本书为《金属物理学》的第二卷,主题为相变,涉及的材料既有金属与合金,也包括一些非金属材料.本书致力于沟通凝聚态物理学与材料科学,论述中以基本物理问题为主要线索,而将各种材料的相变行为作为实例,穿插于各章之中,将基本理论与实际问题有机地联系起来.全书共分四编:第六编为相变导论,在从热力学、结构变化及动力学观点讨论相变的主要类型之后,论述了朗道的唯象理论及其应用.第七编为相变动力学,首先讨论了有成核、生长与粗化等阶段的非匀相转变,然后讨论了失稳分解及连续相变的动力学问题.第八编为界面的稳定性与形态的演变,从溶质分凝、组分过冷等概念出发,一直到细致的分析线性动力学的界面失稳的判据:进一步用来分析枝晶生长、定向凝固、共晶凝固和分形生长过程中形态演变问题.第九编为相变的微观理论,首先讨论了统计模型的准确解与近似解,然后扼要地介绍临界现象的近代理论,标度律与重正化群;进而闸述软模理论及其多种结构相变中的应用;最后论述了电子-声子相互作用所引起的相变及金属-非金属转变的理论.
样章试读
目录
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第二卷
第六编相变导论
冯端
引言 1
第十二章 相变的基本类型 6
I 按热力学分类 6
12.1 热力学函数 6
12.2 一级相变与高级相变 8
12.3 相变的热力学关系式 11
II 按结构变化分类 14
12.4 重构型相变与位移型相变 14
12.5 位移型相变的一些实例 16
12.6 马氏体型相变 19
12.7 有序-无序型相变 25
12.8 相变的调制波表述 27
III 按动力学机制分类 31
12.9 对于非局域涨落的稳定性 31
12.10 应变失稳 36
12.11 不同的生长模式 39
第十三章 朗道理论及其应用 42
I 朗道的唯象理论及其变型 42
13.1 序参量 42
13.2 朗道的二级相变理论 44
13.3 外场对于相变的影响 47
13.4 朗道理论的推广 50
13.5 二级相变的对称性变化(朗道条件) 56
13.6 涉及宏观不均匀性的相变与栗夫雪兹判据 59
13.7 朗道理论与相图 63
13.8 序参量的涨落及其空间相关性 67
II 朗道理论的若干应用 70
13.9 铁性相变 70
13.10 有序-无序相变 73
13.11 结构相变 81
13.12 相变引起的畴结构 84
13.13 无公度相及其相变 89
13.14 马氏体型相变 93
13.15 液固相变 99
第六编 参考文献 107
第七编 相变动力学
刘治国
引言 111
第十四章 非匀相转变动力学 114
I 成核 114
14.1 相变驱动力 114
14.2 均匀成核 116
14.3 关于成核理论的讨论 119
14.4非均匀成核 128
14.5 马氏体型相变成核问题 134
14.6 经典成核理论的修正 136
II 生长 144
14.7 界面控制型生长 144
14.8 吉布斯-汤姆逊定理 150
14.9 原子长程扩散控制型生长 152
14.10 长程扩散控制的台阶机制生长 157
14.11 胞区分解中新相的长大 161
III 粗化 166
14.12 弥散沉淀相的粗化(奥斯瓦尔德熟化) 167
14.13 片状和纤维状组织的粗化 172
14.14 晶粒的粗化 177
IV 非匀相转变动力学的形式理论 180
14.15 约翰逊-迈尔-阿弗拉密(JMA)方程 180
14.16 时间-温度-转变图 183
第十五章 匀相转变动力学 188
I 失稳分解 188
15.1 逆扩散与经典扩散方程 189
15.2 非均匀连续介质的自由能表式 191
15.3 卡恩-希利阿德方程及其解 194
15.4 失稳分解的实验研究 200
II 失稳有序化 203
15.5 非均匀介质的离散格点模型 204
15.6 离散格点模型中扩散方程解的讨论 208
III 连续相变的动力学 213
15.7 均匀系统序参量的弛豫 213
15.8 非均匀系统序参量的弛豫 215
第七编 参考文献 216
第八编 界面稳定性与形态的演变
冯端
引言 221
