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内容简介

　　相图是一门基础学科。许多科学领域如材料、冶金、物理、化学和地质等科学在发展和阐述其领域工作时，均涉及相图问题。近些年来，特别是20世纪70年代以来，在理论研究、实验技术和计算相图三方面开展了大量的工作，丰富了三元系和多元系相图的知识，促进了材料科学的发展。《材料科学与工程著作系列：相图理论及其应用（修订版）》共8章，包括相图和相平衡基本概念，单元系、二元系、三元系、四元系和多元系相图，相图测定，计算相图概述和相图应用实例。重点是三元系相图和应用实例，包括三元系相图的构成、平衡类型和特征、垂直和等温截面、零变平衡表示法和相图构成的原则，其学术思路为从吉布斯相律理解三元系和多元系相图的平衡关系，从而达到能读懂和会用三元系相图。应用实例涵盖了钢铁合金和热处理、高温合金和金属间化合物、有色金属、粉末冶金和液相烧结、磁性材料、焊接和陶瓷材料等研究领域。

内页插图

目录

第一章 热力学和相平衡基础
1.1 热力学和相图的发展历史
1.1.1 经典热力学发展简史
1.1.2 相图发展简史
1.2 热力学和相平衡概述
1.2.1 热力学和相平衡术语
1.2.2 热力学定律
1.2.3 混合过程和溶液热力学函数
1.3 吉布斯相律
1.3.1 吉布斯的学术生平
1.3.2 吉布斯相律的推导
1.3.3 平衡的自由度数
1.3.4 相变分类及其热力学特征
1.3.5 自由能曲线与相图

第二章 单元系相图
2.1 单元系相律
2.1.1 单元系相律
2.1.2 自由能曲面和曲线
2.2 单元系相图表示法
2.2.1 单元系的p-T相图
2.2.2 水的相图
2.2.3 氦的低温高压相图
2.2.4 铁的高压相图
2.2.5 气体和液体的临界点和熔点
2.3 单元系相图中的相界
2.3.1 克劳修斯一克拉珀龙方程
2.3.2 压力对相变温度的影响
2.3.3 居里点与压力的关系

第三章 二元系相图
3.1 二元系概述
3.1.1 二元系成分的图形表示法
3.1.2 各种成分表示法之间的换算
3.1.3 二元系的吉布斯相律与平衡类型
3.1.4 二元系的p-T-x图和恒温（恒压、成分）相图
3.1.5 二元系的分类
3.2 均晶系相图和杠杆定律
3.2.1 二元均晶系相图的形成
3.2.2 结线和杠杆定律
3.2.3 二元均晶系中液、固相线的间距
3.2.4 二元均晶系相图图例
3.2.5 二元均晶系合金的凝固过程和偏析
3.2.6 具有极值的二元系相图
3.3 液态互溶固态不完全互溶系相图
3.3.1 相分离
3.3.2 失稳分解
3.3.3 有序相
3.4 具有三相平衡的相图
3.4.1 二元系中三相平衡的分类及其表示法
3.4.2 二元共晶平衡
3.4.3 二元偏晶平衡
3.4.4.二元变晶平衡
3.4.5 二元共析平衡
3.4.6 二元包晶平衡
3.4.7 二元综晶平衡
3.4.8 二元包析平衡
3.4.9 相图类型的拓扑变化
3.4.1 0 Fe-C系相图
3.5 形成中间相的相图
3.5.1 中间相的形成
3.5.2 中间相的存在区间
……

第四章 三元系相图
第五章 四元系、互易三元系和多元系相图
第六章 相图测定
第七章 相图计算
第八章 相图应用
参考文献
附录1 符号对照表
附录2 Pearson晶体学符号
附录3 名词索引
附录4 英中名词对照表

前言/序言

　　相图是一门基础科学，冶金学、材料学、物理学、化学、地质学和许多工业过程均涉及相图知识。20世纪初以来，已出版了大量有关相图的教科书和二元相图图集，为这门学科积累了宝贵的资料。从20世纪60年代开始，随着热力学理论、相图测定技术和计算机软件的发展，计算相图成为本学科的热点。人们用理论计算与实验测定相结合的方法，构建了大量三元和多元相图，使其成为推动材料科学发展的一个源泉。
　　经张名大和陈拱诗老师等提名，在师昌绪和庄育智两位副所长的举荐下，我有幸于20世纪80年代初由中国科学院金属研究所公派出国，在德国马·普学会金属研究所（Max-Planck-Institut fur Metallforschung）G．Petzow教授和K．Schulze博士指导下从事两年研究工作，其内容之一是随H．L．Lukas博士做三元相图计算和学习E-T．Henig博士为研究生开设的相图课程，虽感知识贫乏，力不从心，但热心此项研究，因为这是材料科学中的一个生长点和基础。
　　为了提高我国学术界的相图认知水平，1983年金属研究所副所长庄育智院士邀请G．Petzow教授来华开办“相图学习班”，次年德方派E．-T．Henig、H．L．Lukas和P．I．Spencer三位博士来沈阳讲学，着重讲授三元相图。国内部分研究所科技人员和高校教师参加了学习，大家觉得从吉布斯相律观点来理解三元和多元相平衡关系，有些新意。
　　1987年金属研究所研究生部邀我为研究生开设“相图理论及其应用”课程，教学目标是读懂和会用三元相图。我根据在德国的听课笔记，特别是参考相图学习班的讲义，写了教材手稿，这些年来在金属研究所授课十余期，虽每次尽可能补充新的内容，但一直未有完整的教材。2005年承蒙金属研究所研究生部和李依依院士的推荐以及中国科学院研究生院的批准，高等教育出版社将本书列入了教材出版计划。庄育智教授已经谢世，我只能独自担当。面对此重任，两年来我想认真笔耕，提供一本适用的教材，在撰写过程中力图做到以下几点：①以吉布斯相律为纲，以组元数和相数为顺序逐次向多元多相体系陈述，说明相图学科的系统性；②经典描述和现代研究成果相结合，以经典描述为主，说明该学科的思维和发展历程；③相图与热力学解释相结合，以便理解计算相图的构造方略；④用实例说明相图的应用，着重以三元相图来说明它在材料科学中的重要作用；⑤图文的引文要标出有关页码，以便读者参考或考证。
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