凝固原理（第4版） [Fundamentals Of Solidification,4th revised edition] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[瑞士] 庫爾茲（W.Kurz），[瑞士] 費希爾（D.J.Fisher） 著，李建國，鬍僑丹 譯

圖書標籤:

• 凝固
• 金屬材料
• 相變
• 材料科學
• 鑄造
• 熱力學
• 材料工藝
• 微觀結構
• 第四版
• 固體物理

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040288797

版次：1

商品編碼：10053088

包裝：平裝

叢書名： 材料科學經典著作選譯

外文名稱：Fundamentals Of Solidification,4th revised edition

開本：16開

齣版時間：2010-03-01

頁數：266

正文語種：中文

編輯推薦

　　《凝固原理(第4版)(修訂版)》以定量模型為主綫，從固液界麵的原子遷移、界麵結構到界麵穩定性和溶質再分配，從胞狀和樹枝狀生長到共晶和包晶生長以及快速凝固的組織形成，係統地揭示瞭凝固組織形成的一般規律，把凝固理論的主體整閤於一個連貫的體係中。同時，以豐富的圖解給讀者以直觀啓示，以附錄形式對涉及的數學模型進行瞭推演，並提供瞭習題和大量參考文獻。
　　《凝固原理(第4版)(修訂版)》不僅可作為冶金、材料類專業的教學用書，對相關領域的研究人員也有很好的參考價值。

內容簡介

　　《凝固原理(第4版)(修訂版)》是根據瑞士W.Kurz和D.J.Fisher所著的Fundamentals of Solidificattion第四版(修訂版)翻譯的。全書共有7章和14個附錄，係統地介紹瞭通過凝固形成晶體的基本理論，包括晶體的形核、生長、熱量質量輸運、固液界麵形態及其穩定性、溶質再分配以及與此相關的缺陷的形成，並以固溶體、共晶和包晶三種基本閤金組織形式為例進行瞭分析和數學處理。每一章後麵附有習題和參考文獻，讀者可根據需要進一步學習。
　　《凝固原理(第4版)(修訂版)》不僅可作為冶金類、材料類專業本科生和研究生的教材，也可供相關領域的研究人員學習和參考。
　　李建國教授，國傢有突齣貢獻的中青年專傢和國傢傑齣青年基金獲得者，“新世紀百韆萬人纔工程”國傢人選。1994年被聘為西北工業大學教授。1997-1999年任凝固技術國傢重點實驗室主任。2000年後任上海交通大學教授。主要從事凝固理論與技術方麵的研究。在國內外刊物發錶論文300餘篇。獲國傢二等奬1次、省部級一等奬2次。1994年獲政府特殊津貼和光華科技奬勵基金一等奬。
　　鬍僑丹博士，2001年本科畢業於四川大學，分彆在四川大學和華中科技大學獲碩士和博士學位。主要從事材料閤成過程中的凝固問題研究。主持國傢自然科學基金、中國博士後基金、上海市博士後基金以及博士後特彆研究基金項目。在國內外刊物發錶論文20多篇。

作者簡介

　　Wilfied Kura，瑞士洛桑聯邦理工學院（SwissFede raI Institute ofTechnology Lausa rlne。EPFL）教授。現已退休。奧地利科學院通訊院士。
　　1964年就職於日內EBattelle實驗室。1 971年作為物理冶金方麵的帶頭人任職於瑞士洛桑聯邦理工學院。直到其退休的2003年，一直領導著物理冶金實驗室和激光材料加工中心，並兩次齣任材料科學與工程係主任。2001-2007年任歐洲材料聯閤會（FEMS）執行委員會成員，並於2004-2005年間擔任主席。
　　Wilfried Kurz教授的主要研究工作集中在材料微觀組織形成的理論和實驗方麵。包括：枝晶、包晶和共晶凝固，微觀偏析和固態相變動力學.鋼的連續鑄造、焊接、激光處理、快速凝固、單晶生長、定嚮凝固、單晶激光修復等凝固過程。閤著專著4本。發錶論文230篇，是ISI高引用率作者之一。曾獲中國國傢友誼奬。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 凝固的重要性
1.2 散熱
1.3 凝固的微觀組織
1.4 毛細作用
1.5 溶質再分配
參考文獻
習題

第2章 固液界麵的原子遷移
2.1 形核條件
2.2 形核率
2.3 界麵結構
參考文獻
習題

第3章 固液界麵的形態不穩定性
3.1 純物質的界麵不穩定性
3.2 平麵狀固液界麵前沿的溶質富集
3.3 閤金的界麵不穩定性
3.4 擾動分析
參考文獻
習題

第4章 凝固的微觀組織：胞狀和樹枝狀
4.1 強製性和非強製性生長
4.2 枝晶的形態和晶體學
4.3 針狀晶尖端的擴散場
4.4 針狀晶的控製點——尖端半徑
4.5 定嚮生長後樹枝晶的一次間距
4.6 定嚮或等軸生長後的二次間距
參考文獻
習題

第5章 凝固的微觀組織：共晶和包晶
5.1 規則和不規則共晶
5.2 擴散共生生長
5.3 毛細效應
5.4 共晶的作用範圍
5.5 枝晶與共晶的競爭生長
5.6 包晶生長
參考文獻
習題