第十六章 界面形态的稳定性 224
I 溶质分凝与组分过冷 224
16.1 二元合金固液界面条件的宏观描述 224
16.2 定向凝固中的溶质分布 226
16.3 组分过冷 230
16.4 快速凝固中的溶质分凝 234
II 界面形态失稳的动力学分析 237
16.5 传输理论的统一表述 237
16.6 平界面的失稳条件(单一传输模式) 239
16.7 球形界面的失稳条件(单一传输模式) 244
16.8 平界面的失稳条件(混合传输模式) 248
第十七章 界面形态的演变 254
I 枝晶的自由生长 254
17.1 枝晶概述 254
17.2 枝晶主干的稳态生长 258
17.3 边缘稳定性判据 262
17.4 多面体生长的稳定性 265
17.5 固态相变中形成的枝晶 267
II 合金定向凝固的界面形态 271
17.6 失稳后界面形态演变的经验规律 271
17.7 基于边缘稳定性的理论解释 274
17.8 枝晶生长的柱状区与等轴区 278
III 复相合金的界面形态 282
17.9 共晶凝固概述 283
17.10 耦合生长的理论 285
IV 分形生长过程及有关问题 291
17.11 扩散限制的聚集模型 291
17.12 分形与维数 293
17.13 分形生长的判据 296
17.14 分形生长过程与界面形态的演变 297
第八编 参考文献 299
第九编 相变的微观理论
杨正举 金国钧
引言 302
第十八章 统计模型与临界现象 307
I 统计模型 307
18.1 一维伊辛模型 307
18.2 二维伊辛模型 313
18.3 三维伊辛模型的近似解 328
18.4 伊辛模型的推广与变型 336
II 临界指数与标度律 342
18.5 临界指数 342
18.6 标度律与普适性 351
18.7 重正化群理论大意 358
第十九章 软模理论与结构相变 368
I 软模导论 368
19.1 软模的基本概念 368
19.2 软模相变的简单理论 371
19.3 软声子模的本征矢与相变序参量 376
II 结构相变的软模理论 380
19.4 位移型结构相变的理论——软声子描述 380
19.5 有序-无序型结构桐变的理论——赝自旋模型描述 389
19.6 关于结构相变的统一理论 402
III 中心峰 408
19.7 中心峰的唯象处理 408
19.8 运动畴壁理论 413
19.9 缺陷与软模耦合理论 424
IV 声频支软模相变的理论 427
19.10 马氏体型相变与弹性模量的软化 428
19.11 马氏体型相变的软模理论 430
第二十章 电子-晶格耦合系统 437
I 电子-晶格相互作用 437
20.1 多粒子系统薛定谔方程与绝热近似 437
20.2 电子-晶格相互作用的各种表示 440
20.3 密度响应和科恩反常 447
II 杨-特勒效应 452
20.4 杨-特勒定埋以及对绝热近似的修正 452
20.5 基本理论模型和平均场结果 457
20.6 主要材料和实验结果 467
III 佩尔斯相变和电荷密度波 472
20.7 佩尔斯失稳的物理内容 472
20.8 佩尔斯相变的定量理论 479
20.9 电荷密度波 487
20.10 佩尔斯相变的产生条件 492
IV 金属-非金属转变 497
20.11 金属-非金属转变的几种类型 497
20.12 狭能带强关联下的电子态:莫特转变 501
20.13 无序系统的电子态:安德森转变 509
20.14 金属氧化物中的金属和非金属态 519
第九编 参考文献 526
人名索引 533
内容索引 537
第一卷
主要参考书目(附有按语) xii
绪论 1
第一编 金属的结构及其理论
第一章 金属的结构 5
第二章 金属结构的理论 31
第二编 合金的结构及其理论
第三章 合金的热力学 80
第四章 合金的结构 107
第五章 微观的合金理论 155
第三编 晶体的缺陷
第六章 点缺陷 215
第七章 位错 248
第四编 表面与界面
第八章 表面 376
第九章 界面 416
第五编 原子的迁移
第十章 金属中的扩散 475
第十一章 几个和扩散有关的实际问题 547