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第1章 新型金属材料的快速凝固制备原理与技术 1

1.1 概述 1

1.2 金属材料快速凝固技术的产生与发展 1

1.3 金属材料熔体急冷快速凝固原理 2

1.4 金属材料熔体急冷快速凝固技术 3

1.4.1 金属材料急冷凝固技术的分类 4

1.4.2 气体雾化法制备快速凝固金属材料粉末技术 4

1.4.3 金属线材、带材的快速凝固制备技术 10

1.4.4 金属体材料的快速凝固技术 11

1.4.5 激光表面重熔快速凝固技术 20

1.5 金属熔体动力学急冷快速凝固的传热特点 20

参考文献 22

思考题 23

第2章 材料合成与制备过程的界面问题 24

2.1 材料的表面性质 24

2.1.1 表界面概述 24

2.1.2 清洁表面 26

2.1.3 金属的真实表面 36

2.1.4 表面热力学 37

2.1.5 表面统计热力学 40

2.1.6 统计热力学方法应用到二维系统 41

2.1.7 三维体系的表面性质 44

2.2 金属晶界与相界的结构和性质 50

2.2.1 晶界结构理论与模型 52

2.2.2 晶粒间界的组成类型与特征 61

2.2.3 相界 66

2.2.4 多晶体中的晶粒的形态与分布 68

2.2.5 关于相界面研究中存在的几个问题 70

2.2.6 晶界结构的原子模拟研究 72

2.2.7 晶界能 76

2.2.8 晶界扩散 77

2.3 纳米固体材料及金属间化合物的界面结构 78

2.3.1 利用凝聚加压法制备的试样界面微结构 80

2.3.2 非晶晶化法制备试样的界面结构 84

2.3.3 其他方法制备纳米固体的界面结构 87

2.3.4 金属间化合物的界面结构 87

参考文献 92

思考题 92

第3章 非晶态合金的形成机制和制备方法 93

3.1 概述 93

3.2 非晶态转变的定义与物理化学原理 94

3.2.1 定义 94

3.2.2 非晶态转变的物理化学原理 94

3.3 非晶态合金形成热力学 95

3.3.1 合金化效应 96

3.3.2 原子的相互作用 97

3.3.3 原子尺度效应 97

3.3.4 位形熵 98

3.3.5 化学键能 98

3.3.6 微观机制 99

3.4 非晶态形成的判据 100

3.4.1 戴维斯判据 100

3.4.2 尼尔森判据 102

3.4.3 戴维斯判据的改进 102

3.5 非晶态合金的制备方法 102

3.5.1 非晶态合金的主要制备方法 102

3.5.2 单片非晶态合金箔的制备方法 103

3.5.3 非晶态合金粉末和纤维的制备方法 103

3.5.4 非晶态丝材的制备方法 105

3.5.5 非晶合金薄带的外圆式连续制备方法 105

3.5.6 大块非晶合金及其复合材料的合成与制备 106

3.6 影响非晶态合金带材制备的因素 109

3.6.1 合金成分的影响 110

3.6.2 加热方式的影响 110

3.6.3 坩埚材料和喷嘴形状与尺寸的影响 110

3.6.4 冷却辊材料的影响 111

3.6.5 工艺参数的影响 111

参考文献 114

思考题 116

第4章 金属基复合材料的合成与制备技术 117

4.1 概述 117

4.2 金属基复合材料制造方法的分类 118

4.3 金属基复合材料制造方法 119

4.3.1 固态法 119

4.3.2 液态复合法 123

4.3.3 半固态复合铸造法 132

4.3.4 自生成法及其他制备法 132

参考文献 134

思考题 134

第5章 原位金属基复合材料的合成与制备 135

5.1 概述 135

5.2 原位复合材料的制备工艺及原理 136

5.2.1 DIMOXTM法 137

5.2.2 PRIMEXTM法 138

5.2.3 XDTM法 142

5.2.4 共晶自生结构复合材料 143

5.3 原位金属基复合材料的拉伸性能 144

5.3.1 原位金属基复合材料的弹性模量 144

5.3.2 原位金属基复合材料的屈服强度和极限拉伸强度 145

5.3.3 温度对原位金属基复合材料力学性能的影响 147

5.4 原位复合材料的断裂韧性及晶须的增强机制 147

5.4.1 裂纹偏转增韧机理 147

5.4.2 桥联增韧机理 148

5.5 研究意义和展望 149

参考文献 150

思考题 152

第6章 单晶材料的制备 153

6.1 固-固平衡的晶体生长 153

6.1.1 形变再结晶理论 153

6.1.2 应变退火及工艺设备 157

6.1.3 利用烧结体生长晶体 159

6.1.4 退玻璃化的结晶作用 163

6.2 液-固平衡的晶体生长 163

6.2.1 从液相中生长晶体的一般理论 164

6.2.2 布里奇曼-斯托克巴格方法（B-S法） 178

6.2.3 丘克拉斯基法 183

6.2.4 区域熔化技术 185

6.2.5 其他无坩埚技术 186

6.2.6 其他液-固方法 188

参考文献 188

思考题 189

第7章 金属纳米结构材料合成与制备 190

7.1 概述 190

7.2 金属纳米结构材料的制备 191

7.2.1 熔体凝固法制备块体纳米材料 191

7.2.2 强烈塑性变形法制备块体纳米材料 192

7.2.3 机械合金化粉末强制轧制法制备块体纳米晶材料 194

7.2.4 机械合金化-放电等离子烧结工艺制备块体纳米晶材料 195

7.2.5 高能超声-铸造工艺制备块体纳米晶材料 196

7.2.6 非晶晶化法制备纳米晶体材料 197

7.2.7 金属纳米结构材料的性能 200

参考文献 209

思考题 209

第8章 纳米颗粒的合成与制备 210

8.1 物理方法制备纳米微粒 210

8.1.1 物理粉碎法 211

8.1.2 物理气相沉积法（PVD） 212

8.1.3 溅射法 220

8.2 化学方法制备纳米微粒 220

8.2.1 化学气相沉积 220

8.2.2 液相反应法 230

参考文献 253

思考题 254

第9章 功能陶瓷材料 255

9.1 绝缘陶瓷材料 255

9.1.1 电瓷类 257

9.1.2 氮化物绝缘陶瓷 260

9.2 导电陶瓷材料 262

9.2.1 电子导电陶瓷 262

9.2.2 离子导电陶瓷 263

9.3 介电铁电陶瓷 264

9.3.1 介电铁电陶瓷的特性 264

9.3.2 陶瓷的介电铁电特性及极化 264

9.3.3 介电陶瓷材料 266

9.4 透明电光陶瓷 267

9.4.1 透明陶瓷的制备及电光效应 267

9.4.2 透明陶瓷的变化特性及应用 269

9.5 气敏陶瓷和湿敏陶瓷 269

9.5.1 气敏陶瓷 269

9.5.2 湿敏陶瓷 271

9.6 生物陶瓷 272

9.6.1 生物陶瓷材料的必要条件 273

9.6.2 生物陶瓷的特点、类型与应用范围 273

9.6.3 惰性生物陶瓷材料 274

9.6.4 可吸收生物陶瓷 276

9.6.5 生物活性陶瓷 276

9.6.6 可治疗癌症的生物陶瓷 277

参考文献 277

思考题 281