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| 編輯推薦： |
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为了确保读者在学习过程中能够保持思维逻辑的贯通，贯穿全书主要有三个逻辑线路：一个知识的脉络是晶体结构晶体缺陷范性变形，分别是从第1章到第5章；另一个知识的脉络是材料合金化扩散学，分别是第6章、第7章；第三个知识脉络是相变学相图凝固理论，分别是从第8章到第10章。考虑材料概念随着时代发展而发展的特点，在第11章撰写了陶瓷学相关理论。特别值得一提的是，限于全书的篇幅约束以及不同学科的特点，固体物理学、高分子材料基础、材料力学等学科相关的基础理论内容均未在本书中体现，以力图维持材料科学基础在教学内容上的独立和特色。
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| 內容簡介： |
材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能和应用之间相互关系的新兴学科，它将金属、陶瓷、高分子等不同材料的微观特性和宏观规律建立在共同的理论基础上，对生产、使用和发展材料具有指导意义。本书共11章，主要内容包括晶体学基础、点缺陷、线缺陷、面缺陷、晶体的塑性变形、固体的合金化理论、固体扩散理论基础、相变及其热力学基础、相图、陶瓷及其烧结。
全书共分十一章，主要章节涉及晶体学、缺陷学、扩散学、固体相变、范性变形学、陶瓷学等基础知识，力图覆盖金属和非金属（陶瓷）的相关基础理论。为了确保读者在学习过程中，能够保持思维逻辑的贯通，贯穿全书主要有三个逻辑线路：一个知识的脉络是晶体结构－晶体缺陷－范性变形，分别是从第1章到第5章；另一个知识的脉络是材料合金化－扩散学，分别是第6章、第7章；第三个知识脉络是相变学－相图－凝固理论，分别是从第8章到第10章。考虑材料概念随着时代发展而发展的特点，在第11章，补充撰写了陶瓷学相关理论。特别值得一提的是，限于全书的篇幅约束以及不同学科的特点，固体物理学、高分子材料基础、材料力学等学科相关的基础理论内容均未在本书中体现，以力图维持材料科学基础在教学内容上的独立和特色。
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| 關於作者： |
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李宝让，华北电力大学，教授，主要从事低维纳米功能材料制备和储能材料开发方面的研究工作。出版《电子电工功能材料》《熔盐纳米合成技术》。
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| 目錄：
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前言
第1章晶体学基础1
1.1晶体结构1
1.2晶胞3
1.3布拉菲点阵5
1.4晶面和晶向指数8
1.5晶面间距和晶面夹角10
1.6晶胞的致密度12
1.7间隙18
1.8晶体结构的转变22
1.9晶体堆垛与堆垛层错26
1.10金属和离子晶体29
1.11硅酸盐35
1.12共价晶体37
第2章点缺陷40
2.1点缺陷的种类和特点40
2.2热缺陷及热力学平衡下的本征浓度43
2.3点缺陷对材料性能的影响45
2.4离子晶体中的点缺陷47
第3章线缺陷49
3.1位错49
3.2伯氏矢量52
3.3位错的应力场54
3.4位错的运动57
3.5位错运动的条件59
3.6派纳力62
3.7位错应力场交互作用65
3.8位错线之间的相互交割70
3.9位错的增殖73
3.10位错与其他缺陷的相互作用77
3.11位错塞积81
3.12面心立方晶体中的位错83
3.13体心立方晶体中的位错90
3.14密排六方晶体中的位错92
第4章面缺陷96
4.1表面及表面能96
4.2晶界和亚晶界99
4.3晶界能和晶界偏析106
4.4晶界迁移107
4.5晶界的其他特性109
4.6纳米晶晶界110
4.7相和相界111
第5章晶体的塑性变形113
5.1材料的塑性变形113
5.2孪生117
5.3单晶体的加工硬化120
5.4多晶体的塑性变形122
5.5合金的塑性变形124
5.6塑性变形对材料显微组织与性能的影响129
5.7静态回复131
5.8静态再结晶133
5.9蠕变142
5.10超塑性148
第6章固体的合金化理论152
6.1合金化152
