本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，并入选北京市高等教育精品教材立项项目。

本次修订将前一版的一册分为上、下两册。上册包括第1～7章，分别为晶体学基础、固体中的电子运动与晶格振动、晶体结构、非晶态和半晶态、相图、有序介质中的点缺陷和线缺陷、面缺陷和体缺陷：下册包括第8~12章，分别为固体中的扩散、材料的塑性形变、凝固、固态相变、回复和再结晶。修订中坚持了前两版反映学科前沿重大新进展的编写原则，增加了大量材料科学前沿研究成果；内容涵盖金属材料、无机非金属材料、高分子材料等常用材料，改变了以往讲材料就是金属材料的情况；书中采用了大量例题，帮助学生更好地理解基本概念、基本原理。

本书可作为普通高等学校本科材料类各专业的专业基础课教材，也可供研究生及相关研究人员选用。

前辅文
8 固体中的扩散
  8.1 扩散的唯象理论
   8.1.1 菲克定律
   8.1.2 与菲克定律类似的其他物理定律
   8.1.3 菲克定律在不同坐标系的表达形式
  8.2 扩散方程的解
   8.2.1 稳态扩散
   8.2.2 非稳态扩散
   8.2.3 扩散系数为常数的一维扩散方程的误差函数解
   8.2.4 表面浓度恒定、扩散系数韦常数的一维扩散方程解
   8.2.5 误差函数解的推广
   8.2.6 扩散系数为常数时用分离变量获得的扩散方程解(傅里叶级数解)
   8.2.7 扩散系数为常数时的高斯解
   8.2.8 估算扩散透入的距离和扩散接近稳态的时间
  8.3 扩散机制
   8.3.1 间隙机制
   8.3.2 空位机制
   8.3.3 换位机制
   8.3.4 各种材料中的扩散机制
  8.4 扩散的微观理论
   8.4.1 原子跳动与扩散系数
   8.4.2 随机行走与扩散距离
   8.4.3 相关效应
   8.4.4 扩散系数的微观意义
  8.5 互扩散和柯肯德尔（Kirkendall）效应
   8.5.1 扩散的坐标系
   8.5.2 置换固溶体中扩散
   8.5.3 互扩散系数与本征扩散系数的关系——达肯(Darken)公式
   8.5.4 扩散的热力学分析
  8.6 扩散系数测定
   8.6.1 用平面源扩散实验测定扩散系数
   8.6.2 用扩散偶实验测定扩散系数
   8.6.3 自扩散系数测定
   8.6.4 各种扩散系数的综合比较
  8.7 反应扩散
  8.8 多元系合金中组元的扩散
  8.9 离子晶体中的扩散
  8.10 高扩散率的通道
   8.10.1 沿晶界扩散
   8.10.2 沿位错扩散
   8.10.3 沿表面扩散
   8.10.4 高扩散率通道网络
  8.11 玻璃中的扩散
  8.12 聚合物中的扩散
  8.13 影响扩散系数的因素
   8.13.1 温度和压力
   8.13.2 纯组元的特性和自扩散系数
   8.13.3 材料的结构
   8.13.4 固溶体的类型及加入固溶体的组元对扩散系数的影响
  总结
  关键术语
  练习题
  参考文献
9 材料的塑性形变
  9.1 晶体滑移
   9.1.1 晶体的滑移要素——滑移系
   9.1.2 滑移带和滑移线
   9.1.3 施密德(Schmid)因子，施密德定律
   9.1.4 交滑移
   9.1.5 等效滑移系和多系滑移
   9.1.6 拉伸和压缩时晶体的转动
  9.2 起始塑性形变及流变应力
  9.3 温度和形变速率对临界分切应力的影响
  9.4 晶体应变硬化
   9.4.1 单晶体的τ-γ曲线
   9.4.2 变形各阶段的滑移分布和位错结构组态
   9.4.3 加工硬化（应变硬化）理论
  9.5 形变孪晶
   9.5.1 孪晶几何
   9.5.2 面心立方结构晶体中的孪晶
   9.5.3 体心立方结构晶体中的孪晶
   9.5.4 六方结构晶体中的孪晶
   9.5.5 孪生的位错机制
   9.5.6 孪生的一般特点
   9.5.7 影响孪生的因素
  9.6 不均匀变形的扭折带
  9.7 多晶体塑性变形
   9.7.1 多晶体形变的特点
   9.7.2 多晶体形变过程的宏观应变协调及组织变化
   9.7.3 多晶体形变过程的微观应变协调与微观组织变化
   9.7.4 形变多晶体显微尺度的组织结构——形变带和切变带
  9.8 影响冷形变金属和合金微观组织结构的因素
  9.9 形变过程宏观组织的变化
  9.10 利用严重变形(SPD)获得超细晶粒和纳米级晶粒结构
  9.11 金属晶粒尺寸（纳米级）和层错能大小对变形机制的影响
  9.12 纳米晶材料的孪晶强化
  9.13 硬化和回复与屈服现象
  9.14 晶粒尺寸强化(细晶强化)——霍尔-佩奇关系和逆霍尔-佩奇关系
   9.14.1 霍尔-佩奇 (Hall-Petch)关系
   9.14.2 逆霍尔-佩奇关系
   9.14.3 H-P关系向单位错环行韦的过渡
  9.15 “超硬”纳米晶体材料的合成
  9.16 形变织构
   9.16.1 晶体取向的描述
   9.16.2 取向分布的描述
   9.16.3 形变织构的类型
  9.17 残余内应力及弹性储存能
  9.18 聚合物的形变简述
  总结
  关键术语
  练习题
  参考文献
