材料形態(tài)學(xué)

目錄
《博士后文庫》序言
序
前言
第1章 材料形態(tài)與性能的關(guān)系 1
1.1 引言 1
1.2 材料形態(tài)學(xué)基本原理 1
1.2.1 熱力學(xué)原理 2
1.2.2 動力學(xué)原理 2
1.2.3 晶體學(xué)原理 3
1.3 材料形態(tài)與性能的關(guān)系 4
1.3.1 形狀記憶效應(yīng) 4
1.3.2 光學(xué)特性 9
1.3.3 力學(xué)特性 11
1.3.4 阻尼特性 14
參考文獻(xiàn) 15
第2章 基于熱力學(xué)的材料形態(tài)學(xué) 16
2.1 基于熱力學(xué)的多步結(jié)構(gòu)相變 16
2.1.1 多步結(jié)構(gòu)相變 16
2.1.2 模型和計算參數(shù) 17
2.1.3 fcc-fco相變熱力學(xué) 23
2.1.4 fcc-fct-fco相變熱力學(xué) 25
2.1.5 多步相變熵、相變焓和相變比熱 28
2.1.6 相變臨界驅(qū)動力 30
2.1.7 合金成分對相變熱力學(xué)函數(shù)的影響 32
2.1.8 多步相變的級別 35
2.2 基于熱力學(xué)的納米材料結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化 36
2.2.1 碳納米管 36
2.2.2 單壁碳納米管的熱力學(xué) 37
2.2.3 多壁碳納米管的熱力學(xué) 41
2.2.4 單壁碳納米管束向多壁碳納米管轉(zhuǎn)化的熱力學(xué) 45
2.3 層錯缺陷熱力學(xué) 50
2.3.1 層錯能 50
2.3.2 熱力學(xué)計算模型 51
2.3.3 結(jié)果與討論 51
參考文獻(xiàn) 53
第3章 基于晶體學(xué)的材料形態(tài)學(xué) 55
3.1 缺陷晶體學(xué) 55
3.1.1 層錯及層群 55
3.1.2 平面層錯的對稱性 56
3.1.3 層錯四面體的對稱性 57
3.1.4 長周期結(jié)構(gòu)預(yù)測 57
3.1.5 過渡相的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 58
3.2 結(jié)構(gòu)相變晶體學(xué) 59
3.2.1 模型和計算方法 60
3.2.2 切變角的計算結(jié)果 62
3.2.3 表面浮凸角的計算結(jié)果 63
3.3 多步相變晶體學(xué) 64
3.3.1 晶體學(xué)方法 65
3.3.2 fcc-fct相變晶體學(xué) 67
3.3.3 fct-fco相變晶體學(xué) 69
3.3.4 fcc-fco相變晶體學(xué) 70
3.3.5 合金成分對相變晶體學(xué)的影響 71
3.4 透鏡狀馬氏體的發(fā)展長大模式 74
3.4.1 透鏡狀馬氏體相變晶體學(xué) 74
3.4.2 透鏡狀馬氏體的長大過程 74
3.4.3 透鏡狀馬氏體的中脊 75
3.4.4 透鏡狀馬氏體的發(fā)展長大模式 75
參考文獻(xiàn) 76
第4章 基于動力學(xué)的材料形態(tài)學(xué) 78
4.1 單晶中的微觀組織演化 78
4.1.1 熱誘發(fā)結(jié)構(gòu)相變 79
4.1.2 應(yīng)力誘發(fā)結(jié)構(gòu)相變 81
4.1.3 單晶力學(xué)行為 84
4.2 多晶中的微觀組織演化 91
4.2.1 多晶模型 91
4.2.2 熱誘發(fā)結(jié)構(gòu)相變 92
4.2.3 應(yīng)力誘發(fā)結(jié)構(gòu)相變 93
4.2.4 多晶力學(xué)行為 94
4.3 溫度場及應(yīng)力場下的微觀組織演化 96
4.3.1 模型方法 96
4.3.2 相變潛熱效應(yīng) 98
4.3.3 相變彈熱效應(yīng) 103
4.4 晶格動力學(xué) 107
參考文獻(xiàn) 108
