材料結(jié)構(gòu)缺陷與性能

《材料結(jié)構(gòu)缺陷與性能》是高等學(xué)校材料科學(xué)與工程類學(xué)科專業(yè)的必修課程教材。本教材內(nèi)容共分為7章：第1章，介紹了缺陷理論的產(chǎn)生和研究發(fā)展過程、缺陷的分類、研究材料結(jié)構(gòu)缺陷的意義；第2~4章，分別介紹了點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷的基本性質(zhì)和研究方法；第5章，介紹了缺陷間的交互作用；第6章，介紹了缺陷對材料力學(xué)性能的影響；第7章，介紹了缺陷對材料物理性能的影響，并舉例加以說明。

本教材圍繞缺陷對材料性能的影響這條主線，詳細(xì)介紹了材料結(jié)構(gòu)缺陷與材料性能的關(guān)系，對于材料特別是新材料的合成與制備、材料的選擇與設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

本教材除可作為高等學(xué)校材料科學(xué)與工程類學(xué)科專業(yè)的教材外，還可供材料科學(xué)與工程領(lǐng)域從事材料研究與材料制造的專業(yè)人士閱讀參考。

1緒論

1.1結(jié)構(gòu)缺陷理論的產(chǎn)生

1.2晶體結(jié)構(gòu)缺陷的類型

2點(diǎn)缺陷的基本性質(zhì)

2.1引言

2.2點(diǎn)缺陷的種類及產(chǎn)生途徑

2.3點(diǎn)缺陷的平衡濃度

2.4點(diǎn)缺陷的形成能

2.5點(diǎn)缺陷的運(yùn)動和結(jié)合

2.6點(diǎn)缺陷的形成熵和遷移熵

2.7金屬中的淬火空位

2.8金屬因輻照產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷

3線缺陷的基本性質(zhì)

3.1引言

3.2位錯(cuò)的類型

3.3位錯(cuò)的伯格斯矢量

3.4位錯(cuò)周圍的應(yīng)力場及彈性能

3.5位錯(cuò)的運(yùn)動

3.6位錯(cuò)的起源與增殖

3.7位錯(cuò)的塞積

3.8位錯(cuò)的交割

3.9位錯(cuò)動力學(xué)

3.10典型晶體中的位錯(cuò)

3.11位錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)觀測

4面缺陷的基本性質(zhì)

4.1引言

4.2小角度晶界

4.3大角度晶界

4.4相界

4.5單相多晶體中的晶粒形狀

5缺陷間的交互作用

5.1點(diǎn)缺陷與位錯(cuò)的交互作用

5.2位錯(cuò)與位錯(cuò)間的交互作用

5.3位錯(cuò)與面缺陷的交互作用

6結(jié)構(gòu)缺陷對材料力學(xué)性能的影響

6.1晶體的軟硬實(shí)質(zhì)

6.2三類晶體的屈服現(xiàn)象

6.3流變應(yīng)力與位錯(cuò)密度

6.4加工硬化

6.5固溶強(qiáng)化

6.6晶體的斷裂

6.7合金中第二相強(qiáng)化

6.8高溫強(qiáng)度的位錯(cuò)理論

6.9疲勞強(qiáng)度的位錯(cuò)理論

6.10多晶材料的晶界強(qiáng)化機(jī)制

7結(jié)構(gòu)缺陷對材料物理性能的影響

7.1缺陷與晶體的電學(xué)性能

7.2缺陷與半導(dǎo)體性能

7.3缺陷與離子晶體物理性能

7.4缺陷與磁學(xué)性能

參考文獻(xiàn) 2100433B

作　者：顧少軒

版　次：2013年11月第1版第1次

日　期：2013年11月

頁　數(shù)：175頁

出版社：武漢理工大學(xué)出版社

開　本：大16

裝　幀：平裝

書　號：978-7-5629-4164-4

《材料的結(jié)構(gòu)與性能》介紹了：金屬材料、陶瓷材料、高分子材料等固體材料所共有的結(jié)構(gòu)特征與性能特征。

主要內(nèi)容包括單相材料的結(jié)構(gòu)；多相材料的結(jié)構(gòu)；熱處理基礎(chǔ)；馬氏體相變；材料的機(jī)械性能；材料的物理性能及材料的化學(xué)性能。

