晶體位錯理論基礎（第二捲） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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楊順華，丁棣華 著

圖書標籤:

• 晶體學
• 位錯
• 材料科學
• 固體物理
• 材料力學
• 金屬材料
• 缺陷
• 理論基礎
• 第二捲
• 物理學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030061027

版次：1

商品編碼：12210580

包裝：平裝

叢書名： 凝聚態物理學叢書·典藏版

開本：32開

齣版時間：1998-03-01

用紙：膠版紙

頁數：547

字數：460000

正文語種：中文

內容簡介

　　位錯理論起源於用彈性體中位錯的行為來解釋晶體的範性性質，爾後發展成為晶體缺陷理論的一個重要獨立部分。現代位錯理論已是金屬力學性質微觀理論的基礎，位錯與固體各種結構敏感的物理性質都有相當的聯係，在理論上也取得瞭若乾新進展。
　　《晶體位錯理論基礎》內容是位錯理論的基礎，分兩捲齣版，《晶體位錯理論基礎（第二捲）》是第二捲，主要論述位錯與點缺陷的相互作用，位錯的攀移與滑移，晶界、相界的位錯模型，位錯與裂紋，位錯與馬氏體相變，嚮錯理論基礎以及新近發展起來的準晶體中的位錯理論。書末還附有兩個附錄，即位錯塞積群和平麵彈性理論提要。
　　《晶體位錯理論基礎（第二捲）》可作為大專院校金屬物理、材料科學及固體理論方麵的高年級學生和研究生的教學用書或參考書，也可供有關教師及從事金屬及其他材料研究和開發的科技人員參考。

內頁插圖

目錄

《凝聚態物理學叢書》齣版說明
序言

第十二章 點缺陷及其與位錯的平衡
§12．1 概述
§12．2 點缺陷的彈性模型
§12．3 點缺陷的運動
§12．4 熱扭摺與熱割階
§12．5 本徵點缺陷與位錯的平衡
§12．6 溶質原子的平衡
一般性參考文獻

第十三章 位錯的攀移
§13．1 擴散控製的攀移
§13．2 帶割階的位錯的攀移
§13．3 擴展位錯的攀移
§13．4 空位過飽和時的攀移
§13．5 空位聚集體的成核
§13．6 例螺鏇形位錯綫、層錯四麵體
一般性參考文獻

第十四章 位錯的滑移
§14．1 帶扭摺位錯的滑移
§14．2 扭摺對的成核和運動
§14．3 帶割階位錯的滑移
§14．4 割階擴展的影響
一般性參考文獻

第十五章 溶質原子效應
§15．1 與一個運動勢阱相關的擴散
§15．2 位錯對CottreIl氣團的拖曳
§15．3 位錯對Snoek氣團的拖曳
§15．4 位錯芯效應
§15．5 其它一些溶質原子效應
一般性參考文獻

第十六章 晶界結構
§16．1 述引
§16．2 Bilby-Frank公式和Frank公式
§16．3 在限製條件下的可能晶界結構
§16．4 晶界附近的應力場與晶界能
§16．5 重位點陣與。點陣
§16．6 近重位晶界與次級位錯
一般性參考文獻

第十七章 相界結構
§17．1 點陣轉變慨述
§17．2 界麵位錯·共格位錯
§17．3 失配與失配位錯
§17．4 馬氏體相界
§17．5 失配位錯的例
§17．6 失配位錯的生成機製
一般性參考文獻

第十八章 位錯源與形變孿生
§18．1 Frank-Read源
§18．2 雙交滑移機製
§18．3 滑移位錯環的成核
§18．4 Bardeen-Herring源
§18．5 關於位錯源的幾個補充問題
§18．6 形變孿牛
§18．7 孿生位錯和原子移動
§18．8 孿生的極軸機製
§18．9 孿晶晶界的一些現象
'般性參考文獻

第十九章 裂紋與位錯
§19．1 緒論
§19．2 連續分布位錯群與裂紋
§19．3 裂紋和位錯的彈性場
§19．4 作用在彈性奇點上的力：Eshelby定理
§19．5 裂紋發射位錯
§19．6 位錯屏蔽及其它補充問題
一般性參考文獻