第5章 基于力學(xué)的材料形態(tài)學(xué) 111
5.1 結(jié)構(gòu)相變的細(xì)觀力學(xué) 111
5.1.1 Eshelby的彈性理論 111
5.1.2 平行馬氏體片間的彈性相互作用 112
5.1.3 非平行馬氏體片間的彈性相互作用 113
5.1.4 相變應(yīng)變 115
5.1.5 熱誘發(fā)馬氏體的彈性應(yīng)變能 117
5.1.6 應(yīng)力誘發(fā)馬氏體的彈性應(yīng)變能 118
5.2 缺陷的細(xì)觀力學(xué) 121
5.2.1 單一層錯的應(yīng)變能 121
5.2.2 平行層錯的交互作用能 123
5.2.3 層錯四面體的應(yīng)變能 124
5.2.4 不全位錯與原子的交互作用能 125
參考文獻(xiàn) 127
第6章 材料表面形態(tài)學(xué) 129
6.1 平直表面形態(tài)學(xué) 129
6.1.1 表面電子結(jié)構(gòu) 129
6.1.2 表面電子密度 130
6.1.3 表面結(jié)合強(qiáng)度 131
6.2 顆粒表面形態(tài)學(xué) 133
6.2.1 顆粒表面結(jié)構(gòu)和形貌 133
6.2.2 顆粒表面濃度梯度 135
6.2.3 顆粒表面力學(xué)行為 138
6.3 臺階表面形態(tài)學(xué) 141
6.3.1 單鏈與臺階表面的相互作用 141
6.3.2 雙鏈與臺階表面的相互作用 146
6.3.3 納米團(tuán)簇陣列與臺階表面的相互作用 151
6.3.4 雙層石墨烯與臺階表面的相互作用 156
6.4 表面浮凸 160
6.4.1 表面浮凸形貌 161
6.4.2 表面浮凸特征 163
6.4.3 表面浮凸角 165
6.5 外場對表面納米顆粒吸附的影響 166
參考文獻(xiàn) 172
第7章 材料界面形態(tài)學(xué) 174
7.1 共格界面熱力學(xué)及界面形態(tài) 174
7.1.1 界面化學(xué){結(jié)構(gòu)模型 175
7.1.2 單步相變中的共格界面熱力學(xué) 178
7.1.3 多步相變中的共格界面熱力學(xué)及界面形態(tài) 190
7.2 基于單步相變的界面應(yīng)力及界面形態(tài) 204
7.2.1 單變體馬氏體形態(tài)及其界面應(yīng)力 205
7.2.2 孿晶馬氏體形態(tài)及其界面應(yīng)力 207
7.2.3 三變體馬氏體形態(tài)及其界面應(yīng)力 210
7.2.4 界面應(yīng)力對慣習(xí)面的影響 211
7.2.5 相變過程中體系能量的變化 213
7.3 基于多步相變的微觀組織演化及界面形態(tài) 214
7.3.1 模擬方法 215
7.3.2 微觀組織演化及界面形態(tài) 216
7.3.3 內(nèi)應(yīng)力場和能量變化 219
參考文獻(xiàn) 221
第8章 反鐵磁結(jié)構(gòu)相變的形態(tài)學(xué) 224
8.1 Mn基反鐵磁合金 224
8.2 模型及方法 225
8.3 單晶體系中反鐵磁結(jié)構(gòu)相變的形態(tài)學(xué) 228
8.3.1 無外場下單晶的微觀組織形態(tài) 228
8.3.2 磁場下單晶微觀組織的演化 230
8.3.3 磁場和應(yīng)力場下單晶微觀組織的演化 233
8.3.4 強(qiáng)磁場下單晶疇界的遷移 238
8.4 多晶體系中反鐵磁結(jié)構(gòu)相變的形態(tài)學(xué) 240
8.4.1 無外場下多晶的微觀組織形態(tài) 240
8.4.2 磁場下多晶微觀組織的演化 241
8.4.3 磁場和應(yīng)力場下多晶微觀組織的演化 243
8.4.4 大應(yīng)力場下多晶疇界的遷移 248
參考文獻(xiàn) 249
編后記 252
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