Grain Boundary Diffusion and Properties of Nanostructured Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Ingram Pub Services

作者:Kolobov

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2007-1

价格:$ 118.65

装帧:HRD

isbn号码:9781904602170

丛书系列:

图书标签:

• 材料学
• of
• and
• Grain Boundary
• Diffusion
• Nanostructured Materials
• Materials Science
• Nanotechnology
• Phase Transformation
• Microstructure
• Mechanical Properties
• Solid State Physics
• Crystallography

好的，这是一份关于《Grain Boundary Diffusion and Properties of Nanostructured Materials》的图书简介，内容将专注于该领域的核心概念、结构、以及它在材料科学中的重要性，同时避免提及任何不包含在书内的主题。 --- 书名：《晶界扩散与纳米结构材料的性能》 内容简介 《晶界扩散与纳米结构材料的性能》一书深入探讨了在先进材料科学领域中占据核心地位的两个关键交叉点：晶界扩散动力学与纳米结构材料的独特物理和化学特性。本书旨在为材料科学家、冶金工程师以及从事高新技术研发的人员提供一个全面、深入的理论框架和实验视角，以理解和利用材料在纳米尺度下的界面行为。 核心焦点：晶界——材料的“高速公路” 在任何多晶材料中，晶粒之间的界面——即晶界——都是决定材料宏观性能的关键微观结构特征。与晶体内部（晶格）相比，晶界具有更高的自由体积、更不规则的原子排列，这使得它们在热力学和动力学过程中扮演着截然不同的角色。本书的首要重点是系统地分析晶界扩散的过程。 第一部分：晶界扩散的理论基础 本书首先建立理解晶界扩散的基础理论。我们将从统计力学和扩散方程的微观模型出发，详细阐述晶界作为扩散通道的独特机制。内容涵盖： 1. 晶界结构与几何分类： 晶界根据其错配角和界面能被精确分类，包括低角度晶界（小角度晶界）和高角度晶界。对每种类型的晶界结构，如层错、扭折线或无序区域，进行详细的几何描述，这些结构直接影响原子的迁移路径和能垒。 2. 扩散机理的对比分析： 深入比较晶格扩散（Vacancy机制、间隙原子机制）与晶界扩散的差异。重点分析晶界扩散的活化能、扩散系数的温度依赖性，以及晶界自身的“快通道”效应。我们将探讨所谓的“Coble 扩散”机制，并将其与经典的“Fisher 模型”进行对比，明确在不同温度和应力条件下，哪种机制占主导地位。 3. 热力学驱动力： 分析驱动晶界扩散的热力学因素，包括表面能的降低、晶格应力的松弛，以及温度梯度对扩散流的影响。 第二部分：纳米结构材料的特性与晶界主导效应 随着材料加工技术的进步，材料的晶粒尺寸被精确控制在百纳米甚至十纳米级别，从而形成了纳米结构材料（Nanostructured Materials）。在这些材料中，晶界体积百分比急剧增加，其对整体性能的贡献从次要因素转变为决定性因素。本书的第二部分集中于此。 1. 界面体积效应的量化： 介绍如何通过微观结构表征技术（如透射电子显微镜TEM、高分辨TEM）精确测量纳米晶粒尺寸和晶界体积分数。书中将提供量化模型，说明当晶界体积占比超过某一临界值时，材料的宏观性能将如何发生显著的转变。 2. 机械性能的调控： 晶界在塑性变形、蠕变和疲劳中的作用是本书的重点。我们将详细讨论“Hall-Petch 关系的失效与修正”，特别是当晶粒尺寸进入纳米量级后，晶界扮演的“钉扎点”或“传导通道”的角色如何改变强度、硬度和延展性之间的平衡。特定研究将聚焦于超细晶粒钢和纳米复合材料中的晶界介导的变形机制。 3. 电学与热学性质的界面效应： 纳米材料的导电性、热导率和介电常数也强烈依赖于晶界。我们将分析电子和声子在跨越高密度晶界时的散射机制。例如，研究晶界对电子传输的阻碍作用如何影响金属和半导体的电阻率，以及晶界在热阻隔材料（Thermal Barrier Coatings）中如何有效减弱晶格振动传热。 第三部分：实验表征与先进制造技术 为了验证和指导理论模型，本书提供了对先进实验技术和材料制备方法的深入综述。 1. 扩散实验的精确定量方法： 介绍用于测量晶界扩散系数的尖端技术，包括同位素追踪法（如 ${ }^{63} ext{Ni}$ 或 ${ }^{119} ext{Sn}$ 示踪）、二次离子质谱（SIMS）剖析以及电子微探针分析（EPMA）。详细讨论如何从实验数据中分离出晶界扩散分量与晶格扩散分量。 2. 纳米材料的制备与晶界工程： 探讨通过机械合金化（MA）、高压扭转（HPT）、或快速凝固等技术制备具有特定晶界结构的纳米材料的方法。强调“晶界工程”的概念，即通过控制退火或辐照过程，对晶界进行重构、消除或激活，以优化材料性能。 面向读者 本书内容严谨，论述深入，特别适合研究生及以上水平的科研人员阅读，是理解和设计下一代高性能纳米材料的必备参考书。通过对晶界扩散这一基本但复杂的现象的透彻解析，读者将能够更有效地掌控材料的微观结构，并指导工程实践。

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