第二十章 馬氏體相變
§20．1 馬氏體相界的運動
§20．2 熱激活運動
§20．3 與缺陷的相互作用
§20．4 馬氏體成核、經典成核
§20．5 成核能量學
§20．6 非經典成核
§20．7 成核動力學
§20．8 馬氏體生長、熱彈性行為
§20．9 非熱彈性生長、小結
一般性參考文獻

第二十一章 國內若乾工作進展
§21．1 晶體位錯的離散彈性模型
§21．2 體心立方結構{110}（111）和{112}{111}棱錐及其投影展示圖
§21．3 非綫性連續介質中的位錯

第二十二章 嚮錯理論基礎
§22．1 嚮錯的定義及其基本特徵
§22．2 嚮錯的彈性場
§22．3 嚮錯的彈性相互作用與作用在嚮錯上的力
§22．4 嚮錯的運動及其增殖機構
一般性參考文獻

第二十三章 準晶體中的位錯
§23．1 準晶位錯的高維Burgers矢量
§23．2 準晶中引進位錯的Volterra過程
§23．3 準晶的綫彈性理論
§23．1 Green函數法在準晶位錯理論中的應用
§23．5 Eshelby法和Stroh錶述法的推廣
§23．6 準晶位錯Burgers矢量的實驗鑒定

一般性參考文獻
附錄A 位錯塞積群
附錄B 平麵彈性理論提要

後記

前言/序言

　　固體材料的力學微觀研究始於本世紀20年代。著名的學者有蘇聯，英國的A.A.Griffith。德國的U.Dehlinger，F.Zwyker和A.Goertz等人，到瞭30年代，這門學科的研究趨嚮成熟，匈牙利之E.Orowan，德國之M.Polanyi，英國之G.I.Taylor不期於1934年各自發錶論文，正確地描述晶體中微觀缺陷的圖象，闡明它的物理概念。Taylor文中設想這種缺陷在晶體中成為列陣時可計算晶體的加工硬化與實驗相比較，這是材料力學中將微觀結構與宏觀實測聯係起來的初次嘗試。Taylor將這種缺陷命名為dislocation。1956年，由J.W.Menter，P.B.Hirsch在電子顯微鏡中觀察到這種晶體中缺陷的形態結構與Taylor所設想的絲毫無異。自此眾議紛紜者成為緘默。位錯學說得以成立，在固體物理學中成為一一個重要的領域。
　　初，柯俊同誌1953年從英國歸來，我去前門旅捨訪問，談及dislocation事，兩人都覺得學說新成立，應定個譯名，以利此學說在中國推廣，因而推敲此缺陷之由來和圖象，試譯為位錯，以後逐漸為大傢所認可，然而追於當時的形勢，學習和研究位錯理論及實驗工作還難於開展。
　　1960年吳有訓先生應倫敦皇傢學會邀請訪問英國歸來，吳先生告訴我們：“50年代英國的物理學研究最大成就之一就是發展瞭位錯理論和實驗工作，他們以此為自豪”，當時國內的政治形勢也有所轉變。於是1960年8月在長春舉行全國性的晶體缺陷討論會。

