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本書分兩部分,前半部分主要介紹熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學第三定律和熱力學函數(shù)及基本關系式等內容,重點講解熱力學三大定律及熱力學性質和函數(shù)間的關系,其目的是鞏固和強化材料熱力學的基礎理論。后半部分主要講述多元系統(tǒng)熱力學、相平衡狀態(tài)圖、相圖熱力學分析與計算、相變熱力學、化學平衡及界面熱力學等內容,重點講解材料熱力學在處理純物質及溶體的相平衡、相變及界面問題中的應用,目的是提升學生利用材料熱力學理論解決實際問題的能力。
本書可作為普通高等院校材料類本科生的教材,也可作為其他相關專業(yè)本科生或研究生的教學參考書。

前言
熱力學貫穿于材料研究的整個過程,現(xiàn)代材料科學的每一次進步和發(fā)展都離不開熱力學的支撐和幫助,材料熱力學的形成和發(fā)展是材料科學走向成熟的標志之一。
材料熱力學課程是材料學科的一門重要專業(yè)基礎課程,也是世界一流大學材料類專業(yè)的必修課程。能熟練應用材料熱力學知識來分析和解決材料科學中的問題,是材料類專業(yè)學生應具有的基本能力和素質。
目前國內已有多所高校在材料類專業(yè)本科生培養(yǎng)中開設了材料熱力學課程,但其教學用書或采用外文教材或自編講義,尚缺乏適合材料類專業(yè)本科生教學的高水平中文教材。此外,還有很大一部分高校的材料專業(yè)仍采用物理化學課程作為材料熱力學知識的教學支撐。物理化學原本是化學與化工學科的專業(yè)基礎課,雖然也涉及熱力學的基礎知識,部分滿足了材料熱力學課程的教學要求,但由于其課程體系針對的是化學與化工學科,在課程內容、知識框架、課程目標等方面都與材料熱力學課程存在差異,無法完全滿足材料學科對于熱力學知識的需求。由于國內材料熱力學課程體系建設相對落后,適合本科教學的教材缺失,采用物理化學替代材料熱力學,也是很多高校的無奈之舉。
基于此,西北工業(yè)大學材料熱力學教學團隊在多年教學經驗總結的基礎上,針對本科教學特點和材料熱力學知識邏輯體系,兼顧熱力學基礎知識及其在材料科學中應用,編寫了本書。
熱力學在材料科學中的應用主要集中于兩點:①通過平衡條件,分析材料體系平衡時的狀態(tài)特點;②通過化學勢分析材料組織結構演化的方向和驅動力。因此,本書以熱力學平衡條件和化學勢為紐帶,聯(lián)通熱力學基礎知識和材料科學,構建了以熱力學平衡條件和化學勢分析為核心的知識框架;將熱力學平衡條件的推導,從傳統(tǒng)物理化學教材中的溶液熱力學章節(jié),前移至組成不變系統(tǒng)熱力學基本關系式后,使學生更早地接觸這一核心內容;以熱力學平衡條件和化學勢分析為核心,貫穿后續(xù)相平衡狀態(tài)圖、相圖熱力學、相變熱力學、化學平衡及界面熱力學等章節(jié),從而實現(xiàn)熱力學基礎知識與材料科學的有機融合。同時,為強化熱力學與材料學科的關聯(lián),在熱力學三大定律及基礎知識部分,對自發(fā)概念、功與熱的計算等與材料研究相關性較弱的內容進行了精簡,對熵、吉布斯自由能、化學勢等重要概念及相關公式推導思路的闡釋進行加強,對狀態(tài)函數(shù)計算、基本關系式等繁多公式進行了歸類整理;在相圖熱力學、相變熱力學、界面熱力學等章節(jié),對材料平衡狀態(tài)的分析方法以及材料加工過程中驅動力等內容進行了擴展。最終構建基礎知識翔實、邏輯結構清晰、與材料科學密切關聯(lián)的知識體系。
全書共計11章,包括熱力學基本定律、熱力學函數(shù)及基本關系式、多元系統(tǒng)熱力學、相平衡狀態(tài)圖、相圖的熱力學分析與計算、相變熱力學、化學平衡及界面熱力學等章節(jié),其中王錦程編寫了第1、2、11章,王海豐編寫了第3、4章,李俊杰編寫了第5~7章,南京理工大學吳鏘教授編寫了第8章并審閱了全書,王志軍編寫了第9章,林鑫編寫了第10章,劉建睿、何峰、王雷協(xié)助編寫了部分章節(jié)。
本書得到了西北工業(yè)大學教材出版基金資助,并入選工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材和高等學校材料類專業(yè)教學指導委員會規(guī)劃教材,在此表示感謝!
習近平總書記指出:“當今世界的競爭說到底是人才競爭、教育競爭”“我國要實現(xiàn)高水平科技自立自強,歸根結底要靠高水平創(chuàng)新人才”。材料熱力學課程作為材料類本科專業(yè)一門重要的基礎課,在材料領域創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。希望本書的出版能為國內材料類專業(yè)本科教學與人才培養(yǎng)提供一定的幫助。
限于編者水平有限,書中如有取材不當、敘述不清甚至錯誤之處,希望讀者批評指正,以便再版時得以更正。

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