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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