晶體塑性與微觀結構演變：從缺陷到宏觀行為 本書聚焦於金屬和無機材料在復雜應力狀態下的微觀塑性機製、晶體缺陷的相互作用及其對材料宏觀力學性能的調控。 深入剖析瞭位錯、孿晶、晶界等關鍵結構單元在不同溫度、應變速率和應力加載路徑下的動態演化規律，為理解和設計高性能結構材料提供瞭理論基石。 --- 第一章：位錯動力學與應力場耦閤 本章係統迴顧瞭晶體塑性的基本理論框架，重點關注位錯綫的運動學和靜力學。 1.1 彈性理論基礎與連續介質模型： 首先建立起描述晶體內部應力場的數學工具，包括但不限於應力張量、應變張量、本構關係（綫彈性、超彈性）。詳細闡述瞭雙摺射現象和波傳播在晶體介質中的特殊錶現形式。引入位錯綫彈性理論，推導瞭適用於不同幾何構型（如刃位錯、螺位錯、混閤位錯）的應力場解析解，並討論瞭應力場在晶體內的長程相互作用。 1.2 位錯運動的驅動力與阻力： 深入分析瞭驅動位錯運動的Peach-Koehler力（$mathbf{f} = mathbf{b} imes oldsymbol{sigma} cdot oldsymbol{n}$），並將其與晶格摩擦力、電子阻力等微觀阻力項進行量化比較。詳述瞭坡莫夫-納巴羅（Pharr-Nabarro）模型在描述晶格阻力隨溫度變化時的局限性與修正。 1.3 核心動力學與非保守運動： 探討瞭位錯核心的結構分散性對攀移（Climb）和交滑移（Cross-slip）機製的影響。重點解析瞭非保守運動（如空位和間隙原子的吸收/發射）在高溫蠕變和應力鬆弛中的關鍵作用，引入非綫性激活能壘模型來描述溫度對攀移速率的精細調控。 1.4 位錯密度演化方程： 構建瞭基於輸運理論的位錯密度演化方程組，該方程組耦閤瞭增殖、湮滅、攀移和交滑移項。詳細討論瞭Orowan等式在描述塑性應變率依賴性中的應用，並對比瞭Orowan模型與更精細的微觀尺度模擬結果（如Phase Field模型）之間的差異。 --- 第二章：缺陷間的相互作用與組織演化 本章側重於研究不同類型晶體缺陷（位錯、空位、間隙原子、析齣相等）之間復雜的物理化學耦閤作用，及其對材料微觀組織動態演化的影響。 2.1 相互作用勢與勢壘分析： 采用嵌入原子法（EAM）和密度泛函理論（DFT）計算瞭位錯與點缺陷（空位、間隙原子）之間的相互作用能和遷移勢壘。特彆關注瞭“釘紮效應”的定量描述，包括析齣相粒子和第二相的繞過機製（Orowan 環）與穿透機製的臨界條件分析。 2.2 晶界結構與晶界遷移： 將晶界視為一種高能耗的二維缺陷，分析瞭傾轉晶界（Tilted Grain Boundaries, TGBs）和共麵晶界（Coherent Twin Boundaries, CTBs）在塑性變形中的行為差異。深入探討瞭晶界擴散與晶界滑動（Grain Boundary Sliding, GBS）在高溫塑性變形中的貢獻，並引入瞭描述晶界遷移驅動力的化學勢梯度模型。 2.3 孿晶的孕育與擴展： 詳盡分析瞭機械孿晶（Mechanical Twinning）的形核機製，包括層錯帶（Lath/Stacking Fault Ribbon）的形成和擴展。對比瞭在不同晶係（如HCP、BCC）中孿晶與位錯滑移的競爭關係，並討論瞭外部電磁場或化學環境對孿晶偏好性的潛在調控。 2.4 動態恢復與動態再結晶： 闡述瞭在高溫塑性變形過程中，位錯網絡的動態恢復（DRV）機製，主要錶現為位錯的重排和亞晶界的形成。在此基礎上，深入研究瞭動態再結晶（DRX）的成核、長大和吞並過程，通過晶粒尺寸分布函數和晶界能驅動力，建立起描述DRX速率的本構方程。 --- 第三章：微觀結構對宏觀力學的多尺度影響 本章將微觀機製的理解橋接到宏觀材料響應，重點關注應力曆史、應變路徑對方塊材料力學行為的非綫性影響。 3.1 疲勞與斷裂的微觀基礎： 探討瞭疲勞裂紋萌生的初始階段——錶麵位錯的滑移帶形成與局域塑性。分析瞭低周疲勞（LCF）和高周疲勞（HCF）中位錯纍積與損傷纍積的差異。引入裂紋尖端塑性區模型，結閤應力強度因子分析，預測裂紋的穩定擴展速率。 3.2 蠕變與應變時效的機製： 在恒定載荷或高應力作用下，通過分析位錯攀移和點缺陷擴散的主導作用，闡述瞭穩態蠕變的機製。對比瞭瞬態蠕變階段位錯密度快速增加與穩態蠕變階段平衡態的物理本質。討論瞭應變時效現象中，位錯被點缺陷雲團“鎖定”的微觀過程。 3.3 復雜加載下的本構關係修正： 針對非比例加載、加載方嚮變化等復雜情況，修正瞭傳統的塑性流動法則。引入晶體學織構演化對方塊材料（如軋製闆材）的塑性各嚮異性（如Lankford值）的影響，建立起能夠準確描述宏觀應變路徑依賴性的內部變量模型。 3.4 梯度材料的理論框架： 首次引入尺寸效應對塑性變形的影響。分析瞭當特徵長度尺度（如晶粒尺寸或材料厚度）接近或小於位錯堆垛長度時，幾何必需位錯（Geometrically Necessary Dislocations, GNDs）的引入如何驅動材料硬化（如Hall-Petch 關係的反常現象），為理解納米晶體和梯度結構材料的力學行為提供瞭新的視角。 --- 本書適用於 材料科學、固體力學、物理冶金等相關專業的研究生及高年級本科生，以及緻力於先進結構材料設計與服役性能分析的工程技術人員。本書的理論深度和對前沿研究的覆蓋，旨在培養讀者從原子尺度理解宏觀力學現象的綜閤分析能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常考究，封麵的設計簡潔大氣，采用瞭深邃的藍色作為主色調，輔以銀色的書名和作者信息，給人一種專業、嚴謹又不失格調的視覺感受。紙張的質感也非常齣色，觸感細膩，印刷清晰，即使長時間翻閱也不會感到疲憊。閤上書本時，它厚實的分量也暗示瞭其內容的豐富程度。我尤其喜歡它采用的綫裝工藝，使得翻頁更加流暢，也更便於在閱讀過程中做筆記。書本的尺寸也設計得恰到好處，既方便攜帶，又能在閱讀時提供足夠的視野。整體而言，從拿到書的那一刻起，我就被它所散發齣的專業氣息所吸引，這無疑是一本值得珍藏的學術著作。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的內容深度來看，它無疑是一部非常權威的參考書。作者在各個子領域都進行瞭深入的探討，並且引用瞭大量的最新研究成果，這使得這本書具有很強的時效性。對於那些希望在晶體位錯理論領域進行深入研究的學者和學生來說，這本書提供瞭一個堅實的基礎和寶貴的參考。雖然我目前還處於初步學習階段，但已經能夠感受到這本書所包含的知識廣度和深度，它為我未來的學術探索指明瞭方嚮。我相信，隨著我知識水平的提升，我將能更充分地領略這本書的價值，它一定會成為我在學術道路上不可或缺的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

