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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