材料热力学与动力学

《材料热力学与动力学》主要介绍金属与无机非金属材料制备与加工过程的热力学与动力学问题。 其中热力学部分包括了经典热力学和统计热力学，并着重介绍了计算相图与材料设计所必需的各种溶体模型。动力学部分包括了化学反应动力学、扩散和相变动力学。 《材料热力学与动力学》共分十五章，不仅对已经形成的理论进行较为系统地论述，而且对材料热力学与动力学的*新进展进行了介绍，对难于理解的内容给出了适当的例子。
　　《材料热力学与动力学》为材料学科硕士研究生参考书，同时也可用作相关专业硕士研究生以及博士研究生的教学参考书。同时也可供看关科研人员和工程技术人员参考。

绪论
第1章 热力学基本定律
1.1 热平衡定律与温度
1.2 热力学**定律（能量守衡与转化定律）
1.2.1 内能、热和功
1.2.2 热力学**定律
1.2.3 可逆过程与*大功
1.2.4 焓
1.2.5 热容
1.3 热力学第二定律（熵增原理）
1.3.1 自发过程与不可逆过程
1.3.2 熵
1.3.3 热力学第二定律与熵增原理
1.3.4 自由能
1.3.5 自由焓
1.4 热力学第三定律
1.4.1 能斯特热定理
1.4.2 热力学第三定律
1.5 热力学平衡判据
1.5.1 熵判据
1.5.2 自由能判据
1.5.3 自由焓判据

第2章 热力学状态函数及其关系式
2.1 基本定义关系式与状态函数关系式
2.2 麦克斯维关系式
2.3 吉布斯-亥姆霍兹方程
2.4 基尔霍夫公式
2.5 克劳修斯-克拉佩龙方程
2.6 埃阑佛斯特方程
2.7 理查德规则和楚顿规则

第3章 统计热力学基础
3.1 热力学几率与熵的统计意义
3.1.1 经典热力学与统计热力学
3.1.2 数学几率与热力学几率
3.1.3 平衡态与*可几分布
3.1.4 熵的统计表达式
3.2 热容的理论表达式
3.2.1 平衡条件的应用——热空位浓度的求解
3.2.2 爱因斯坦方程

第4章 统计热力学中的配分函数
4.1 分子的运动状态与能级
4.1.1 三维平动子的平动能
4.1.2 刚性转子的转动能
4.1.3 线性谐振子的振动能
4.1.4 能级的简并度
4.1.5 分子运动的自由度
4.2 玻尔兹曼分布与配分函数
4.2.1 近独立子系
4.2.2 近独立子系的*可几分布
4.2.3 配分函数Z与麦-玻分布函数
4.3 粒子的配分函数及物理意义
4.3.1 平动配分函数
4.3.2 转动配分函数
4.3.3 振动配分函数
4.3.4 配分函数的物理意义
4.4 费米-狄拉克分布和玻色一爱因斯坦分布
4.4.1 费米-狄拉克分布
4.4.2 玻色-爱因斯坦分布
4.4.3 三种分布的关系

第5章 热力学函数的统计表述
5.1 内能和热容
5.2 熵
5.3 其它热力学函数

第6章 平衡统计的系综方法
6.1 微正则系综
6.2 正则系综
6.2.1 正则系综的分布函数
6.2.2 正则系综的配分函数
6.3 巨正则系综

第7章 溶体及其模型
7.1 溶体的基本特性
7.1.1 偏摩尔量与化学位
7.1.2 亨利定律与拉乌尔定律
7.1.3 理想溶体与实际溶体
7.2 规则溶体与亚规则溶体
7.2.1 规则溶体模型
7.2.2 亚规则溶体模型
7.3 规则溶体模型的统计分析
7.4 二元固溶体的亚点阵模型
7.4.1 模型的提出
7.4.2 熵与自由能
7.5 其它溶体模型
7.5.1 中心原子模型
7.5.2 自由体积理论模型
7.5.3 米德玛生成热模型
7.5.4 几何模型
7.5.5 活度系数模型