6.2固溶体153
6.3固溶体的特点154
6.4有序固溶体156
6.5中间相160
6.6金属间化合物164
第7章固体扩散理论基础167
7.1扩散定律167
7.2菲克定律的应用172
7.3扩散微观理论177
7.4扩散热力学182
7.5扩散种类183
7.6影响扩散的因素194
7.7离子晶体中的扩散197
第8章相变及其热力学基础202
8.1相平衡规律202
8.2混合物的自由能共线和杠杆法则206
8.3固液相变热力学207
8.4固溶体相变热力学208
8.5溶混间隙调幅分解212
8.6有序无序转变热力学214
8.7脱溶热力学219
8.8共析转变222
8.9马氏体相变热力学225
8.10马氏体形核及长大226
8.11马氏体相变动力学229
8.12马氏体相变机制230
8.13非晶相变热力学233
第9章相图236
9.1二元系相图236
9.2匀晶相图237
9.3共晶相图240
9.4包晶相图244
9.5其他二元相图247
9.6二元相图的规律和分析方法251
9.7相图的获得方法252
9.8铁碳平衡相图254
9.9铁碳合金的相变256
9.10二元氧化物相图262
9.11三元相图及其结构264
9.12三元相图的量化266
9.13三元相图的分析方法268
9.14组元间无固溶区域的三元共晶相图270
9.15组元间存在有限固溶区域的三元共晶相图274
9.16三元包晶匀晶相图279
9.17三元包晶共晶相图Ⅰ280
9.18三元包晶共晶相图Ⅱ283
9.19其他类型的三元相图286
9.20三元相图的分析方法290
第10章凝固学294
10.1液固凝固的研究294
10.2纯金属凝固形核及其模型296
10.3晶核生长及其生长形貌300
10.4固液界面的生长动力学303
10.5纯金属凝固理论的应用举例306
10.6有效分配系数309
10.7平衡和有效分配系数之间关系311
10.8正常凝固314
10.9区域熔炼316
10.10成分过冷317
10.11共晶体的凝固320
10.12合金凝固铸造技术324
10.13陶瓷的凝固328
第11章陶瓷制备及其烧结机制332
11.1陶瓷及其制备技术332
11.2烧结的传质334
11.3烧结初期动力学335
11.4烧结中期和末期动力学338
11.5液相烧结340
11.6黏性流动机制342
参考文献344
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| 內容試閱：
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材料科学基础是材料学科的专业基础课程，其内容涉及材料研究和应用各个方面的基础知识，是材料科学与工程等相关专业本科生必须学习和掌握的核心基础理论课程。材料科学基础相关的教材很多，如上海交通大学、清华大学、北京科技大学、西北工业大学、中南大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学等高校均正式出版过《材料科学基础》，从编辑内容和逻辑思维上，这些版本的《材料科学基础》各有千秋，改革开放以来，它们为我国的材料专业技术人才培养做出了巨大贡献。 材料科学基础涉及的知识体系有如下特点：①知识内容宽泛，几乎涉及材料所有研究领域的基础理论；②基础概念抽象，而且基础理论数学模型较多，因此初学者不容易正确理解和掌握。在我国，从中学迈入大学的过程中，绝大多数的学生是缺乏工学实践背景的，这导致他们在学习材料科学基础的知识过程中，会存在很多理解上的难度和障碍。因此，一部好的《材料科学基础》教材，不仅要体现厚重的专业知识，更要体现语言表达的通俗易懂，既便于教学也便于培养学生自学能力。基于十余年本科生材料科学基础课程实践教学的经验和心得体会，编者强烈认识到教材中材料科学基础相关知识体系的表述方法和具体实际教学活动的信息传递方式在提高教学效率和培养学生对材料科学兴趣方面具有非常重要的影响价值。鉴于此，编者在总结和借鉴国内外诸多版本《材料科学基础》教程的基础上尝试编写了此书，从知识传授、讲解的角度，针对比较抽象的知识点进行拆解，力图达到通俗易懂的目的。本书编写的基本出发点是让读者在学习材料科学基础相关理论时，能够有效缩减自我在知识摸索过程中的路径，达到某种程度可以自学的效果。全书共分11章，主要章节涉及晶体学、缺陷学、扩散学、固体相变、范性变形学、陶瓷学等基础知识，力图覆盖金属和非金属（陶瓷）的相关基础理论。