全書從晶體結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)與相平衡三方面著重介紹了無機(jī)材料(金屬和無機(jī)非金屬材料)結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)理論。全書共10章,包括幾何晶體學(xué),理想的晶體結(jié)構(gòu),有缺陷的晶體結(jié)構(gòu),非晶體結(jié)構(gòu),擴(kuò)散,相平衡和相變,燒結(jié)、再結(jié)晶與晶粒生長(zhǎng)。本書可作為高等院校材料類本科專業(yè)的教材、或作報(bào)考材料類研究生的參考資料,也可供材料工作者參考。
材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料學(xué)科的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本書在編寫過程中,將材料的共性抽取了出來,并將這些共性按照一定的邏輯順序和相關(guān)性串聯(lián)起來,使讀者更容易明白其內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性。另外,在每章的最后,作者還給出了推薦讀物,方便感興趣的讀者查找閱讀。
“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是材料類本科生的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,其基本原理基于凝聚態(tài)物理學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科。這門課是連接物理、化學(xué)、物理化學(xué)和數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科與材料學(xué)科的一座橋梁。因此,在學(xué)習(xí)本課程前,讀者應(yīng)先學(xué)完高等數(shù)學(xué)、普通物理、物理化學(xué)及材料力學(xué)等課程。 材料科學(xué)基礎(chǔ)的主要任務(wù)是將基礎(chǔ)學(xué)科的理論用于闡述材料結(jié)構(gòu)、性能及兩者之間的關(guān)系。尤其是材料結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)理論是這門課要重點(diǎn)闡述的內(nèi)容。盡管如今各種材料得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,但這些基礎(chǔ)理論在材料領(lǐng)域的新成果和新進(jìn)展中都或多或少地有所反映。這主要是因基礎(chǔ)理論具有普遍性和相對(duì)穩(wěn)定性。無論材料的工藝、設(shè)備如何更新,其基本理論的變化相對(duì)不大! ”緯俏覀?cè)诙嗄杲虒W(xué)講義的基礎(chǔ)上,吸取同類教材的優(yōu)點(diǎn)編著而成的。在編著過程中,首先我們盡量將材料的共性抽取出來做講解,而不是將它們分開來單獨(dú)介紹。其次,我們盡可能按照一定的邏輯順序和相關(guān)性將這些共性串聯(lián)起來,以使讀者明白所講內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性。這樣讀者才能更好地把握所學(xué)內(nèi)容。這里的邏輯順序和相關(guān)性主要表現(xiàn)為: 人的認(rèn)識(shí)是由表及里、由宏觀到微觀、由定性到定量、由現(xiàn)象到本質(zhì)。比如,前人首先從晶體外形對(duì)稱逐漸深入到微觀層次來認(rèn)識(shí)晶體結(jié)構(gòu),故本書的介紹順序依次為幾何晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷、表面與界面基礎(chǔ)、玻璃結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、擴(kuò)散、相平衡、相變等。本書內(nèi)容采取以上安排方式還有一個(gè)重要原因,即原子和晶體學(xué)說、相平衡及顯微組織的研究是材料科學(xué)得以誕生的三個(gè)必要條件! 〔牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)的涉及面非常廣。本書的每一章,甚至每個(gè)問題都可作為一個(gè)課題深入研究下去。在學(xué)科分類越來越詳細(xì)的形勢(shì)下,一個(gè)研究人員或教師不可能對(duì)本書的每個(gè)問題都了如指掌。因此,我們只針對(duì)其中最基礎(chǔ)的問題做介紹,而且還對(duì)這些內(nèi)容做了一定程度的取舍。在對(duì)這些基礎(chǔ)理論的介紹中,我們盡可能把一個(gè)理論的來龍去脈做一敘述,包括問題的提出及其背景,并且不留空白地講清楚其中的重要基礎(chǔ)知識(shí)。此外,在語(yǔ)句的運(yùn)用上,我們吸收了英語(yǔ)科技論文的準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔、清楚和逐漸引入專業(yè)知識(shí)等優(yōu)點(diǎn),目的是使專業(yè)知識(shí)淺顯易懂以便于讀者自學(xué)而激起讀者對(duì)材料學(xué)科的興趣。