本書重點(diǎn)介紹了經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)理論在揭示材料中的相和組織形成規(guī)律方面的應(yīng)用，注意通過具體的材料問題實(shí)例來使讀者理解和掌握熱力學(xué)的基本規(guī)律，吸引讀者對(duì)熱力學(xué)原理產(chǎn)生興趣。全書共分10章，第1至第7章是基本內(nèi)容，由淺入深地介紹了單組元系、二組元系和三組元以上的多組元材料中相的形成規(guī)律和相平衡問題，以及相變熱力學(xué)和重要的溶體分析模型。第8到第10章的集團(tuán)變分法，亞穩(wěn)、局域等次級(jí)相平衡以及材料設(shè)計(jì)與熱力學(xué)等內(nèi)容供讀者根據(jù)需要選學(xué)。本書知識(shí)自成體系而且特色鮮明，包含類型廣泛的材料學(xué)研究的實(shí)際問題和習(xí)題。書后列有英文和中文索引，可方便讀者檢索查閱。
本書可作高等院校材料科學(xué)與工程、材料加工與成型等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教學(xué)用書，也可供材料、冶金、機(jī)械等相關(guān)領(lǐng)域的科技人員閱讀與參考。
郝士明，東北大學(xué)，教授、博導(dǎo)，1962年畢業(yè)于東北工學(xué)院（今東北大學(xué)）金屬學(xué)及熱處理專業(yè)并留校，1980年赴日本東北大學(xué)金屬材料學(xué)科留學(xué)，1982年獲得該大學(xué)的工學(xué)博士學(xué)位后回國。
1983年起被東北大學(xué)聘為副教授、教授。1987～1996年任該大學(xué)材料科學(xué)與工程系主任。1993年起任博士生指導(dǎo)教師。1996～1998年任材料與冶金學(xué)院院長。 1983年起為東北大學(xué)的研究生講授《合金設(shè)計(jì)與合金熱力學(xué)》；并應(yīng)邀為中科院金屬研究所、中科院腐蝕與防護(hù)研究所、冶金部鋼鐵研究總院的博士生和碩士生講授《合金熱力學(xué)》8年。 從1983年起，共完成國家科委、國防科工委、國家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目12項(xiàng)，獲得國家自然科學(xué)基金支持7次。
主要學(xué)術(shù)成就有：從熱力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)研究兩方面揭示了有序－無序轉(zhuǎn)變對(duì)合金相平衡的重要影響，獲國家教委科技進(jìn)步（甲類）二等獎(jiǎng)（1988）和三等獎(jiǎng)（1995）； 對(duì)高淬透性材料的淬透性表征和模具材料的表面處理等方面的研究有獨(dú)特貢獻(xiàn)，獲遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（1987）和二等獎(jiǎng)（1988），黑龍江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（1997）；對(duì)TiAl金屬間化合物的相平衡和組織控制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究；關(guān)于合金鋼的CD滲碳表面處理進(jìn)行了富有開拓性的研究，這些成果獲得了國內(nèi)外同行專家的關(guān)注、引用和好評(píng)。
在國內(nèi)外刊物上發(fā)表論文150余篇。在冶金工業(yè)出版社、航空工業(yè)出版社、化學(xué)工業(yè)出版社等出版著作5部。
前言
第一版前言
第二版前言
緒論 1
1 單組元材料的熱力學(xué) 3
1.1 引論 3
1.2 Gibbs自由能 4
1.3 相變的體積效應(yīng) 6
1.4 熱容 11
1.5 由熱容計(jì)算自由能 16
1.6 單元材料的兩相平衡 22
1.7 Gibbs-Helmholtz方程 28
1.8 磁性轉(zhuǎn)變的自由能 31
第1章推薦讀物 37
習(xí)題 37
2 二組元相 39
2.1 理想溶體近似 39
2.2 正規(guī)溶體近似 42
2.3 溶體的性質(zhì) 45
2.4 混合物的自由能 46
2.5 亞正規(guī)溶體模型 50
2.6 化學(xué)勢與活度 52
2.6.1 化學(xué)勢 52
2.6.2 化學(xué)勢與自由能-成分圖（Gm-X圖） 54
2.6.3 活度 56
2.7 化合物相 62
習(xí)題 65
3 二組元材料的熱力學(xué) 67
3.1 兩相平衡 67
3.2 固-液兩相平衡 68
3.3 溶解度曲線 76
3.3.1 第二相為純組元時(shí)的溶解度 76
3.3.2 第二相為化合物時(shí)的溶解度 78
3.4 固溶體間的相平衡 81
3.5 相穩(wěn)定化參數(shù) 83
第2、3章推薦讀物 89
習(xí)題 89
4 兩個(gè)重要的溶體模型 91
4.1 Bragg-Williams近似 91
4.1.1 固溶體的成分與有序度 92
