普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·材料科學與工程系列:材料科學基礎(修訂版)
定 價:70 元
- 作者:潘金生 ,仝健民 ,田民波 著
- 出版時間:2011/1/1
- ISBN:9787302247616
- 出 版 社:清華大學出版社
- 中圖法分類:TB3
- 頁碼:674
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《材料科學基礎(修訂版)》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材!恫牧峡茖W基礎(修訂版)》是《材料科學基礎》(清華大學出版社,1998年)的修訂版。作為一部比較經典的高等院校教材,《材料科學基礎(修訂版)》結合金屬和合金、陶瓷、硅酸鹽等各類材料,著重闡述材料科學的基礎理論及其應用,包括晶體學、晶體缺陷、固體材料的結構和鍵合理論、材料熱力學和相圖、固體動力學(擴散)、凝固與結晶和相變等內容。此次修訂,除訂正上一版的差錯之外,還替換了不少陳舊的圖表,增補了若干新的內容,并增補了習題和解題指導。
《材料科學基礎(修訂版)》可用作高等學校材料院系各專業(yè)本科生及研究生的材料科學課程教材,也可作為其他院系材料類專業(yè)學生及廣大材料工作者的參考書。
《材料科學基礎》自1998年出版以來,已重印12次,發(fā)行量逾20000冊。本書被國內不少大學的相關院系選為教材,經常被國內外文獻引用,特別是作者不斷收到熱心讀者的來信,探討問題、指出不足、提出建議。所有這些都說明,本書在國內已產生一定影響。
《材料科學基礎》一直是清華大學材料科學與工程系為本科生開設的必修課“材料科學基礎”的教材; 該課程于2007年被評為國家級精品課,并曾進行過全課程錄像。在精品課建設期間,完成了全英文PPT教案(第6版),還合作編寫了與之相配的學習輔導及試題匯編。
本次修訂融入了本書出版以來十幾年的教學經驗和體會,吸收了許多熱心讀者的建議,修改了上一版中的錯、漏之處,更換、補充了許多圖表,更新了部分論述,增補了習題和解題指導并在不久的將來出版教學輔導及教學課件。
清華大學最早于20世紀50年代中后期由李恒德院士開設“金屬物理”課程,這在全國也是最早的。以此為源頭,經歷半個多世紀,經過六代人的不懈努力,終將“材料科學基礎”建設成現(xiàn)在的課程體系。
修訂者力求將更完整、更準確、更時新的版本奉獻給讀者,但限于本人水平,欠妥或謬誤之處在所難免,懇請讀者繼續(xù)關心并批評指正。
田民波2011年1月
第1章 晶體學基礎
1.1 引言
1.2 空間點陣
1.2.1 晶體的特征和空間點陣
1.2.2 晶胞、晶系和點陣類型
1.2.3 復式點陣,晶胞和原胞
1.3 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)
1.3.1 晶面和晶向指數(shù)的確定
1.3.2 立方和六方晶體中重要晶向的快速標注
1.4 常見晶體結構及其幾何特征
1.4.1 常見晶體結構
1.4.2 幾何特征
1.4.3 常見晶體結構中的重要間隙
1.5 晶體的堆垛方式
1.6 晶體投影
1.6.1 球投影
1.6.2 極射投影
1.6.3 烏氏網及其應用
1.6.4 標準投影
1.6.5 極射投影練習
1.7 倒易點陣
1.7.1 倒易點陣的確定方法,倒易基矢
1.7.2 倒易點陣的基本性質
1.7.3 實際晶體的倒易點陣
1.7.4 倒易點陣的應用
1.8 菱方晶系的兩種描述
1.8.1 菱方軸和六方軸的基矢關系
1.8.2 點陣常數(shù)換算公式
1.8.3 晶向指數(shù)變換
1.8.4 晶面指數(shù)變換
習題
第2章 固體材料的結構
2.1 引言
2.2 原子結構
2.2.1 經典模型和玻爾理論
2.2.2 波動力學理論和近代原子結構模型
2.2.3 能級圖和元素的原子結構
2.2.4 原子穩(wěn)定性和能級的實驗測定
2.3 結合鍵
2.3.1 離子鍵
2.3.2 共價鍵
2.3.3 金屬鍵
2.3.4 分子鍵
2.3.5 氫鍵
2.4 分子的結構
2.4.1 多原子體系電子狀態(tài)的一般特點
2.4.2 共價分子的結構
2.5 晶體的電子結構
2.5.1 晶體的結合鍵
2.5.2 晶體中電子的能態(tài)
2.5.3 晶體的結合能
2.6 元素的晶體結構和性質
2.6.1 元素的晶體結構
2.6.2 元素性質的周期性
2.7 合金相結構概述
2.7.1 基本概念
2.7.2 合金成分的表示
2.7.3 合金相分類
2.8 影響合金相結構的主要因素
2.8.1 原子半徑或離子半徑
2.8.2 電負性
2.8.3 價電子濃度
2.8.4 其他因素
2.9 固溶體
2.9.1 什么是固溶體
2.9.2 固溶體分類
2.9.3 固溶度和Hume-Rothery規(guī)則
2.9.4 固溶體的性能與成分的關系
2.10 離子化合物
2.10.1 決定離子化合物結構的幾個規(guī)則
……
第3章 晶體的范性形變
第4章 晶體中的缺陷
第5章 材料熱力學
第6章 相圖
第7章 界面
第8章 固體中的擴散
第9章 凝固與結晶
第10章 回復與再結晶
第11章 固態(tài)相變(1)——擴散型相變
第12章固態(tài)相變(2)——馬氏體相變
參考文獻
2.1 引言
固體材料的各種性質主要取決于它的晶體結構。因此,要正確地選擇性能符合要求的材料或研制具有更好性能的材料,首先要熟悉、乃至控制其結構。除了實用意義外,研究固體材料的結構還有很大的理論意義,因為材料的結構是和組成材料的原子之間的作用力——結合鍵密切相關的,而結合鍵乃是各種固體理論的基本出發(fā)點(或基本參數(shù))。通過固體材料結構的研究可以最直接、最有效地確定結合鍵的類型和特征。
由于以上原因,固體材料的結構測定已成為材料科學中一個獨立的、重要的研究領域,即所謂結構分析。結構分析的方法很多,其中最重要、應用最廣泛的方法就是X光、電子和中子衍射方法,其基本原理在于一定的晶體結構對應著一定的衍射圖像和衍射線(或斑點)強度,通過對衍射圖像和強度的分析即可推知晶體結構。具體的測定和分析方法請參考有關的書籍。
由于晶體結構和組成晶體的原子的結構密切相關,本章首先簡單復習物理和化學中學過的原子結構和結合鍵,然后以此為基礎,著重討論各種重要類型固體材料的結構及其性能特點。這些材料包括:金屬、非金屬、離子晶體、陶瓷材料、合金(包括固溶體和金屬間化合物)等。
通過本章學習,除了要掌握一些基本概念(如合金相和組織的概念,成分的表示等)外,還要熟悉一些典型晶體的結構、特點和決定結構的主要因素、結構與性能的關系等。
2.2 原子結構
本節(jié)討論孤立(或自由)原子的電子結構,也就是處于氣態(tài)(或蒸氣中)原子的電子結構。