如果讀者學(xué)完本書能初步看懂一些專業(yè)文獻(xiàn)或?qū)δ硞(gè)問題產(chǎn)生了興趣,而后采取查閱專著或?qū)I(yè)期刊,甚至以做實(shí)驗(yàn)的方式來進(jìn)一步學(xué)習(xí)、實(shí)踐,那么就達(dá)到了我們的目的。本書中沒有編著習(xí)題,主要由于這類習(xí)題集很多,讀者朋友容易從圖書館獲取。但請(qǐng)注意,做習(xí)題是檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)不可缺少的一種重要手段,尤其是涉及基礎(chǔ)理論的課程。因此,請(qǐng)讀者朋友重視本門課程的習(xí)題練習(xí)。簡(jiǎn)言之,本書的獨(dú)特性在于對(duì)內(nèi)容的選擇及其安排和表現(xiàn)方式。 在編著本書以及平時(shí)備課的過程中,我們發(fā)現(xiàn)某個(gè)資料對(duì)一個(gè)問題未講清楚時(shí),其他資料卻可能講得清楚明白。此外,針對(duì)同一問題,不同資料的看法可能還不一致。因此,讀者朋友,當(dāng)你們?cè)谟龅竭@類問題時(shí),要多查閱資料、多思考、多比較,有條件的話還要做實(shí)驗(yàn)。單單抱著一本教材而不針對(duì)所學(xué)問題進(jìn)行思考,不去搜集更多的資料或進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則只能學(xué)個(gè)皮毛。“一多翻,就有了比較。比較是醫(yī)治受騙的好方子”(魯迅語(yǔ))。請(qǐng)讀者朋友在使用本書時(shí)也采用這種方法。只有這樣,你們才會(huì)在學(xué)習(xí)的過程中有所收獲! ∽詈,需要強(qiáng)調(diào)的是本書介紹的基礎(chǔ)理論是我們今天改善傳統(tǒng)材料、開發(fā)新材料的一些必要條件,而不是充分條件。也就是說沒有這些基礎(chǔ)理論的指導(dǎo),我們今天不太可能在改善傳統(tǒng)材料和開發(fā)新材料方面有所創(chuàng)新。創(chuàng)新不是從零開始,也不是沒有根基的胡思亂想、異想天開。創(chuàng)新是站在巨人“肩膀”上做出的。材料科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論就是創(chuàng)新的根基、巨人的“肩膀”。這些根基和“肩膀”是前人留給我們的寶貴財(cái)富。然而,掌握了這些基礎(chǔ)理論并不是說我們就一定能大大改善傳統(tǒng)材料、開發(fā)出新材料。正因?yàn)槲覀冊(cè)趯W(xué)校學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論不是充分條件,所以有些讀者就覺得從課堂上或書本上學(xué)習(xí)的東西無用。殊不知,這些基礎(chǔ)理論要轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力,還受多方面的影響。除個(gè)人的潛能外,這些影響因素還包括市場(chǎng)、資金、管理及國(guó)家政策等! 〈送,為便于讀者查找本書中的圖、表資料,我們以“(引自×××,年份)”的形式給出了資料來源。讀者可在文末的參考文獻(xiàn)中找到這些文獻(xiàn)。未注明的圖、表,要么是編者作的,要么是公認(rèn)的基礎(chǔ)知識(shí)。此外,本書還涉及到許多為材料領(lǐng)域做出重要貢獻(xiàn)的學(xué)者,我們也給出了他們的英文姓名、出生及去世年份。這有助于讀者在相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找他們的論文來閱讀! ”緯某霭娴玫搅怂拇ɡ砉W(xué)院教材建設(shè)基金的資助。四川理工學(xué)院羅宏教授在閱讀了本書稿后提出了許多寶貴意見。在此,我們一并表示衷心感謝。同時(shí),我們也向古往今來為材料科學(xué)做出過大大小小貢獻(xiàn)的學(xué)者們致敬!沒有他們的工作,我們今天的生活不可能這么精彩! ∽x者朋友在閱讀本書的過程中,若發(fā)現(xiàn)不足,甚至錯(cuò)誤,請(qǐng)不吝賜教,我們將感激不盡! |亮 鄧建國(guó) 2016年于自貢
第1章 緒論
第2章 幾何晶體學(xué)基礎(chǔ)
第3章 晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
第4章 晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷
第5章 表面與界面基礎(chǔ)
第6章 玻璃結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
第7章 擴(kuò)散
第8章 相平衡
第9章 相變基礎(chǔ)
第10章 燒結(jié)、再結(jié)晶與晶粒生長(zhǎng)
附錄
附錄1 晶體的對(duì)稱分類
附錄2 14種布拉維格子
附錄3 部分常見離子的半徑
附錄4 部分晶體結(jié)構(gòu)的Strukturbericht結(jié)構(gòu)編號(hào)和Pearson符號(hào)
附錄5 材料學(xué)科部分中英文期刊
參考文獻(xiàn)