第8章 二元溶体热力学
8.1 混合物的自由能
8.2 二元系两相平衡
8.2.1 平衡条件
8.2.2 液一固相平衡
8.2.3 固一固相平衡

第9章 三元溶体热力学
9.1 三元溶体模型
9.1.1 三元规则溶体模型
9.1.2 具有化合物相的三元系
9.1.3 置换一间隙固溶体的自由能
9.2 三元合金系的相平衡
9.2.1 固溶体与线性化合物的平衡
9.2.2 两个线性化合物的平衡
9.2.3 固溶体与定成分化合物的平衡
9.2.4 固溶体之间的相平衡
9.2.5 固溶体平衡成分的计算
9.3 合金元素对相平衡的影响
9.4 Fe-M-C系中合金元素在碳化物与固溶体间的分配

第10章 相图热力学及其计算
10.1 相律及其推导
10.2 相图的基本原理和规则
10.3 通过相图计算溶体的热力学量
10.3.1 熔化热的计算
10.3.2 组元活度的计算
10.3.3 其它热力学量的计算
10.4 二元相图的计算
10.4.1 平衡相浓度的计算原理
10.4.2 简单共晶相图的计算
lO.4.3 二元匀晶相图的计算
10.4.4 具有金属问化合物的相图

第11章 界面热力学
11.1 金属的表面张力
11.1.1 纯金属表面张力的估算
11.1.2 液态与固态金属表面张力的关系
11.1.3 晶体表面张力的各向异性
11.1.4 二元合金的表面张力
11.2 金属的液固界面张力及润湿现象
11.2.1 纯金属的液一固界面张力
11.2.2 液体对固体的润湿性及液体在固液界面处的形状
11.2.3 界面引起的附加压力
11.3 金属的晶界能
11.3.1 小角度晶界
11.3.2 界面的类型和界面能
11.3.3 弯曲界面对相变的影响

第12章 相变热力学
12.1 相变分类
12.2 相变驱动力与新相的形成
12.2.1 相变驱动力
12.2.2 新相的形成与形核驱动力
12.3 固溶体的稳定性与脱溶分解
12.3.1 固溶体的稳定性
12.3.2 脱溶分解驱动力
12.4 析出相的表面张力效应
12.5 晶界偏析
12.6 磁性转变对自由能的影响

第13章 化学反应动力学
13.1 化学反应平衡及平衡常数
13.2 范德霍夫方程式
13.2.1 等温方程式
13.2.2 等压方程式
13.3 查特利耳一布朗原则
13.4 反应机理与质量定律
13.4.1 反应速度
13.4.2 反应机理
13.5 阿累尼乌斯公式——反应速度常数后与温度r的关系
13.6 反应激活能
13.7 反应速率的动力学理论——碰撞理论和过渡状态理论
13.7.1 有效碰撞理论
13.7.2 过渡状态理论

第14章 溶体中的扩散
14.1 扩散基本定律
14.1.1 菲克**定律及其应用
14.1.2 菲克第二定律及其应用
14.2 金属中原子扩散机制与扩散系数
14.2.1 原子扩散机制
14.2.2 原子热运动与扩散系数
14.3 稀溶体中的扩散
14.4 浓溶体中的扩散与达肯方程
14.5 合金中的扩散
14.6 扩散理论的应用——晶界偏聚
14.6.1 平衡偏聚
14.6.2 非平衡偏聚

第15章 相变动力学
15.1 相变形核
15.1.1 均匀形核
15.1.2 非均匀形核
15.2 晶体长大
15.2.1 以扩散速度控制的长大
15.2.2 以界面反应速度控制的长大
15.2.3第二相粒子粗化
15.2.4 晶粒粗化
15.2.5 界面溶质原子与异相对新相长大和晶粒粗化的影响
15.3 相转变动力学
15.3.1 约森一梅耳方程
15.3.2 阿佛拉米方程
附录1 拉格朗日待定乘子法
附录2 单位换算
参考文献

《材料热力学与动力学》主要介绍金属与无机非金属材料制备与加工过程的热力学与动力学问题。 其中热力学部分包括了经典热力学和统计热力学，并着重介绍了计算相图与材料设计所必需的各种溶体模型。动力学部分包括了化学反应动力学、扩散和相变动力学。 《材料热力学与动力学》共分十五章，不仅对已经形成的理论进行较为系统地论述，而且对材料热力学与动力学的*新进展进行了介绍，对难于理解的内容给出了适当的例子。
　　《材料热力学与动力学》为材料学科硕士研究生参考书，同时也可用作相关专业硕士研究生以及博士研究生的教学参考书。同时也可供看关科研人员和工程技术人员参考。