《材料的結(jié)構(gòu)與性能》可作為大學(xué)材料學(xué)科、材料力學(xué)學(xué)科以及機(jī)械學(xué)科的本科生和研究生試用教材，也可以作為相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的研究者及技術(shù)人員的參考用書。

全書共10章，分別講述了材料的原子和電子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的缺陷、鋼鐵材料的組織與性能、輕合金的組織與性能、磁性材料、非晶合金、結(jié)構(gòu)陶瓷材料以及超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)與性能。重點(diǎn)在于闡述不同材料的組織結(jié)構(gòu)與材料性能之間的關(guān)系，使讀者能夠從材料的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來理解材料的研究和開發(fā)。

《材料結(jié)構(gòu)與性能》作為材料科學(xué)與工程專業(yè)高年級本科生和研究生的教材，也可作為科技人員系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料結(jié)構(gòu)與性能知識的參考書。

材料結(jié)構(gòu)與性能第1章

材料的原子和電子結(jié)構(gòu)

1.1 材料的原子結(jié)構(gòu)和鍵合特征

1.1.1 元素周期律和原子結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.1.2 化學(xué)鍵概念及其應(yīng)用

1.1.3 化學(xué)鍵的性質(zhì)

1.2 材料的電子結(jié)構(gòu)

1.2.1 原子的電子排列

1.2.2 能帶結(jié)構(gòu)與物理性能

1.2.3 半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第2章

材料的晶體結(jié)構(gòu)

2.1 晶體的幾何構(gòu)成

2.1.1 空間點(diǎn)陣

2.1.2 布拉菲點(diǎn)陣

2.1.3 晶體的對稱性

2.1.4 晶體的物理性能與結(jié)構(gòu)對稱性間的關(guān)系

2.2 晶體的結(jié)合

2.2.1 原子間的結(jié)合力與結(jié)合能

2.2.2 純金屬晶體

2.2.3 離子晶體

2.2.4 共價(jià)晶體

2.2.5 分子晶體

2.3 液晶結(jié)構(gòu)

2.3.1 熱致液晶

2.3.2 溶致性液晶

2.3.3 聚合物液晶

2.3.4 液晶的物理性質(zhì)

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第3章

晶體結(jié)構(gòu)的缺陷

3.1 缺陷的定義及分類

3.2 點(diǎn)缺陷

3.2.1 空位和間隙原子的結(jié)構(gòu)

3.2.2 空位和間隙原子的形成能與熱平衡濃度

3.2.3 離子晶體的點(diǎn)缺陷

3.2.4 雜質(zhì)缺陷

3.2.5 電子缺陷

3.2.6 缺陷化學(xué)基礎(chǔ)

3.3 位錯(cuò)

3.3.1 位錯(cuò)的彈性性質(zhì)

3.3.2 位錯(cuò)的能量與線張力

3.3.3 位錯(cuò)的受力

3.3.4 位錯(cuò)與其他缺陷間的交互作用

3.4 典型晶體中的位錯(cuò)

3.4.1 面心立方晶體中的位錯(cuò)

3.4.2 體心立方晶體中的位錯(cuò)

3.4.3 密排六方晶體中的位錯(cuò)

3.5 晶體的界面

3.5.1 晶界

3.5.2 相界面

3.5.3 反向疇界

3.5.4 鐵電疇界

3.6 晶體缺陷與材料性能

3.6.1 缺陷對材料物理性能的影響

3.6.2 缺陷與材料的力學(xué)性能

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第4章

鋼鐵材料的組織與性能

4.1 馬氏體組織與性能

4.1.1 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)

4.1.2 馬氏體的組織形貌

4.1.3 馬氏體組織的強(qiáng)度

4.1.4 馬氏體組織的斷裂韌性

4.1.5 馬氏體組織的疲勞強(qiáng)度

4.2 貝氏體組織結(jié)構(gòu)與性能

4.2.1 貝氏體的組織結(jié)構(gòu)

