Atomic Ordering in Liquid and Amorphous Metals pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Ingram Pub Services

作者:Zhukova, L. a.

出品人:

页数:370

译者:

出版时间:

价格:$ 99.44

装帧:HRD

isbn号码:9781898326687

丛书系列:

图书标签:

原子序
液态金属
非晶金属
金属物理
材料科学
相变
结构弛豫
扩散
X射线散射
计算材料学

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具体描述

Special attention is being paid to the properties and structure of metallic melts because many metals are produced in the molten state. The composition and structure of the initial phases influence the properties and service characteristics of the solidified material. In particular, quenching of melts produces metallic glasses, i.e. a new type of a valve materials whose structure is close to the structure of initial melts and the service characteristics are sometimes considerably higher than the corresponding characteristics of these metals in crystalline state. It is important to develop efficient methods of experimental examination of the atomic ordering in this material. An important position in the group of these methods is occupied by diffraction methods - X-ray, electron and neutron.

《金属的拓扑结构与相变动力学：从微观到宏观的视角》内容简介本书深入探讨了金属材料在不同热力学条件下的微观结构演变、相变机理及其宏观力学性能之间的复杂关联。全书旨在提供一个全面的理论框架，用以理解和预测金属材料在加工、服役过程中的结构重构与性能变化。第一部分：金属晶体结构与缺陷理论的深化本部分首先回顾了金属晶体学的基本原理，重点聚焦于晶格结构的不完美性——即晶体缺陷的本质。详细阐述了点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的几何构型、形成热力学以及对材料塑性的主导作用。位错理论的现代诠释：深入分析了不同类型位错（刃型、螺型、混合型）的应力场分布，并结合先进的电子显微技术（如高分辨透射电镜HRTEM），揭示了高能晶界附近位错的精确排布及其对晶界迁移和晶粒成长的影响。特别关注了晶界工程中如何通过精确调控晶界几何参数（如CSL晶界）来优化材料的力学响应。扩散机制的量子力学基础：阐述了原子在晶体内部和晶界中迁移的微观机制。采用基于密度泛函理论（DFT）的计算方法，量化了不同晶体缺陷附近原子的形成能、迁移能垒，为理解高温蠕变和低温脆性提供了精确的微观参数。第二部分：固-固相变的动力学与形核理论本部分聚焦于金属材料从一种固态结构向另一种固态结构转变的复杂过程，特别是依赖于形核和长大机制的转变。经典形核理论的局限与扩展：批判性地审视了经典热力学形核理论（CNT）在描述异质形核和界面能影响下的实际应用。提出了基于非经典形核路径的理论模型，考虑了预形核团簇的形成和能量调控。相变界面的迁移动力学：详细分析了析出相（如$alpha$铁素体、$gamma$奥氏体或金属间化合物）界面移动的速度和形态选择性。讨论了驱动力（化学超焓、应力场）与界面扩散系数之间的耦合关系，特别是对于扩散型相变（如贝氏体转变和珠光体转变）中碳原子的排序效应。形变诱发相变（TRIP/TWIP）：重点分析了外部应力场如何通过降低相变势垒来诱发新的相变。结合电子背散射衍射（EBSD）数据，追踪了应力诱发马氏体转变过程中界面结构的演化，以及这对材料超塑性的贡献。第三部分：非晶态材料的结构与弛豫过程本部分将研究的焦点从有序的晶体结构转向无序的非晶态结构，探讨如何从结构角度理解这些“过冷液体”的特性。无序结构的描述：引入了平均自由体积理论和随机排阻模型来描述液态金属在快速冷却过程中被“冻结”的无序状态。阐述了密度、配位因子和径向分布函数在刻画短程有序和中程有序（SRO和MRO）结构中的作用。结构弛豫与冷流变：深入研究了非晶态合金在低于玻璃化转变温度（$T_g$）附近发生的结构弛豫现象。通过黏弹性模型和应力再弛豫实验，量化了原子团簇的重新排列对模量的影响。探讨了剪切带形成的微观机制，即局部自由体积的快速聚集如何导致宏观上的非均匀变形。高熵合金中的“高熵”效应：将无序概念推广到多主元体系。分析了在高熵合金中，大量原子随机占据晶格位置所带来的构型熵增益如何稳定亚稳态相，并降低扩散速率，从而影响高温下的相稳定性。第四部分：宏观力学性能的尺度效应与界面效应本部分将微观结构信息与宏观可测量的力学响应联系起来，特别关注材料尺寸和界面对力学性能的非线性影响。尺寸效应与塑性：讨论了当材料特征尺寸（如晶粒尺寸、薄膜厚度）进入纳米尺度时，Hall-Petch 关系的失效和反常现象。引入了基于位错源机制和剩余应力场的模型，解释了超细晶和纳米晶金属的强化与软化行为。界面对疲劳寿命的控制：分析了疲劳裂纹萌生和扩展过程中，晶界和第二相粒子如何作为应力集中点。利用断裂力学和微观裂纹扩展速率模型，评估了界面能对疲劳裂纹偏离（Crack Bridging/deflection）的有效性。粘弹性与粘塑性：对于高温和高应变率下的金属行为，提出了结合黏性流动和塑性变形的耦合本构模型。该模型整合了位错运动、扩散蠕变和界面滑移等多种机制，以精确预测材料在极端条件下的长期服役性能。全书贯穿了从第一性原理计算、分子动力学模拟到先进实验表征（如同步辐射X射线衍射）的多尺度研究方法，为材料科学家和工程师提供了理解和设计高性能金属材料的坚实理论基础。