對於我這個剛剛入門的菜鳥來說，閱讀這本書的過程就像是在攀登一座巍峨的高山。雖然我早就聽說過晶體位錯理論的大名，也知道它在材料科學領域的重要性，但真正接觸到這本書時，還是被其深厚的學術底蘊所震撼。書中對每一個概念的闡述都力求嚴謹，邏輯清晰，仿佛作者在一步步地引導我深入理解這個復雜的理論體係。雖然有些地方我還需要反復閱讀，甚至需要查閱一些相關的背景資料纔能完全領會，但我能感受到作者在編排上的匠心獨運，力求將復雜的知識以最易於理解的方式呈現齣來。這種循序漸進的教學方式，對於我這樣的初學者來說，無疑是極其寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，既有學術論文的嚴謹與精確，又不失深入淺齣的講解。作者在處理專業術語時，並沒有簡單地堆砌，而是會適時地進行解釋和補充，甚至會用一些生動的比喻來幫助讀者理解抽象的概念。我特彆欣賞書中對一些關鍵公式的推導過程的詳細闡述，這讓我能夠更深入地理解公式的物理意義，而不僅僅是死記硬背。雖然有時候，我也曾因為某些過於深奧的論述而感到睏惑，需要花費大量的時間去消化，但每當剋服一個難點，我都會獲得一種豁然開朗的成就感。這本書的閱讀體驗，與其說是在學習，不如說是一種智力的探索和挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計也非常人性化，大量的圖錶和公式穿插其中，使得原本枯燥的理論知識變得生動起來。我尤其喜歡那些精心繪製的示意圖，它們以直觀的方式展示瞭位錯的形成、運動和相互作用，讓我能夠更清晰地理解那些在微觀尺度下發生的復雜過程。每個章節的結尾通常會有一個小結，概括本章的要點，這對於快速迴顧和鞏固知識非常有幫助。此外，書中還包含瞭一些案例分析，將理論知識與實際應用相結閤，讓我對晶體位錯理論在現實世界中的重要性有瞭更深刻的認識。這種多層次、多角度的呈現方式，大大提升瞭我的閱讀效率和學習興趣。