在我國制造業(yè)從數(shù)量擴張向質(zhì)量提高轉(zhuǎn)型的歷史時期，對成分/工藝組織-性能的精確定量理解成為金屬材料科學與工程領域亟待解決的共性、基礎性難題。本書立足于熱力學和動力學，總結(jié)材料學和材料加工學中貫通成分/工藝-組織-性能的共性理論或規(guī)律，旨在用非平衡態(tài)熱力學實現(xiàn)“將熱力學應用于非平衡動力學過程”的目標。通過闡明熱-動力學多樣性、熱-動力學相關性和熱-動力學貫通性，解決貫通材料學與材料加工學的重大基礎性難題——基于整體加工過程的微觀組織預測和面向目標組織與性能的加工工藝設計。
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目錄
序
前言
第1章緒論1
參考文獻4
第2章相變熱力學和動力學8
2.1引言8
2.2相變的不可逆熱力學基礎9
2.2.1相變的熱力學驅(qū)動力9
2.2.2相變過程的自由能耗散10
2.2.3相變體系的控制方程11
2.3相變過程的統(tǒng)計理論基礎13
2.3.1隨機事件和馬爾可夫過程13
2.3.2體系概率密度演化的主方程14
2.3.3相變體系團簇動力學14
2.4形核生長類相變理論16
2.4.1形核熱力學16
2.4.2形核動力學17
2.4.3形核模式19
2.4.4生長方程24
2.4.5非平衡凝固中的界面動力學26
2.4.6固態(tài)相變中的界面動力學31
2.5存在的問題32
參考文獻33
第3章熱-動力學多樣性37
3.1引言37
3.2與穩(wěn)定性相關的熱-動力學多樣性38
3.2.1相或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性38
3.2.2尺寸或熱穩(wěn)定性41
3.2.3界面或形態(tài)穩(wěn)定性44
3.3與形核相關的熱-動力學多樣性.47
3.3.1均質(zhì)形核中的熱-動力學競爭47
3.3.2均質(zhì)與非均質(zhì)形核的競爭48
3.3.3形核模式的競爭48
3.4與生長相關的熱-動力學多樣性.51
3.4.1熱力學極值原理與界面遷移52
3.4.2枝晶生長中的熱-動力學多樣性56
3.4.3固態(tài)相變與熱-動力學多樣性64
3.5擴展等動力學中的熱-動力學多樣性66
3.5.1類JMA模型的動力學多樣性67
3.5.2熱力學因子導致的熱-動力學多樣性69
3.5.3錯配應變導致的熱-動力學多樣性72
3.6存在的問題75參考文獻76
第4章熱----動力學相關性84
4.1引言84
4.2固態(tài)相變中的熱-動力學相關性.85
4.2.1形核/生長固有的熱-動力學相關性.85
4.2.2基于熱-動力學相關性的相變分類87
4.2.3擴散型相變中的熱-動力學相關性88
4.2.4切變型相變中的熱-動力學相關性94
4.2.5組織演化模型中的熱-動力學相關性100
4.3晶粒長大中的熱-動力學相關性106
4.3.1熱-動力學相關性的定量模型106
4.3.2晶粒長大與熱-動力學相關性109
4.3.3熱力學穩(wěn)定性與熱-動力學相關性111
4.4非平衡凝固中的熱-動力學相關性113
4.4.1形態(tài)演化的穩(wěn)定性判據(jù)113
4.4.2亞快速凝固的枝晶生長模型114
4.4.3熱-動力學相關性的凝固體現(xiàn)118
4.5同位錯演化相關的熱-動力學相關性125
4.5.1位錯熱-動力學125
4.5.2熱-動力學相關性與強塑性互斥129
4.6存在的問題131
參考文獻132
第5章熱-動力學貫通性142
5.1引言142
5.2熱-動力學貫通性的體現(xiàn)142
5.2.1非平衡凝固與固態(tài)相變一體化143
5.2.2微觀組織形成與變形機理157
5.2.3借助缺陷的熱-動力學貫通性166
5.3熱-動力學貫通性的度量168
5.3.1基于熱-動力學協(xié)同的廣義穩(wěn)定性169
5.3.2廣義穩(wěn)定性在金屬材料中的普適性172
5.3.3大熱力學驅(qū)動力大廣義穩(wěn)定性策略177
5.4熱-動力學貫通性的基礎179
5.4.1相變/變形新機制180
5.4.2多個過程的共生183
5.4.3形核與生長的分開184
5.5熱-動力學貫通性的設計185
5.5.1設計邏輯185
5.5.2設計參量186
5.5.3高強度和高塑性納米晶材料設計193
5.6存在的問題209
參考文獻210
第6章未來展望222
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