4.1.2 混合熵與內(nèi)能 94
4.1.3 自由能 97
4.1.4 合作現(xiàn)象 99
4.2 雙亞點(diǎn)陣模型 101
4.2.1 成分描述 102
4.2.2 混合熵 104
4.2.3 過剩自由能 105
4.2.4 摩爾自由能 106
4.2.5 化學(xué)勢及活度 106
第4章推薦讀物 110
習(xí)題 111
5 相變熱力學(xué) 112
5.1 無擴(kuò)散相變 112
5.1.1 相變驅(qū)動(dòng)力 112
5.1.2 T0線 114
5.1.3 馬氏體點(diǎn) 115
5.2 固溶體的分解 118
5.2.1 固溶體自由能曲線的分析 118
5.2.2 亞穩(wěn)固溶體的分解 119
5.3 第二相析出 121
5.4 析出相的表面張力效應(yīng) 123
5.4.1 表面張力與附加壓力 123
5.4.2 表面張力與溶解度 125
5.5 二級(jí)相變 128
5.5.1 相變的熱力學(xué)特征 128
5.5.2 固溶體的磁性轉(zhuǎn)變自由能 132
5.5.3 有序-無序轉(zhuǎn)變的自由能 135
5.6 二級(jí)相變對(duì)相平衡的影響 138
5.6.1 對(duì)溶解度曲線的影響 138
5.6.2 對(duì)溶解度間隙的影響 140
5.7 晶間偏析 145
第5章推薦讀物 147
習(xí)題 148
6 多組元相 149
6.1 正規(guī)溶體近似 151
6.2 化合物相 156
6.2.1 線性化合物 (A,B)aCc 156
6.2.2 互易相（互易化合物、互易固溶體） 158
6.3 代位-間隙式固溶體 163
6.4 二級(jí)相變自由能 169
6.4.1 磁性轉(zhuǎn)變自由能 169
6.4.2 有序-無序轉(zhuǎn)變自由能 170
7 多元材料熱力學(xué) 174
7.1 三元系中的兩相平衡 174
7.2 固溶體與線性化合物的平衡 175
7.3 兩個(gè)線性化合物之間的平衡 178
7.4 固溶體與化學(xué)計(jì)量比化合物的平衡 180
7.5 固溶體之間的相平衡 189
7.5.1 稀溶體之間的相平衡 189
7.5.2 非稀溶體之間的相平衡 191
7.6 兩相平衡與第三元素 192
第6、7章推薦讀物 200
習(xí)題 200
8 集團(tuán)變分法 203
8.1 集團(tuán)概率變量 204
8.2 摩爾自由能描述 210
8.2.1 內(nèi)能 210
8.2.2 配置熵 211
8.2.3 摩爾自由能 214
8.3 巨勢與相對(duì)化學(xué)勢 216
8.3.1 相對(duì)化學(xué)勢與巨勢的定義的導(dǎo)出 217
8.3.2 巨勢-相對(duì)化學(xué)勢曲線 219
8.4 變分與數(shù)值計(jì)算 223
8.5 自然迭代法 224
8.6 同結(jié)構(gòu)相平衡計(jì)算 228
8.7 CVM的新發(fā)展 233
第8章參考文獻(xiàn) 235
第8章推薦讀物 235
9 次級(jí)相平衡 237
9.1 亞穩(wěn)態(tài)相平衡 237
9.1.1 亞穩(wěn)相與亞穩(wěn)平衡態(tài) 237
9.1.2 步進(jìn)規(guī)則 240
9.1.3 外插規(guī)律 242
9.1.4 單組元材料的亞穩(wěn)平衡 245
9.1.5 溶體系統(tǒng)中的亞穩(wěn)平衡 246
9.1.6 非晶態(tài)合金 251
9.2 局域平衡 253
9.2.1 局部平衡假設(shè) 254
9.2.2 局部平衡與相圖測定 258
9.3 仲平衡 262
第9章參考文獻(xiàn) 265
第9章推薦讀物 266
10 材料設(shè)計(jì)與熱力學(xué) 267
10.1 經(jīng)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)的熱力學(xué) 268
10.1.1 相邊界成分的確定與電子空位濃度 268
10.1.2 相邊界成分的確定與電子能級(jí) 272
10.2 CALPHAD方法 276
10.2.1 CALPHAD方法及特點(diǎn) 277
10.2.2 CALPHAD數(shù)據(jù)庫和計(jì)算程序 280
10.2.3 CALPHAD與第一性原理計(jì)算 284
10.3 CALPHAD相圖計(jì)算數(shù)據(jù)庫實(shí)例 285
10.3.1 無鉛微焊材料 285
10.3.2 Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體相圖數(shù)據(jù)庫 288
10.4 材料基因組工程簡介 291
10.4.1 材料發(fā)明與設(shè)計(jì)簡史 291
10.4.2 材料發(fā)明的現(xiàn)實(shí)狀態(tài) 292
10.4.3 美國的率先舉措 292
10.4.4 高通量材料計(jì)算的價(jià)值 293
10.4.5 中國的研究現(xiàn)狀 294
第10章參考文獻(xiàn) 294
第10章推薦讀物 295
英文索引 296
中文索引 300
書單推薦