4.2.2 貝氏體組織的強(qiáng)度

4.2.3 貝氏體組織的斷裂韌性

4.2.4 貝氏體組織的疲勞強(qiáng)度

4.2.5 貝氏體/馬氏體復(fù)相組織的性能

4.3 珠光體組織與性能

4.3.1 珠光體組織結(jié)構(gòu)

4.3.2 珠光體組織的強(qiáng)度

4.3.3 珠光體組織的斷裂韌性

4.3.4 珠光體組織的疲勞強(qiáng)度

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第5章

輕合金的組織與性能

5.1 鋁及其合金的組織與性能

5.1.1 鋁及其合金簡介

5.1.2 鋁合金組織與強(qiáng)化機(jī)理

5.1.3 鋁合金的斷裂韌性

5.1.4 鋁合金的疲勞性能

5.2 鎂及鎂合金的組織結(jié)構(gòu)與性能

5.2.1 鎂及鎂合金的基本特性

5.2.2 鎂合金的組織特點(diǎn)

5.2.3 鎂合金的強(qiáng)度

5.2.4 鎂合金的斷裂韌性

5.2.5 鎂合金的疲勞強(qiáng)度

5.2.6 鎂合金的蠕變性能

5.3 鈦及鈦合金的結(jié)構(gòu)與性能

5.3.1 鈦及鈦合金的組織結(jié)構(gòu)

5.3.2 鈦合金的力學(xué)性能

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第6章

磁性材料及性能

6.1 材料的結(jié)構(gòu)與磁性

6.1.1 材料的磁性

6.1.2 磁化過程

6.2 磁性材料

6.2.1 R-Fe-B的結(jié)構(gòu)與性能

6.2.2 Sm2Fel7N的結(jié)構(gòu)與性能

6.2.3 納米晶復(fù)合磁性材料

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第7章

非晶合金材料

7.1 非晶合金與非晶態(tài)轉(zhuǎn)變

7.2 非晶合金的結(jié)構(gòu)特征

7.2.1 衍射法結(jié)構(gòu)表征

7.2.2 短程有序

7.2.3 非晶結(jié)構(gòu)模型

7.3 非晶合金的物理性能

7.3.1 力學(xué)性能

7.3.2 耐腐蝕性能

7.3.3 磁學(xué)性能

7.3.4 其他特性

7.4 大塊非晶合金

7.4.1 大塊非晶合金的晶化

7.4.2 大塊非晶合金的制備

7.4.3 合金成分設(shè)計(jì)原則

7.4.4 重要大塊非晶合金

7.4.5 大塊非晶合金應(yīng)用展望

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第8章

結(jié)構(gòu)陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能

8.1 原子結(jié)合鍵與晶體類型

8.1.1 離子鍵與離子晶體

8.1.2 共價(jià)鍵與共價(jià)晶體

8.1.3 范德瓦爾斯鍵

8.1.4 陶瓷的典型晶體結(jié)構(gòu)

8.1.5 硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)

8.2 陶瓷材料的顯微組織

8.3 陶瓷的強(qiáng)度與斷裂

8.3.1 陶瓷的彈性模量

8.3.2 陶瓷材料的強(qiáng)度

8.3.3 陶瓷材料的塑性變形

8.3.4 陶瓷材料的斷裂韌性

8.3.5 陶瓷材料的抗熱震性能

8.3.6 氧化鋁陶瓷

8.3.7 氧化鋯陶瓷

8.3.8 氮化物陶瓷

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第9章

超導(dǎo)材料

9.1 超導(dǎo)材料的基本特性

9.2 超導(dǎo)微觀理論

9.3 超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

9.3.1 低溫超導(dǎo)材料

9.3.2 高溫超導(dǎo)材料

9.4 超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)性能分析方法

9.5 超導(dǎo)材料的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

思考題

材料結(jié)構(gòu)與性能第10章

光學(xué)功能材料

10.1 光學(xué)功能材料的基本概念與分類

10.2 光學(xué)功能材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

10.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

10.3 典型倍頻晶體的結(jié)構(gòu)與性能

10.3.1 鈮酸鋰晶體的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系

10.3.2 磷酸二氫鉀族晶體的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系

10.3.3 硼酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系

參考文獻(xiàn)

思考題