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1相变的热力学基础1

1.1相变及其分类1

相与相变1

相变的分类2

1.2朗道（landau）理论7

序参量7

朗道二级相变理论8

一级相变10

1.3相变驱动力的图解法及新相的形成11

相平衡及自由能-成分曲线12

相变驱动力的图解法17

新相的形成19

1.4形核20

经典形核理论20

形核的热力学条件21

均匀形核和非均匀形核22

非经典形核理论（弥散界面模型）与经典形核理论的区别31

纳米团簇与纳米粒子的经典形核理论32

1.5长大36

相界面的结构36

界面控制型长大36

扩散控制型长大39

习题与思考题40

参考文献41

2相变动力学43

2.1等温相变动力学43

等温相变动力学方程43

等温相变的综合动力学曲线47

2.2变温相变动力学47

习题与思考题48

参考文献48

3相变晶体学49

3.1形状改变和惯习面49

3.2位向关系51

3.3坐标转换53

3.4相变产物的形貌特征54

3.5马氏体的晶体学表象理论58

习题与思考题58

参考文献58

4凝固59

4.1单相固溶体合金的凝固59

定向凝固中的溶质分布59

成分过冷65

绝对稳定理论67

4.2共晶体合金的凝固69

典型（或规则）共晶和非典型（或非规则）共晶的形成69

典型共晶的形核与长大72

非共晶体成分中的共晶组织74

4.3合金铸锭组织的形成和控制75

铸锭三区的形成75

铸锭组织的控制76

铸锭（件）中的缺陷77

4.4铸锭（件）的组织与性能79

疏松79

第二相的存在80

枝晶间距80

晶粒尺寸81

4.5特殊凝固方法及应用82

单晶的制备82

快速凝固及非晶态合金制备82

定向凝固84

金属基复合材料的制备85

4.6玻璃的凝固与析晶88

玻璃的凝固与制作89

析晶过程89

影响析晶能力的因素90

微晶玻璃91

4.7晶态聚合物的凝固94

晶态聚合物的结晶过程94

晶态聚合物的结晶形态95

晶态聚合物等温结晶动力学97

高分子结晶的新模型97

晶态聚合物的形态与性能之间的关系99

4.8高分子相转变材料103

PCM的热力学特性103

PCM的类型104

用作热能贮存和温度调控的PCM105

实际应用的PCM105

新型高分子固-固相转变材料107

高分子相转变材料的应用108

习题与思考题110

参考文献110

5沉淀112

5.1概述112

沉淀的条件113

沉淀的分类113

5.2界面能115

化学能116

畸变能116

5.3体积应变能119

共格膨胀理论119

非共格界面的体应变能121

半共格界面的体应变能122

5.4沉淀过程举例122

Al-Cu合金的沉淀122

低碳钢的时效127

回火127

陶瓷系的时效128

5.5沉淀相粒子的长大和粗化130

沉淀相粒子的长大130

沉淀相粒子的粗化134

5.6沉淀强化机制136

位错切过颗粒机制136

位错绕过颗粒机制（Orowan理论）138

5.7第二相粒子强化的应用139

有色合金的沉淀强化140

各类合金钢中的沉淀强化143

颗粒增强金属基复合材料147

习题与思考题151

参考文献151

6调幅分解153

6.1调幅分解热力学153

6.2调幅分解动力学156

调幅分解的机制156

调幅分解的动力学156

6.3调幅结构的组织形貌157

6.4调幅分解与沉淀的区别159

6.5调幅固体材料及应用160

调幅固体材料160

调幅分解对性能的影响及应用162

习题与思考题164

参考文献164

7共析转变165

7.1钢中珠光体转变的形核与长大165

7.2珠光体钢的组织和性能170

组织与性能的关系170

珠光体钢的应用174

习题与思考题176

参考文献176

8马氏体相变178

8.1概述178

马氏体的定义178

马氏体相变的基本特征178

马氏体相变的意义179

8.2马氏体相变的分类179

变温马氏体相变、等温马氏体相变、爆发型马氏体相变及热弹性马氏体相变179

热弹性相变、近似（半）热弹性相变和非热弹性相变181

近似局域软模形核和层错形核181

8.3马氏体相变热力学183

Fe-C合金马氏体相变热力学183

8.4马氏体的形核与长大185

马氏体的形核185

马氏体的长大193

8.5马氏体相变晶体学——表象（唯象）理论195

概述195

几个经典模型196

马氏体晶体学表象（唯象）理论197

8.6热弹性马氏体和形状记忆效应200

有色合金马氏体200

热弹性马氏体201

形状记忆效应202

8.7非金属材料中的无扩散型相变或马氏体型相变205

8.8纳米材料的马氏体相变206

纳米固体材料的组织结构及性能206

马氏体相变的尺寸效应209

纳米材料的马氏体相变210

8.9马氏体相变的应用212

钢的硬化212

形状记忆合金的性能与应用213

陶瓷的马氏体相变增韧216

习题与思考题222

参考文献223

9贝氏体相变224

9.1概述224

贝氏体的定义224

贝氏体相变机制225

9.2钢中贝氏体的组织形态228

上贝氏体（Upper bainite）228

下贝氏体（Lower Bainite）229

上贝氏体到下贝氏体的转折温度231

其他组织形态的贝氏体231

贝氏体铁素体的精细结构232

贝氏体中碳化物的形成机制239

9.3有色合金中的贝氏体相变241

有色合金中的贝氏体241

Cu-Zn合金系的贝氏体相变241

9.4陶瓷中的贝氏体相变243

9.5钢中贝氏体的力学性能245

贝氏体的强度与硬度245

贝氏体的塑性和韧性246

其他相的影响248

9.6贝氏体钢及其应用249

低碳贝氏体钢及应用249

中碳贝氏体钢及中碳结构钢的等温淬火251

高碳贝氏体钢及高碳工具钢的等温淬火252

奥贝球铁及应用252

习题与思考题253

参考文献253

10有序-无序转变（Ⅰ）255

10.1固溶体合金有序-无序转变的概念与条件255

10.2短程有序度参数和长程有序度参数257

短程有序度参数σ257

长程有序度参数ω257

长程有序度参数与温度的关系258

10.3有序固溶体的类型与结构259

以体心立方为基的有序固溶体259

以面心立方为基的有序固溶体260

以密排六方为基的有序固溶体261

10.4有序化过程的机制262

等价于Spinodal分解机制262

形核-长大机制262

10.5有序化对合金性能的影响263

合金的电阻率263

合金的磁学性能264

合金的弹性264

长程有序强化264

10.6陶瓷中的有序-无序转变265

习题与思考题265

参考文献265

11有序-无序转变（Ⅱ）267

11.1铁电相变267

11.2铁磁相变268

物质的磁性268

原子磁矩269

磁畴与磁化272

磁性合金的分类及应用274

11.3超导转变276

概述276

超导理论（BCS理论）278

超导材料及应用279

习题与思考题283

参考文献283