为了确保读者在学习过程中能够保持思维逻辑的贯通，贯穿全书主要有三个逻辑线路：一个知识的脉络是晶体结构晶体缺陷范性变形，分别是从第1章到第5章；另一个知识的脉络是材料合金化扩散学，分别是第6章、第7章；第三个知识脉络是相变学相图凝固理论，分别是从第8章到第10章。考虑材料概念随着时代发展而发展的特点，在第11章撰写了陶瓷学相关理论。特别值得一提的是，限于全书的篇幅约束以及不同学科的特点，固体物理学、高分子材料基础、材料力学等学科相关的基础理论内容均未在本书中体现，以力图维持材料科学基础在教学内容上的独立和特色。本书在编写过程中，力图突出一定的创新点。除了强调相关内容在知识讲解和传递过程中的逻辑性，本书还注重知识体系的理论和深度，以培养学生的专业基础功底，和目前出版的同类教材比较，本书的特色主要表现如下：（1）注重知识点细节的讲解和知识深度完善。针对书中涉及的每一个知识点，尽可能完善知识点的细节和深度，例如晶体学中，针对三种基础的晶体结构中，进一步完善了配位数、间隙种类尺寸相关的图示和计算；在缺陷学中，针对位错的作用力，除去直线型的位错线上作用力的计算外，增加了更具有一般意义的任意形状的位错线上的作用力计算；针对位错和位错之间的相互作用，除去平行位错线之间的相互作用，增加了垂直条件下位错之间的相互作用及其计算；针对相变学，细化了有序无序转变及其模型，并补充了非晶热力学理论；针对扩散学，介绍扩散种类的同时，针对不同扩散种类，增加讲解了相关扩散理论模型；针对固液相变过程中的不同生长模式下的动力学方程，均补充并给出了详细的推导过程。这些补充的理论模型，一方面增加了基础理论的细节，强化了教学内容的深度，更重要的是能够让读者在学习过程中，保持逻辑的连贯性，在学习中对知识点的来龙去脉以及相关深度掌握清楚，避免大跨度知识传递导致的思维误区和学习误区。（2） 注重知识的可阅读性，避免因为复杂的推导增加阅读的难度。为此，针对书中陈列的经典模型，编者均做了讲述逻辑上的修改，这些修改能确保学生在学习中，更能快速领悟模型的要点和实质。例如，针对扩散学中的扩散系数和浓度关系模型，编者重新整理了讲解的次序；针对固液凝固学中的正常凝固、成分过冷模型等，编者结合自身的工程实践经验，首次结合工业钢包给出了模型的构建理念和系列建模思维的来源。这些修正一方面可以强化理解掌握模型，另一方面可以培养学生数学建模的思维。（3）注重知识的更新和前沿性知识介绍。结合知识点，书中给出了相关知识点的前沿技术介绍。（4）突出知识点讲解的语言特色，针对书中相对抽象的概念和理论，采用社会生活中通俗易懂的案例进行类比说明，以强化读者对知识的吸收能力。例如在晶体结构讲解中，将晶胞作为一个立体结构，拆分为点、线、面和体等立体单元，以晶胞为研究对象，通过拆分将材料学知识和固体物理学知识体系进行有效的分割；在讲解位错及其运动时，将位错类比为一辆轿车，其所在晶格类比为一座城市，将位错运动发生的一系列可能的行为类比为轿车在一个城市穿行可能遇到的各种情况；讲解位错和位错交互作用时，按照位错之间彼此间距分为无作用、场相互作用、线线交割作用等几个阶段。（5）注重图解在知识传递中的作用，通过图解立体形象化教学知识点。本书中除了引用经典图片，针对经典图片进行有效编辑外，编者还陈列了大量自行绘制、具有原创色彩的教学图片。这些教学图片在借鉴其他教材的同时，力图将复杂抽象的知识点简单化、形象化。例如针对不同晶体的配位数计算的图片、刃位错、孪晶、扩散通量等概念的讲解图片、位错位错之间相互作用讲解图片、以钢包冷却为基础解释正常凝固、成分过冷数学模型的讲解图片等，尤其是在三元相图中，部分图片均系编者根据多年教学经验获得的讲解逻辑设计的图片，具有一定的原创性。本书由华北电力大学李宝让主编，褚立华、马雁、辛燕参编。具体分工如下：李宝让（第1～3章、第11章），马雁（第4、9章），辛燕（第5、10章），褚立华（第6～8章），全书的知识体系构建、逻辑设计和内容组织以及审核、定稿由李宝让负责。本书在编写过程中，侯世香、徐丽、叶峰、杜兆福等人针对部分手稿进行了审阅和修改，研究生刘钰、刘奇、张伟和孟潇等也参与了书稿校对，在此一一表示感谢！ 最后，编者特别感谢华北电力大学柳长安博士、杨凯先生对本书编写和出版所付出的心血！本书由北京航空航天大学王聪教授主审，他提出了许多宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢。由于编者水平所限，本书难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
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