Dislocations in Solids pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Nabarro, F. R. N. (EDT)/ Hirth, J. P. (EDT)

出品人:

页数:680

译者:

出版时间:2007-5

价格:$ 372.90

装帧:HRD

isbn号码:9780444518880

丛书系列:

图书标签:

材料科学
固体物理
晶体学
位错
材料力学
塑性变形
金属材料
缺陷
材料性质
凝聚态物理

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具体描述

Dislocations are lines of irregularity in the structure of a solid analogous to the bumps in a badly laid carpet. Like these bumps they can be easily moved, and they provide the most important mechanism by which the solid can be deformed. They also have a strong influence on crystal growth and on the electronic properties of semiconductors. This title examines: influence of dislocations on piezoelectric behavior; and new mechanisms for hardening in twinned crystals. Bringing theories of martensite transformation into agreement, it also covers atomic scale motion of dislocations in electron microscopy; dislocation patterns deduced from X-ray diffraction; role of dislocations in friction; and, dislocation motion in quasicrystals.

好的，这是一份关于《晶体缺陷动力学与材料性能演变》的图书简介，内容旨在详细描述材料科学领域的一个重要分支，但不涉及《Dislocations in Solids》的具体内容。 --- 晶体缺陷动力学与材料性能演变导言：理解材料行为的微观基础在现代工程和科学的前沿，材料的宏观性能——强度、韧性、导电性、耐腐蚀性——无不根植于其微观结构的精妙控制。《晶体缺陷动力学与材料性能演变》是一部深入探索晶体材料内部缺陷行为及其对整体性能影响的权威著作。本书超越了对静态缺陷结构的简单描述，着重于缺陷在时空尺度上的动态演化过程，揭示了材料在服役条件下性能变化背后的物理机制。本书面向高年级本科生、研究生以及从事材料研发、失效分析和先进材料设计的专业人士。它旨在提供一个全面且严谨的理论框架，用以解析从晶格振动到宏观塑性变形的复杂关联。第一部分：晶体缺陷的形态学与统计热力学本部分奠定了理解材料微观结构的基础。我们首先回顾晶体结构的周期性与理想性，随后系统地引入构成现实材料的各种晶体缺陷类型。第一章：晶格结构与点缺陷本章详细阐述了完美晶体的数学描述，并聚焦于点缺陷的分类与表征。这包括空位（Vacancy）和间隙原子（Interstitial），以及合金体系中的取代原子（Substitutional Atom）。重点讨论了点缺陷的热力学形成能、平衡浓度（遵循阿伦尼乌斯关系）及其在扩散过程中的核心作用。我们引入了统计力学方法来计算缺陷团簇的稳定性，并探讨了掺杂对平衡缺陷浓度分布的影响。第二章：线缺陷与界面线缺陷，即位错（Dislocation），是决定金属塑性变形潜力的关键。本章详细描绘了边缘位错、螺型位错的几何结构，以及混合位错的分解。核心内容在于位错线弹性理论的建立，包括应力场、弹性能量的精确计算，以及位错线运动的驱动力——弗兰克-卷积向量（Burgers Vector）的定义与意义。此外，我们还深入探讨了晶界（Grain Boundary）的结构模型，如小角度晶界（位错墙）和大角度晶界（CSL模型），并分析了晶界作为扩散通道和强化障碍的独特作用。第三章：面缺陷与体缺陷本章扩展了对高维缺陷的讨论。层错（Stacking Fault）的性质、形成能及其在相变过程中的角色被详细分析。孪晶（Twinning）作为一种特殊的塑性变形机制，其动力学和对加工硬化的影响被单独讨论。最后，我们考察了析出物（Precipitate）、孔隙（Void）和第二相颗粒等体缺陷，分析它们在材料强化和损伤萌生中的双重功能。第二部分：缺陷的动力学：迁移、相互作用与演化理解缺陷的静态结构远不足以解释材料的动态响应。本部分的核心在于“动力学”——缺陷如何移动、如何相互作用，并最终如何驱动材料性能的宏观变化。第四章：扩散机制与缺陷驱动的质量迁移扩散是材料内部物质重新分布的基本过程。本章系统梳理了基于空位机制、间隙机制和“葡萄牙跳跃”模型的原子迁移路径。通过分析化学势梯度、电场和温度梯度对扩散通量的影响，我们推导了菲克定律的修正形式，并探讨了晶界和空位团簇对有效扩散系数的增强作用。特别关注了高温环境下的粘性流动（Viscous Flow）和烧结（Sintering）现象。第五章：位错的运动学与塑性本构关系本章是理解宏观塑性的关键。我们详细分析了位错运动的两个基本模式：滑移（Slip）和攀移（Climb）。滑移的激活能垒、临界分切应力（CRSS）的测定是本章的重点。攀移过程，尤其是与空位/间隙原子交换相关的攀移，是高温蠕变（Creep）的物理基础。我们将这些微观运动转化为宏观的本构方程，如奥罗旺（Orowan）方程，并讨论了位错密度演化对材料硬化的贡献。第六章：缺陷的相互作用与微结构演变材料性能的“记忆”和“损伤”往往源于缺陷间的复杂作用。本章探讨了位错-位错交互作用（如形成墙、网络结构），位错-析出物交互作用（如绕越或穿透机制），以及空位团簇的形成与长大。我们深入研究了辐射损伤场景下，空位和间隙原子在位错线和晶界处的陷阱效应，以及由此引发的膨胀（Swelling）或辐照脆化现象。本章还涵盖了动态回复（Recovery）和再结晶（Recrystallization）过程中位错网络的重构机制。第三部分：缺陷对特定材料性能的影响与控制策略本部分将理论与应用紧密结合，展示了缺陷控制在实现特定工程目标中的决定性作用。第七章：缺陷与机械性能本章聚焦于缺陷如何调控材料的强度、韧性和疲劳寿命。我们讨论了固溶强化、沉淀强化、加工硬化等传统强化机制的缺陷根源。尤其关注疲劳裂纹的萌生与扩展——如何从基体的空位或位错簇开始，如何通过持久性循环塑性（Persistent Slip Bands, PSB）引导初始损伤。韧性与断裂过程中的微空洞成核与聚结模型，作为韧性断裂的微观基础被详细阐述。第八章：缺陷与电学/热学性质缺陷对电子和离子传输的影响是本章的重点。在半导体材料中，点缺陷（如掺杂原子或深能级缺陷）如何充当载流子陷阱或生成/复合中心，决定了电导率和载流子迁移率。在离子导体中，空位和间隙原子的迁移构成了离子电导。此外，我们还分析了晶界、空位团簇如何作为声子散射中心，从而降低材料的热导率，这对于热电材料的设计至关重要。第九章：缺陷工程与先进材料设计本章探讨了如何通过主动的“缺陷工程”来定制材料性能。这包括热处理优化（如淬火、时效）以控制析出物尺寸和分布；辐照处理以引入特定密度的缺陷以提高抗辐照性；以及梯度材料设计中，通过控制界面缺陷浓度来引导应力场的分布。最后，本书展望了利用原位（In-situ）表征技术（如同步辐射、TEM）实时追踪缺陷动力学的前沿研究方向。 --- 总结《晶体缺陷动力学与材料性能演变》提供了一个从原子尺度到宏观响应的统一视角。通过严谨的物理模型和对实验现象的深刻洞察，本书使读者能够不仅描述材料中存在什么缺陷，更能理解这些缺陷如何行动，以及如何通过精妙的材料设计来驯服这些微观的不完美，从而创造出具备卓越性能的新一代工程材料。