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第1章 相变概述 1

1.1 母相的失稳与相变 1

1.1.1 母相失稳的热力学条件 1

1.1.2 过渡相与平衡相的形成 3

1.2 典型扩散相变的特征 4

1.2.1 脱溶沉淀 4

1.2.2 共析分解 6

1.2.3 块状相变 7

1.2.4 调幅分解 8

1.2.5 奥氏体化 9

1.3 马氏体相变的特征 11

1.3.1 马氏体相变的晶体学特征 12

1.3.2 马氏体相变能量学 16

1.3.3 形状记忆效应 17

1.4 新型材料的相变 18

1.4.1 非晶的晶化 18

1.4.2 纳米材料的相变 19

1.4.3 准晶的热稳定性 21

第2章 相变的分类与特征 23

2.1 相变按热力学分类 23

2.1.1 体系的热力学函数 23

2.1.2 一级相变与高级相变 24

2.1.3 相变的热力学关系式 26

2.2 一级相变按原子迁移方式分类 27

2.2.1 重构（扩散）型和位移型（无扩散型）相变 27

2.2.2 重构型相变的分类和特征 28

2.2.3 位移型相变的分类和特征 29

2.3 一级相变按动力学分类 32

2.3.1 稳定和不稳定的成分—自由能曲线 32

2.3.2 Gibbs定义的两类相变 33

2.4 一级相变的简明分类 34

第3章 界面现象 35

3.1 两相界面结构 35

3.1.1 相界面的错配度模型 35

3.1.2 共格的丧失 37

3.1.3 滑移型界面 38

3.2 界面能的计算 39

3.2.1 共格界面能的离散点阵模型 39

3.2.2 共格界面能的连续模型 44

3.2.3 半共格界面能的结构分量 46

3.2.4 非共格界面的界面能 47

3.2.5 界面能的各向异性 47

3.3 界面的曲率效应 49

3.3.1 Gibbs-Thomson效应 49

3.3.2 沉淀相熟化 51

3.3.3 其他显微组织的熟化 55

第4章 相变动力学基础 57

4.1 不可逆过程热力学 57

4.1.1 建构动力学理论的热力学基础 57

4.1.2 熵和熵产 58

4.1.3 线性不可逆过程热力学 61

4.1.4 约束条件下广延量的力—流关系 62

4.2 相变的共同特征 63

4.2.1 序参量 63

4.2.2 自由能变化与序参量的关系 67

4.3 Landau热力学与固态相变 68

4.3.1 二级相变的Landau热力学理论 68

4.3.2 Laudau理论与一级相变 71

4.3.3 相变动力学方程的推导 74

第5章 调幅分解和有序化 76

5.1 均匀相变的共同特征 76

5.1.1 广义扩散方程 76

5.1.2 非均匀系统的自由能 78

5.1.3 弥散界面的结构和能量 79

5.2 均匀相变的动力学理论 80

5.2.1 扩散的势函数 80

5.2.2 Cahn-Hilliard和Allen-Cahn方程 81

5.2.3 数值模拟和相场方法 82

5.3 相变波长和共格应变效应 83

5.3.1 临界波长和动力学波长 83

5.3.2 共格应变效应 84

5.3.3 广义化的Cahn-Hilliard方程 87

第6章 形核理论 89

6.1 均匀形核 89

6.1.1 经典形核理论 89

6.1.2 孕育期 93

6.1.3 弹性应变能效应 95

6.1.4 晶核的择优形状 98

6.1.5 溶质配分对形核率的影响 99

6.1.6 讨论 100

6.2 非均匀形核 101

6.2.1 晶界形核 101

6.2.2 位错形核 103

6.2.3 其他类型的非均匀形核 105

6.3 马氏体的形核理论 106

6.3.1 热起伏形核 107

6.3.2 马氏体的非均匀形核理论 109

6.3.3 马氏体形核的软模理论 113

第7章 新相生长 116

7.1 扩散生长动力学 116

7.1.1 成分无变化的新相生长 116

7.1.2 涉及长程扩散的相变 118

7.1.3 片状和针状魏氏组织的生长机制 122

7.1.4 两相共格程度对生长速率的影响 123

7.2 共析分解 124

7.2.1 溶质原子通过母相扩散（体扩散） 125

7.2.2 溶质原子通过生长界面扩散（界面反应） 126

7.3 马氏体的生长 128

7.3.1 界面移动动力学理论 128

7.3.2 马氏体生长产生的应力场 131

第8章 相变动力学的形式理论 133

8.1 等温相变动力学 133

8.1.1 相变动力学的一般规律 133

8.1.2 界面反应控制生长的等温相变动力学 135

8.1.3 长程扩散控制生长的等温相变动力学 138

8.1.4 时间—温度—转变量图 141

8.2 变温相变动力学 142

8.2.1 变温效应 142

8.2.2 叠加原理 146

8.2.3 解析相变模型 147

8.3 马氏体相变动力学 152

8.3.1 等温马氏体相变动力学 152

8.3.2 变温马氏体相变动力学 153

第9章 相变晶体学 155

9.1 矢量与矩阵 155

9.1.1 定义 155

9.1.2 不变线矢和不变法矢 156

9.1.3 均匀形变 156

9.1.4 机械孪生 159

9.1.5 坐标系的线性变换 160

9.1.6 点阵对应 162

9.1.7 不变平面应变 163

9.2 马氏体相变晶体学 166

9.2.1 点阵形变 166

9.2.2 通过附加点阵不变形变获得不畸变平面 168

9.2.3 通过附加点阵刚性旋转获得不变平面 170

9.2.4 晶体学问题的代数分析思路 171

9.2.5 晶体学模型的进一步说明 172

9.2.6 马氏体与母相的界面特征 173

9.3 扩散型相变的晶体学理论 174

9.3.1 不变线应变理论 174

9.3.2 基于O点阵理论的倒易空间界面分析 177

9.3.3 奇异性界面判据 182

关键词中英对照 187

参考文献 194

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