Evolution of Phase Transitions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Abeyaratne, Rohan/ Knowles, James K.

出品人:

页数:242

译者:

出版时间:2006-3

价格:1097.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780521661478

丛书系列:

图书标签:

Phase Transitions
Statistical Physics
Condensed Matter Physics
Critical Phenomena
Non-Equilibrium Systems
Theoretical Physics
Materials Science
Solid State Physics
Thermodynamics
Computational Physics

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具体描述

This 2006 work began with the author's exploration of the applicability of the finite deformation theory of elasticity when various standard assumptions such as convexity of various energies or ellipticity of the field equations of equilibrium are relinquished. The finite deformation theory of elasticity turns out to be a natural vehicle for the study of phase transitions in solids where thermal effects can be neglected. This text will be of interest to those interested in the development and application of continuum-mechanical models that describe the macroscopic response of materials capable of undergoing stress- or temperature-induced transitions between two solid phases. The focus is on the evolution of phase transitions which may be either dynamic or quasi-static, controlled by a kinetic relation which in the framework of classical thermomechanics represents information that is supplementary to the usual balance principles and constitutive laws of conventional theory.

好的，这是一份关于一本名为《演化中的相变：从理论物理到材料科学的交叉视角》的图书简介，该书内容不涉及《Evolution of Phase Transitions》这本书本身的内容。 --- 图书名称：演化中的相变：从理论物理到材料科学的交叉视角内容简介导言：跨越尺度的动态演化《演化中的相变：从理论物理到材料科学的交叉视角》深入探讨了物质系统在不同时空尺度上，从一个宏观或微观状态向另一个截然不同的状态转变的复杂过程——即相变。本书的独特之处在于，它不仅仅局限于单一学科的视角，而是以一种综合性的方式，将基础统计物理学的理论框架与凝聚态物理、材料科学以及更广阔的化学动力学前沿紧密结合。我们关注的焦点在于“演化”这一动态过程本身，即系统如何穿越相变势垒，其路径的随机性、时间依赖性以及最终结构形态的形成机制。本书旨在为读者提供一个清晰的路线图，理解相变作为一种非平衡过程的本质。从朗之万动力学、蒙特卡洛模拟到更精细的密度泛函理论（DFT）计算，我们将系统地梳理当前研究这些动态过程所依赖的关键工具和概念。第一部分：相变的统计物理学基础与动力学框架本部分奠定了理解相变演化的理论基石。我们首先回顾了平衡相图的构建，包括吉布斯自由能最小化原理以及平均场理论的适用性与局限。随后，重点转向非平衡动力学。 1.1 涨落与过冷/过热现象：我们深入分析了相变过程中不可避免的热涨落（Fluctuation）。通过引入经典成核理论（CNT），我们详细阐述了异质成核与均相成核的机制差异，以及系统如何通过克服特定的自由能势垒来实现相变。过冷液体和过热固体的概念被用作理解动力学限制的关键案例。 1.2 动力学方程与弛豫时间：动力学演化的核心在于描述系统如何随时间演化的数学模型。本书详细讨论了适用于不同尺度的动力学方程，包括Ginzburg-Landau方程（侧重于长波长、慢速演化）和Kramers-Möbius机制（侧重于有限势垒下的跃迁）。特别是，我们对时间尺度分离进行了深入分析，区分了慢的相变动力学与快的内部弛豫过程。 1.3 尺度效应与非德拜弛豫：在复杂材料，尤其是有机玻璃和非晶态固体中，相变动力学表现出显著的非德拜（Non-Debye）特性。本书探讨了这些复杂动力学背后的微观机制，如爱丽丝态（Andreev state）理论和能量景观的复杂性，解释了慢时域动力学如何导致宏观性能的显著差异。第二部分：微观机制与结构形成：从晶体学到拓扑缺陷相变的宏观表现源于微观尺度的原子重排和结构有序度的变化。本部分将重点放在相变过程中微观结构的形成与演化。 2.1 临界现象与普适性：我们回归临界点附近的普适性理论，探讨了重整化群（RG）方法如何成功地描述了不同物理系统在临界点附近的共同行为。然而，本书强调，当系统偏离临界点，进入深非平衡态时，普适性理论的局限性如何凸显，需要更依赖于微观细节的演化模型。 2.2 成核与生长动力学（Nucleation and Growth）：晶体形成是相变中最具代表性的过程。我们详细考察了经典的Avrami方程及其在不同维度和成核模式下的修正。通过分析界面的动力学，包括界面能、迁移率和生长速度，我们揭示了最终晶粒尺寸和形态分布的决定性因素。 2.3 拓扑缺陷的产生与演化：许多相变，特别是二级相变或涉及对称性破缺的过程，伴随着拓扑缺陷（如位错、畴壁、涡旋）的形成。本书探讨了这些缺陷如何作为相变演化的“驱动力”或“阻碍”，它们在畴壁运动和最终材料性能（如机械强度或磁性）中的关键作用。第三部分：材料科学中的复杂相变案例研究本部分将理论框架应用于具体的材料体系，展示相变动力学在实际工程和前沿材料设计中的重要性。 3.1 固-固转变与相变孪晶：固-固相变，如马氏体转变，具有高度的非热力学控制性，其动力学受应力场、应变和晶格剪切的强力驱动。我们分析了相变孪晶的形成机制，以及这种动力学过程如何赋予材料独特的形状记忆和超弹性行为。 3.2 非晶态形成与玻璃化转变：玻璃化转变被视为一种极慢的动力学过程，本质上是液体冷却过程中结构弛豫时间趋于无穷大的表现。本书利用高维自由能景观的概念，解释了玻璃态的形成如何依赖于冷却速率（即演化速度）而非仅仅是平衡热力学。 3.3 界面演化与薄膜生长：在纳米尺度上，界面能和表面张力在相变中占据主导地位。我们探讨了薄膜生长中的外延、岛状生长和层状生长等动力学模式，这些模式直接决定了功能性纳米材料的结构完整性和电子特性。结论：展望未来研究方向本书最后总结了当前相变演化研究面临的挑战，特别是在理解多尺度耦合、跨越不同时间尺度的动力学以及如何利用动力学控制材料结构方面的未决问题。我们展望了利用机器学习和先进原位表征技术（如时间分辨X射线散射）来更精确地捕捉和建模相变瞬间的演化轨迹的前景。《演化中的相变：从理论物理到材料科学的交叉视角》是一部面向高年级本科生、研究生以及相关领域研究人员的参考书，它旨在桥接理论物理的抽象美感与材料科学的实际应用需求，揭示物质世界中结构重构的内在规律。