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第1章 材料的晶体结构1

1.1 晶体1

1.1.1 晶体及其性质1

1.1.2 晶体中的结合键2

1.1.3 晶体中原子间作用力及结合能4

1.2 晶体学基础5

1.2.1 空间点阵和晶胞5

1.2.2 原子（阵点）坐标、晶面指数和晶向指数8

1.3 常见的晶体结构13

1.3.1 金属晶体结构13

1.3.2 离子晶体结构20

1.3.3 共价晶体结构22

1.4 相结构23

1.4.1 固溶体24

1.4.2 中间相27

第2章 晶体缺陷33

2.1 点缺陷33

2.1.1 点缺陷的种类及形成33

2.1.2 点缺陷的平衡浓度35

2.1.3 点缺陷的迁移36

2.2 位错37

2.2.1 位错的基本类型和特征37

2.2.2 柏氏矢量40

2.2.3 位错的运动43

2.2.4 运动位错的交割45

2.2.5 位错的形成和增殖49

2.2.6 实际晶体结构中的位错51

2.2.7 位错的弹性性质59

2.2.8 位错与点缺陷的交互作用71

2.3 表面及界面74

2.3.1 表面74

2.3.2 晶界和亚晶界75

2.3.3 相界80

第3章 固体中的扩散82

3.1 扩散第一定律和第二定律82

3.1.1 扩散第一定律82

3.1.2 扩散第二定律82

3.1.3 扩散第二定律的解及其应用83

3.2 扩散热力学85

3.3 扩散机制和扩散激活能87

3.3.1 扩散机制87

3.3.2 原子跳跃和扩散系数88

3.3.3 扩散激活能89

3.3.4 柯肯达尔效应91

3.4 影响扩散的因素92

3.5 反应扩散95

第4章 材料的凝固97

4.1 液态结构97

4.2 材料凝固的热力学条件和过程98

4.2.1 凝固的热力学条件98

4.2.2 过冷现象99

4.2.3 晶体材料凝固的一般过程99

4.3 晶核的形成100

4.3.1 均匀形核100

4.3.2 非均匀形核102

4.4 晶核的生长104

4.4.1 液-固界面的微观结构104

4.4.2 晶体的生长方式104

4.4.3 晶体的生长形态105

4.5 凝固动力学和晶粒尺寸107

4.5.1 凝固动力学107

4.5.2 凝固后的晶粒尺寸及其控制109

第5章 相图111

5.1 相图的基本知识111

5.1.1 相平衡条件和相律111

5.1.2 相图的表示方法112

5.1.3 二元相图的建立113

5.2 二元匀晶相图114

5.2.1 匀晶相图114

5.2.2 固溶体的平衡凝固115

5.2.3 固溶体的非平衡凝固119

5.3 二元共晶相图120

5.3.1 共晶相图120

5.3.2 共晶系的平衡凝固及平衡组织121

5.3.3 共晶系的非平衡凝固124

5.4 二元包晶相图126

5.4.1 包晶相图126

5.4.2 包晶系的平衡凝固及平衡组织127

5.4.3 包晶系的非平衡凝固129

5.5 其他类型的二元相图130

5.5.1 形成化合物的二元相图130

5.5.2 具有偏晶、熔晶、合晶转变的二元相图131

5.5.3 具有固态转变的二元相图132

5.5.4 复杂二元相图的分析方法133

5.6 铁碳相图及铁碳合金134

5.6.1 Fe-Fe3C相图分析135

5.6.2 铁碳合金的平衡结晶过程及平衡组织136

5.6.3 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响143

5.7 三元相图144

5.7.1 三元相图的成分表示方法144

5.7.2 三元匀晶相图146

5.7.3 固态互不溶解的三元共晶相图150

5.7.4 固态有限互溶的三元共晶相图154

5.7.5 两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的二元相图159

5.7.6 包共晶型三元系相图161

5.7.7 具有四相平衡包晶转变的三元系相图162

5.7.8 形成稳定化合物的三元系相图164

5.7.9 三元相图举例165

第6章 材料的塑性变形与再结晶169

6.1 材料的塑性变形169

6.1.1 单晶体的塑性变形169

6.1.2 多晶体的塑性变形175

6.1.3 单相与多相材料的塑性变形177

6.1.4 塑性变形后材料的组织与性能181

6.2 回复与再结晶185

6.2.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化185

6.2.2 回复187

6.2.3 再结晶189

6.2.4 晶粒长大192

6.2.5 再结晶织构与退火孪晶193

参考文献196