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第1章 晶界结构与缺陷 1

1.1 晶界平衡结构 1

1.1.1 双晶体学的几何描述及要素 1

1.1.2 用本征位错表示的晶界结构 4

1.1.3 晶界原子结构——结构单元模型 8

1.1.4 能量原子描述 11

1.2 晶界的晶体缺陷 14

1.2.1 点缺陷——晶间偏析 15

1.2.2 线缺陷——非本征位错 23

1.2.3 体缺陷——晶界沉淀 29

1.3 结论 32

1.4 参考文献 32

第2章 晶界变形的基本机制 37

2.1 临近晶界的位错 37

2.2 位错与晶界间的弹性作用——镜像力 38

2.3 位错和晶界之间的短程（或核心）作用 41

2.3.1 位错滑移传播的几何准则和能量准则 42

2.3.2 晶界处位错反应的基本机制 44

2.3.3 位错和晶界之间相互作用机制的原子尺度模拟 48

2.3.4 相互作用机制的实验观察 52

2.3.5 与非本征位错相关的弹性应力场 60

2.4 与非本征位错相关的应力场的释放 63

2.4.1 晶界内的应力释放过程 64

2.4.2 应力场随着释放时间的演化 65

2.4.3 晶界应力释放现象的实验研究 66

2.4.4 结论 75

2.5 材料的基本界面机制与力学行为之间的关系 76

2.6 参考文献 79

第3章 冷变形晶界 85

3.1 前言 85

3.2 晶界塑性变形的协调性和不协调性 86

3.2.1 概述 86

3.2.2 双晶中变形不协调性的计算 89

3.3 多晶晶粒中的内应力 90

3.3.1 晶体塑性的概念以及在多晶模型中使用的单晶行为 91

3.3.2 多晶中的内应力 93

3.3.3 应力释放机制 95

3.4 使用有限元法（FEM）模拟局部力学场 98

3.4.1 多晶聚集体 99

3.4.2 从单晶到多晶的有限变换 100

3.4.3 本构硬化律参数的确定 101

3.4.4 基于多晶模型的局部力学场的例子 102

3.5 Hall-Petch定律及几何必须位错 105

3.5.1 定义 105

3.5.2 多晶中晶粒尺寸效应的模拟及与实验的比较 106

3.6 变形和再结晶中的亚晶界和晶界 110

3.6.1 变形亚晶界和晶界 110

3.6.2 再结晶亚晶界 111

3.7 结论 117

3.8 参考文献 118

第4章 蠕变与高温塑性——晶界动力学 125

4.1 前言 125

4.2 晶界与晶粒增长 127

4.2.1 晶界动力学与晶粒长大定律 127

4.2.2 晶界偏析与沉淀对晶界迁移的影响 129

4.3 晶界和蠕变——相应机制和唯象定律 131

4.3.1 晶界机制 131

4.3.2 蠕变模型及动力学 137

4.3.3 本构蠕变律和变形机制图 142

4.3.4 蠕变模型的局限性、晶界化学组成和蠕变 145

4.4 晶界与超塑性 148

4.4.1 唯象理论与微观机制 148

4.4.2 不同模型 152

4.4.3 晶粒长大和超塑性变形 154

4.5 展望：纳米材料的蠕变 156

4.6 参考文献 157

第5章 晶间疲劳 163

5.1 前言 163

5.2 低温晶间疲劳 166

5.2.1 解释晶间疲劳所考虑的几种尺度 166

5.2.2 α铁及其他体心立方（BCC）金属与合金的研究 167

5.2.3 面心立方结构（FCC）金属及金属合金的晶间疲劳断裂 176

5.3 高温疲劳 190

5.3.1 概述 190

5.3.2 奥氏体不锈钢 191

5.3.3 镍基超合金 196

5.4 结论 204

5.5 致谢 205

5.6 参考文献 205

第6章 晶间偏析与晶体材料的断裂 213

6.1 晶界与断裂 213

6.1.1 断裂参数——不同类型的断裂 213

6.1.2 晶间断裂 216

6.2 晶间偏析 217

6.2.1 偏析起源 217

6.2.2 平衡偏析热力学——现存的模型 218

6.2.3 晶间平衡偏析的一般特征 223

6.2.4 非平衡偏析 223

6.2.5 晶间偏析的不均匀性——晶界结构的影响 223

6.3 偏析与晶间断裂 225

6.3.1 晶间脆化机制 225

6.3.2 从脆化偏析到强化偏析 228

6.4 液态金属诱发的晶间断裂 233

6.4.1 与液态金属接触发生的现象 233

6.4.2 液态金属脆化 234

6.4.3 晶间渗透 234

6.4.4 Cu-Bi体系的晶间扩散 236

6.4.5 Ni-Bi体系中的晶间润湿 237

6.4.6 晶间渗透机制 239

6.4.7 Al-Ga体系的例子 241

6.4.8 结论 242

6.5 总结 242

6.6 参考文献 243

附录 247

附录A 双晶体学及界面缺陷的拓扑表征 247

附录B 第3章 的附录 249

B.1 符号 249

B.2 无限小变形 250

B.2.1 塑性变形和转动 250

B.3 终极变换 251

B.3.1 几何变换 251

B.3.2 运动学 251

B.4 终极变换的不协调性 252

B.5 几何必须位错密度的计算 253

作者列表 254