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材料科学基础PDF,TXT迅雷下载,磁力链接,网盘下载

分类:教材 发布时间:2021-04-01
内容简介
      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。
      本书是材料科学与工程专业的基础理论教材,是国家精品课程教材。这个专业建立已逾50年,但国际上还没有很适合的材料科学基础教材。编写这类教材的困难之处在于,既要横向地融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,又要纵向地充分运用本专业学生已学过的基础知识(包括材料热力学、材料动力学、固体物理、量子力学和统计物理等),并鞥连续继后有关材料测试、加工和应用等课程。本书的出版标志着我国材料专业建设迈入新的征程,承前启后,作用匪浅。
      此次电子书版本是本教材书的首次尝试,以期在更大范围内让更多学子和材料科学的热爱者获益。
目  录
第1章 原子结构与键合
1.1 原子结构
1.1.1 物质的组成
1.1.2 原子的结构
1.1.3 原子的电子结构
1.1.4 元素周期表
1.2 原子间的键合
1.2.1 金属键
1.2.2 离子键
1.2.3 共价键
1.2.4 范德瓦耳斯力
1.2.5 氢键
1.3 高分子链
1.3.1 高分子链的近程结构
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      在实际晶体中,由于原子(或离子、分子)的热运动,以及晶体的形成条件、冷热加工过程和其他辐射、杂质等因素的影响,实际晶体中原子的排列不可能那样规则、完整,常存在各种偏离理想结构的情况,即晶体缺陷。晶体缺陷对晶体的性能,特别是对那些结构敏感的性能,如屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、磁导率等都有很大的影响。另外,晶体缺陷还与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、烧结等有着密切关系。因此,研究晶体缺陷具有重要的理论与实际意义。根据晶体缺陷的几何特征,可以将它们分为三类:
     (1)点缺陷,其特征是在三维空间的各个方向上尺寸都很小,尺寸范围约为一个或几个原子尺度,故称零维缺陷,包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子等。
     (2)线缺陷,其特征是在两个方向上尺寸很小,另外一个方向上延伸较长,也称一维缺陷,如各类位错。
     (3)面缺陷,其特征是在一个方向上尺寸很小,另外两个方向上扩展很大,也称二维缺陷。晶界、相界、孪晶界和堆垛层错等都属于面缺陷。         在晶体中,这三类缺陷经常共存,它们互相联系,互相制约,在一定条件下还能互相转化,从而对晶体性能产生复杂的影响。下面就分别讨论这三类缺陷的产生和发展、运动方式、交互作用,以及与晶体的组织和性能有关的主要问题。


3.1点缺陷
      点缺陷是最简单的晶体缺陷,它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构正常排列的一种缺陷。晶体点缺陷包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子,以及由它们组成的复杂点缺陷,如空位对、空位团和空位一溶质原子对等。对于溶质原子的问题已在上一章中讨论过,故在此主要讨论空位和间隙原子。

3.1.1点缺陷的形成
在晶体中,位于点阵结点上的原子并非是静止的,而是以其平衡位置为中心作热振动。原子的振动能是按几率分布,有起伏涨落的。当某一原子具有足够大的振动能而使振幅增大到一定限度时,就可能克服周围原子对它的制约作用,跳离其原来的位置,使点阵中形成空结点,称为空位。离开平衡位置的原子有三个去处:一是迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置上,而使晶体内部留下空位,称为肖特基(Schottky)缺陷;二是挤入点阵的间隙位置,而在晶体中同时形成数目相等的空位和间隙原子,则称为弗仑克尔(Frenkel)缺陷;三是跑到其他空位中,使空位消失或使空位移位。另外,在一定条件下,晶体表面上的原子也可能跑到晶体内部的间隙位置形成间隙原子,如图3.1所示。

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