10 凝固
  10.1 相变分类
   10.1.1 按热力学分类
   10.1.2 按相变方式分类
   10.1.3 按相变时原子迁移特征分类
  10.2 凝固的过冷与再辉
  10.3 凝固驱动力
  10.4 压力和固相曲率对熔点的影响
  10.5 凝固的形核
   10.5.1 凝固的均匀形核
   10.5.2 凝固的非均匀形核
   10.5.3 均匀形核的形核率
   10.5.4 经典形核模型的局限与优点
  10.6 凝固的核心长大
   10.6.1 液-固相界面的结构
   10.6.2 晶核长大机制
  10.7 固溶体凝固
   10.7.1 平衡分配系数
   10.7.2 平衡凝固与非平衡凝固浅述
   10.7.3 凝固过程的溶质再分布
   10.7.4 液-固相界面形貌
   10.7.5 固溶体凝固微观组织
  10.8 共晶合金的凝固
   10.8.1 共晶平衡凝固浅述
   10.8.2 共晶的分类
   10.8.3 nf-nf（金属-金属）型共晶的凝固
   10.8.4 杂质组元对共晶凝固的影响
   10.8.5 亚共晶和过共晶合金的凝固
  10.9 含包晶反应合金凝固
   10.9.1 包晶平衡凝固浅述
   10.9.2 包晶凝固机制
   10.9.3 三元合金凝固的简例
  10.10 铸锭的凝固
   10.10.1 铸锭的宏观组织
   10.10.2 三个晶区的形成
   10.10.3 铸件宏观结晶组织的控制
   10.10.4 微观偏析和宏观偏析
   10.10.5 凝固时的体积变化以及孔洞、夹杂的形成
  10.11 连续铸造和熔焊
   10.11.1 连续铸造
   10.11.2 熔焊
  10.12 快速凝固
  10.13 玻璃体的形成与晶化
  10.14 聚合物的凝固
  10.15 增材制造(additive manufacturing，AM)
  总结
  关键术语
  练习题
  参考文献
11 固态相变
  11.1 固态相变的特点
   11.1.1 相变的驱动力和形核的驱动力
   11.1.2 相变的均匀形核
   11.1.3 固态相变的非均匀形核
   11.1.4 固态相变的晶核的长大
   11.1.5 转变动力学
   11.1.6 亚稳平衡过渡相的形成
  11.2 过饱和固溶体分解
   11.2.1 连续脱溶
   11.2.2 脱溶贯序的热力学分析
   11.2.3 其他材料中的脱溶贯序
   11.2.4 空位在脱溶过程中的作用
   11.2.5 时效硬化
   11.2.6 不连续脱溶（胞状脱溶）
   11.2.7 颗粒粗化——奥斯特瓦尔德(Ostwald)熟化
  11.3 共析转变
   11.3.1 共析转变机制
   11.3.2 共析片层生长速度
  11.4 块状转变
   11.4.1 块状转变的转变速度
   11.4.2 块状转变的热力学条件
   11.4.3 块状转变的组织特点
  11.5 连续型转变
   11.5.1 调幅分解
   11.5.2 有序-无序转变
  11.6 无扩散型转变
   11.6.1 马氏体转变（相变）热力学
   11.6.2 马氏体转变的晶体学及唯象理论
   11.6.3 马氏体的形核与长大
   11.6.4 马氏体转变动力学
   11.6.5 陶瓷氧化锆中的马氏体转变
  11.7 按生长过程对相变分类
  总结
  关键术语
  练习题
  参考文献
12 回复和再结晶
  12.1 对回复和再结晶性能和组织的测量和跟踪方法
  12.2 回复
   12.2.1 储存能的释放
   12.2.2 物理性能和机械性能的回复
   12.2.3 回复动力学的经验关系
   12.2.4 回复过程组织结构的变化
  12.3 形变晶体的再结晶
   12.3.1 再结晶的唯象规律
   12.3.2 再结晶的形核（再结晶开始）
   12.3.3 再结晶核心的长大
   12.3.4 再结晶整体动力学
   12.3.5 影响再结晶动力学的因素
   12.3.6 脱溶与再结晶交互作用
   12.3.7 再结晶完成后晶粒的长大
   12.3.8 退火孪晶
   12.3.9 有序合金的再结晶
  12.4 热加工过程的回复和再结晶
   12.4.1 动态回复
   12.4.2 动态再结晶
  12.5 热变形后的退火（亚动态再结晶）
  12.6 连续再结晶
   12.6.1 第二相颗粒演化引起的静态连续再结晶
   12.6.2 大形变量金属退火发生的静态连续再结晶
   12.6.3 动态连续再结晶
  12.7 再结晶织构
   12.7.1 典型金属和合金的再结晶织构
   12.7.2 晶粒长大时织构的发展
   12.7.3 再结晶织构理论
   12.7.4 退火织构在工业上的意义
  12.8 纳米晶材料的热稳定性
   12.8.1 热力学稳定
   12.8.2 动力学稳定
  总结
  关键术语
  练习题
  参考文献
附录
  附录A 元素的物理化学数据
  附录B 元素的原子及离子半径与单化学键的离子特性百分数
  附录C 常用物理常数
  附录D 元素周期表

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