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绪论1

第一编 金属的结构及其理论 冯端4

引言4

第一章 金属的结构5

1.1 刚球密堆积与几种典型的金属结构5

1.2 元素的晶体结构11

1.3 金属的原子半径14

1.4 元素的原子结构17

1.5 金属键与结合能21

1.6 液态金属与非晶态金属的结构24

Ⅰ 基于经验规律或半经验规律的金属理论31

2.1 经验的原子相互作用势31

第二章 金属结构的理论31

2.2 金属的化学键理论35

Ⅱ 金属电子论44

2.3 自由电子模型45

2.4 电子-电子相互作用48

2.5 周期势场中的电子50

2.6 赝势理论与简单金属的结构55

2.7 过渡金属的电子结构65

2.8 稀土金属及锕系金属的电子结构72

第一编 参考文献76

第二编 合金的结构及其理论 冯端78

引言78

3.1 相平衡的热力学判据80

第三章 合金的热力学80

Ⅰ 定性理论80

3.2 合金的平衡相81

3.3 从自由能曲线推导相图84

3.4 相图的几何规律87

Ⅱ 定量理论90

3.5 均匀相的热力学函数90

3.6 理想溶体与非理想溶体92

3.7 合金热力学数据的讨论94

3.8 相图的计算99

Ⅰ 固溶体107

4.1 固溶体的基本类型107

第四章 合金的结构107

4.2 形成替代式固溶体的一些经验规律109

4.3 固溶体的物理性能114

4.4 填隙式固溶体的晶体结构118

4.5 固溶体的微观不均匀性120

4.6 有序固溶体122

Ⅱ 金属化合物128

4.7 电子化合物128

4.8 拓扑密集结构的金属化合物133

4.9 填隙化合物141

4.10 金属化合物的物理性能143

4.11 非晶态合金145

Ⅲ 非周期结构的固相合金145

4.12 准晶态合金152

第五章 微观的合金理论155

Ⅰ 统计理论155

5.1 固溶体的统计理论模型155

5.2 准化学近似与固溶体中的原子分布157

5.3 二元合金的溶解限曲线理论159

5.4 有序-无序转变的理论163

Ⅱ 弹性理论172

5.5 错配球模型172

5.6 错配球模型的应用177

5.7 弹性偶极子模型181

5.8 弹性偶极子模型的应用185

Ⅲ 电子理论191

5.9 稀固溶体的电子屏蔽模型192

5.1 刚能带模型及其他200

第二编 参考文献207

第三编 晶体的缺陷 冯端211

引言211

第六章 点缺陷215

Ⅰ 点缺陷的基本性质215

6.1 几何组态215

6.2 点缺陷的形成能217

6.3 热平衡态的点缺陷220

6.4 点缺陷对物理性能的影响223

6.5 点缺陷的移动224

Ⅱ 辐照效应226

6.6 辐照效应的一般介绍226

6.7 辐照对金属性能的影响227

6.8 高能粒子与点阵原子的碰撞229

6.9 原子碰撞的级联过程232

6.10 实验结果与理论计算值的比较238

6.11 辐照后缺陷的回复241

附录6-Ⅰ 经典的碰撞理论243

Ⅰ 位错的几何性质248

7.1 刃型位错与螺型位错248

第七章 位错248

7.2 位错的滑移与攀移251

7.3 位错的普遍定义与伯格斯矢量257

7.4 位错的一般运动学特征262

7.5 位错与晶体的范性形变263

Ⅱ 位错的应力场与芯结构266

7.6 位错的连续介质模型266

7.7 直刃型位错的应力场267

7.8 直螺型位错的应力场270

7.9 直位错的能量272

7.10 位错与表面的弹性相互作用274

7.11 任意形状位错圈的应力场277

7.12 位错的线张力281

7.13 各向异性的介质和非线性弹性效应284

7.14 位错的点阵模型289

Ⅲ 位错与晶体缺陷的相互作用295

7.15 应力场对位错的作用力295

7.16 平行位错间的弹性相互作用力297

7.17 位错的塞积群299

7.18 位错的交截302

7.19 位错与溶质原子的弹性相互作用305

7.20 过饱和点缺陷对位错的作用力308

Ⅳ 位错的萌生、增殖与运动310

7.21 位错的萌生310

7.22 位错的增殖313

7.23 运动位错的弹性场318

7.24 位错的弦线模型321

7.25 滑移动力学的实验观测327

7.26 攀移动力学328

Ⅴ 典型晶体结构中的位错组态329

7.27 典型晶体结构中的全位错330

7.28 堆垜层错331

7.29 面心立方晶体中的不全位错334

7.30 扩展位错336

7.31 面心立方晶体中的一些位错反应339

7.32 面心立方晶体中空位凝聚成位错的过程343

7.33 其他结构中的堆垜层错与不全位错346

7.34 合金中的位错组态349

附录351

7-Ⅰ 弹性力学的基础知识351

7-Ⅱ 刃型位错应力场的计算358

7-Ⅲ 弹性介质对点力作用的响应363

7-Ⅳ 扩展位错平衡宽度的计算364

7-Ⅴ 若干求和问题365

第三编 参考文献371

第四编 表面与界面 冯端375

引言375

第八章 表面376

8.1 表面能376

8.2 晶体表面的微观形貌380

8.3 表面吸附与偏析385

8.4 表面的统计理论392

8.5 表面的电子理论397

8.6 技术材料的表面406

8.7 超微粒408

第九章 界面416

Ⅰ 晶界416

9.1 多晶体中晶粒的形态416

9.2 晶界的位错模型419

9.3 晶界位错模型的实验证明426

9.4 孪晶界432

9.4 晶界结构的一般理论435

9.6 大角度晶界结构的实验观测441

9.7 晶界能443

9.8 晶界偏析445

9.9 小角度晶界的滑移446

9.10 大角度晶界的滑动与移动447

Ⅱ 相界453

9.11 共格相界453

9.12 半共格相界455

9.13 相界能459

Ⅲ 复相合金的微结构及人工微结构材料461

9.14 两相合金的微结构461

9.15 外延生长的薄膜463

9.16 调制结构466

第四编 参考文献470

第五编 原子的迁移 丘第荣473

引言473

第十章 金属中的扩散475

Ⅰ 扩散的唯象理论475

10.1 斐克方程475

10.2 斐克方程的解479

10.3 扩散的热力学理论488

Ⅱ 扩散机制及其微观理论492

10.4 扩散机制493

10.5 扩散的微观理论499

10.6 均匀合金中的自扩散516

Ⅲ 扩散组元的相互影响516

10.7 克肯达耳效应521

Ⅳ 其他几个问题525

10.8 应力作用下的扩散525

10.9 固体中的热扩散和电解527

10.10 扩散和晶体内部结构的关系534

10.11 快扩散540

10.12 一些半经验规律542

附录10-Ⅰ 式(10.47)的证明544

附录10-Ⅱ 达肯公式的推导545

第十一章 几个和扩散有关的实际问题547

Ⅰ 金属的氧化547

11.1 瓦格纳氧化理论549

11.2 薄氧化层的成长553

Ⅱ 金属中的气体555

11.3 气体在金属中的概况556

11.4 渗透过程和渗透速率559

Ⅲ 烧结563

11.5 颗粒的结合565

11.6 疏孔体积的收缩570

附录11-Ⅰ 氧化速率公式的推导572

附录11-Ⅱ 用扩散系数表示的氧化速率公式的推导574

第五编 参考文献577

人名索引580

内容索引584