5 氢键6

1.3 高分子链6

1.3.1 高分子链的近程结构7

1.3.2 高分子链的远程结构11

第2章 固体结构16

2.1 晶体学基础16

2.1.1 空间点阵和晶胞16

2.1.2 晶向指数和晶面指数19

2.1.3 晶体的对称性24

2.1.4 极射投影27

2.2 金属的晶体结构30

2.2.1 三种典型的金属晶体结构30

2.2.2 晶体的原子堆垛方式和间隙33

2.2.3 多晶型性36

2.3 合金相结构37

2.3.1 固溶体37

2.3.2 中间相42

2.4 离子晶体结构51

2.4.1 离子晶体的结构规则51

2.4.2 典型的离子晶体结构53

2.4.3 硅酸盐的晶体结构58

2.5 共价晶体结构61

2.6 聚合物的晶态结构62

2.6.1 聚合物的晶体形态63

2.6.2 聚合物晶态结构的模型64

2.6.3 聚合物晶体的晶胞结构66

2.7 非晶态结构68

第3章 晶体缺陷72

3.1 点缺陷72

3.1.1 点缺陷的形成72

3.1.2 点缺陷的平衡浓度74

3.1.3 点缺陷的运动75

3.2 位错75

3.2.1 位错的基本类型和特征76

3.2.2 柏氏矢量79

3.2.3 位错的运动82

3.2.4 位错的弹性性质87

3.2.5 位错的生成和增殖95

3.2.6 实际晶体结构中的位错97

3.3 表面及界面109

3.3.1 外表面109

3.3.2 晶界和亚晶界110

3.3.3 孪晶界115

3.3.4 相界116

第4章 固体中原子及分子的运动119

4.1 表象理论119

4.1.1 菲克第一定律119

4.1.2 菲克第二定律120

4.1.3 扩散方程的解121

4.1.4 置换型固溶体中的扩散125

4.1.5 扩散系数D与浓度相关时的求解127

4.2 扩散的热力学分析129

4.3 扩散的原子理论131

4.3.1 扩散机制131

4.3.2 原子跳跃和扩散系数133

4.4 扩散激活能136

4.5 无规则行走与扩散距离137

4.6 影响扩散的因素138

4.7 反应扩散141

4.8 离子晶体中的扩散142

4.9 高分子的分子运动144

4.9.1 分子链运动的起因及其柔顺性144

4.9.2 分子的运动方式及其结构影响因素145

4.9.3 高分子不同力学状态的分子运动解说147

第5章 材料的形变和再结晶151

5.1 弹性和粘弹性151

5.1.1 弹性变形的本质151

5.1.2 弹性变形的特征和弹性模量152

5.1.3 弹性的不完整性154

5.1.4 粘弹性155

5.2 晶体的塑性变形156

5.2.1 单晶体的塑性变形156

5.2.2 多晶体的塑性变形166

5.2.3 合金的塑性变形169

5.2.4 塑性变形对材料组织与性能的影响174

5.3 回复和再结晶180

5.3.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化180

5.3.2 回复181

5.3.3 再结晶183

5.3.4 晶粒长大190

5.3.5 再结晶织构与退火孪晶194

5.4 高聚物的塑性变形196

第6章 单组元相图及纯晶体的凝固199

6.1 单元系相变的热力学及相平衡199

6.1.1 相平衡条件和相律199

6.1.2 单元系相图200

6.2 纯晶体的凝固203

6.2.1 液态结构203

6.2.2 晶体凝固的热力学条件204

6.2.3 形核205

6.2.4 晶体长大210

6.2.5 结晶动力学及凝固组织214

6.2.6 高分子的结晶特征219

第7章 二元系相图及其合金的凝固224

7.1 相图的表示和测定方法224

7.2 相图热力学的基本要点226

7.2.1 固溶体的自由能-成分曲线226

7.2.2 多相平衡的公切线原理227

7.2.3 混合物的自由能和杠杆法则228

7.2.4 从自由能-成分曲线推测相图229

7.2.5 二元相图的几何规律231

7.3 二元相图分析231

7.3.1 匀晶相图和固溶体凝固231

7.3.2 共晶相图及其合金凝固235

7.3.3 包晶相图及其合金凝固240

7.3.4 溶混间隙相图与调幅分解243

7.3.5 其他类型的二元相图244

7.3.6 复杂二元相图的分析方法250

7.3.7 根据相图推测合金的性能251

7.3.8 二元相图实例分析253

7.4 二元合金的凝固理论261

7.4.1 固溶体的凝固理论261

7.4.2 共晶凝固理论272

7.4.3 合金铸锭(件)的组织与缺陷281

7.5 高分子合金概述287

7.5.1 高分子合金的相容性288

7.5.2 高分子--高分子体系的相图及测定方法289

7.5.3 高分子合金的制备方法290

7.5.4 高分子合金的形态结构291

7.5.5 高分子合金性能与组元的一般关系293

7.5.6 高分子合金主要类型295

第8章 三元相图296

8.1 三元相图基础296

8.1.1 三元相图成分表示方法296

8.1.2 三元相图的空间模型298

8.1.3 三元相图的截面图和投影图299

8.1.4 三元相图中的杠杆定律及重心定律301

8.2 固态互不溶解的三元共晶相图302

8.3 固态有限互溶的三元共晶相图306

8.4 两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的三元相图311

8.5 包共晶型三元系相图312

8.6 具有四相平衡包晶转变的三元系相图312

8.7 形成稳定化合物的三元系相图314

8.8 三元相图举例316

8.9 三元相图小结324

第9章 材料的亚稳态327

9.1 钠米晶材料327

9.1.1 纳米晶材料的结构328

9.1.2 纳米晶材料的性能330

9.1.3 纳米晶材料的形成332

9.2 准晶态333

9.2.1 准晶的结构333

9.2.2 准晶的形成335

9.2.3 准晶的性能335

9.3 非晶态材料336

9.3.1 非晶态的形成336

9.3.2 非晶态的结构340

9.3.3 非晶合金的性能341

9.3.4 高分子的玻璃化转变342

9.4 固态相变形成的亚稳相345

9.4.1 固溶体脱溶分解产物345

9.4.2 马氏体转变355

9.4.3 贝氏体转变363

参考文献370