材料熱力學與動力學是材料學科的專業主干課程。趙新兵編著的《材料熱力學與動力學》圍繞平衡這個中心概念，通過對自由能與成分、溫度與成分、成分與距離等關系中的熱力學與動力學基本概念的重點詮釋，以及對彎曲界面與納米效應、原子隨機跳躍與擴散過程、成分結構能量起伏與形核過程、界面平衡與新相生長過程、沉淀析出與調幅分解過程等典型實例的深入討論，闡述材料熱力學與動力學的本質內涵。
本書共分六章，第一章介紹了自由能與熱力學平衡這兩個基本概念，第二章和第三章分別討論了與材料科學研究密切相關的相圖和界面有關的熱力學問題，第四章討論了與材料動力學過程密切相關的擴散問題，第五章和第六章分別結合凝固過程和擴散控制固態相變過程中的典型例子介紹了相關的材料熱力學原理與動力學機制。
材料熱力學與動力學包含的內容非常豐富，本書致力于通過圍繞有限主題的介紹、分析和討論，使讀者對材料熱力學與動力學的科學內涵有更深入的理解。本書可作為材料學科本科生或研究生相關課程的教材或參考書，也可作為已修讀物理化學和材料科學基礎課程的其他讀者的自學讀本。
趙新兵，男，1956年出生于浙江海寧。1982年和1985年分別獲浙江大學金屬材料專業學士和碩士學位，1985年秋起在浙江大學任教，1986年考取本校在職博士研究生，1987—1990年作為中德聯合培養博士研究生在德國亞琛大學(RWTHAachen)學習，1990年回國并獲浙江大學工學博士學位。1995年晉升教授，1996年起任博士生導師。
第1章 自由能與熱力學平衡
1.1 熱力學基礎
1.1.1 熱力學函數
1.1.2 熱力學定律
1.1.3 吉布斯自由能
1.2 平衡的概念
1.2.1 晶體中的平衡空位濃度
1.2.2 相界面處的平衡成分
1.2.3 相變過程的平衡
1.3 二元體系概述
1.3.1 溶液模型
1.3.2 活度與化學位
1.4 自由能與成分關系曲線(G圖)
1.5 思考題
第2章 相圖熱力學
2.1 相圖與自由能曲線圖
2.1.1 完全互溶體系
2.1.2 固態下存在互溶間隙的二元體系
2.1.3 共晶與包晶體系
2.1.4 包含中間相的二元體系
2.1.5 相圖的閱讀與理解
2.2 相圖與熱力學參數
2.2.1 固溶度線(solvus)
2.2.2 固相線(solidus)與液相線(liquidus)
2.3 思考題
第3章 晶體的界面
3.1 表面及其熱力學特性
3.1.1 表面自由能與表面張力
3.1.2 拉普拉斯方程
3.2 晶界類型與晶界模型
3.2.1 晶界的基本特征
3.2.2 晶界類型及其自由能
3.2.3 多晶體材料中的晶界局部平衡
3.2.4 多相固體中的相界面
3.3第二相顆粒的納米尺寸效應
3。4界面自由能取向關系圖
3.5 思考題
第4章 固體中的擴散
4.1 擴散現象與擴散機制
4.1.1 擴散與自由能
4.1.2 原子隨機跳躍與菲克第一定律
4.1.3 擴散激活能
4.1.4 菲克第一定律在穩態擴散過程中的應用
4.2 擴散問題中的量綱與相似分析
4.3 菲克第二定律
4.3.1 菲克第二定律的數學特征分析
4.3.2 高斯解
4.3.3 誤差函數解
4.3.4 正弦函數解
4.3.5 指數函數解
4.4 多相系統中的擴散
4.5 思考題
第5章 凝固
5.1 形核過程
5.1.1 形核功與形核半徑
5.1.2 二元合金中的形核驅動力
5.1.3 非均勻形核
5.1.4 形核速率
5.2 凝固時的固相生長
5.2.1 金屬的連續生長
5.2.2 化合物的側向生長
5.2.3 凝固過程中界面處的熱傳輸
5.3 合金的凝固過程
5.3.1 凝固過程與相圖
5.3.2 合金凝固時的成分過冷
5.4 思考題
第6章 擴散控制固態相變
6.1 固相中的形核
6.1.1 固相形核過程中的自由能變化
6.1.2 臨界晶核半徑與形核勢壘
6.1.3 形核速率
6.2 界面平衡成分與新相長大動力學
6.2.1 平面增厚型長大
6.2.2 具有彎曲側面或端部的析出顆粒的長大
6.3 界面能驅動的動力學過程
6.3.1 顆粒粗化
6.3.2 晶粒長大
6.4 固態相變實例討論
6.4.1 時效硬化
6.4.2 調幅分解
6.5 三元系中的擴散與固態相變
6.5.1 三元系的自由能和相圖特征
6.5.2 三元固溶體的活度與均勻化過程
6.5.3 三元系中的擴散控制沉淀析出過程
6.6 思考題
參考文獻
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