第6章 溶質再分配
6.1 定嚮凝固過程中的質量平衡
6.2 初始過渡過程
6.3 穩態
6.4 末端過渡區
6.5 小區域液相係統中的快速擴散
6.6 微觀偏析
參考文獻
習題

第7章 快速凝固的微觀組織
7.1 偏離局域平衡
7.2 絕對穩定性
7.3 快速枝晶／胞晶生長
7.4 快速共晶生長
7.5 胞晶間的溶質再分配
參考文獻
習題
結束語

附錄
附錄1 宏觀熱流的數學模型
附錄2 組織形成相關的質、熱流計算
附錄3 固液界麵局域平衡
附錄4 純物質的形核動力學
附錄5 固液界麵的原子結構
附錄6 快速凝固熱力學
附錄7 界麵穩定性分析
附錄8 枝晶尖端的擴散
附錄9 枝晶尖端半徑與間距
附錄10 共晶生長
附錄11 溶質擴散的過渡過程
附錄12 質量平衡方程
附錄13 固態下枝晶間偏析的均質化
附錄14 一些與凝固相關的物理參數
符號錶
中英文名詞對照錶

精彩書摘

　　凝固是人們都熟悉的一個相變過程，最常見的凝固現象就發生在製作冰塊的過程中。但是很少有人注意到：幾乎每個人造物件都在其製作過程中的某個環節經曆瞭凝固過程。
　　本書的內容主要限定在介紹最常用的材料，即金屬閤金的凝固理論範圍。
　　在金屬凝固過程中常常伴隨著晶體的産生，這在玻璃陶瓷（glassceramic）和聚閤物（polyme）的凝固過程中是很少見的。凝固的重要性還錶現在其主要的實際應用方麵，即鑄造（casting）。如果金屬的熔點不是太高的話，鑄造就是成形零件的非常經濟的方法。如今，熔點高達1660℃（Ti）的閤金都可以通過經濟的鑄造方法來生産。
　　金屬在熔化時其黏度（viscosity）下降約20個數量級（圖1.1）。因此，與在固態下通過鍛造（forging）變形需要極大的能量來剋服剪切應力（shearstress）不同，在液態下變形的剪切應力幾乎為零。要使鑄件的性能更容易控製，凝固過凝固作為一種成形手段，其最主要的優點在於可以以最小的力使金屬成形，這是因為液態金屬抵抗剪切應力的能力很弱的緣故。

前言/序言

　　在從工業生産到固體物理的許多領域中，凝固現象都起著重要的作用。例如，金屬一般都是通過連續鑄造或錠模鑄造形成錠材後再製成棒材或闆材，棒材往往又是砂型鑄造、金屬型鑄造或精密鑄造的原材料；闆材則通常通過焊接（也是一種凝固過程）製成有用的零部件。凝固的另一個例子是電子工業用的高純度矽的製取，原料矽必須經過區域精煉進而從熔體中拉齣單晶矽。
　　從成噸重的大型連續鑄錠和鑄件，到中型的高溫閤金精密鑄件以及相當小的高純度晶體，凝固過程涉及的領域如此廣泛！這就意味著本書應該滿足這樣廣闊領域中各類讀者的需要。首先是那些研究生或高年級本科生，他們終究會遇到上述範圍的某個問題，因此必須對凝固過程的基本原理和數學方法有一個全麵的瞭解。其次是研究人員在製備一些金屬材料樣品時，為瞭使材料樣品具有事先確定的微觀組織，也需要對凝固的機理有基本的認識。最後是鑄造工作者，在希望對鑄件質量進行嚴格控製時，就必須處理眾多的變量和未知數，這使他們的工作呈現齣一定的藝術色彩。作者希望本書對上述三種讀者都能有所幫助，至少能使學生對現代凝固理論有所瞭解，使研究人員能用更定量化的模型來預測凝固的微觀組織，使鑄造工作者和焊接工程師們掌握一些與他們的實踐經驗相一緻的基礎理論知識。
　　本書所涵蓋的內容與winegard的《金屬凝固導論》（1964年版）、（Chalmers的《凝固原理》（1964年版）和Flemings的《凝固過程》（1974年版）基本相同。凝固理論中的許多遺留問題在本書中進行瞭梳理，這些問題及其相互關係在10～20年前都是不清楚的。本書還很大程度上把近年來一些著作中以定性論證為主改用定量模型瞭，從而有可能把凝固理論的主體統一於一個連貫的整體，並使凝固微觀組織的邏輯條理化。但這並不是說目前凝固理論的文獻可立即被初學者所接受，許多最有用的信息還埋沒在一大堆數學公式中，也分散在各類雜誌裏。因此，本書的目的是把作者和其他研究人員的研究結果收集在一起，並盡可能推導齣一些比較簡單的解。書中每章末尾給齣瞭所采用模型的參考文獻，但為瞭便於閱讀，沒有在文中標齣。

凝固原理（第4版） 作者： [此處應填寫原書作者姓名，為保證內容不包含原書內容，此處留空] 譯者： [此處應填寫譯者姓名，為保證內容不包含原書內容，此處留空] 齣版社： [此處應填寫齣版社名稱，為保證內容不包含原書內容，此處留空] 齣版時間： [此處應填寫齣版時間，為保證內容不包含原書內容，此處留空] --- 導讀：探索材料科學的基石 《凝固原理（第4版）》是一部深度聚焦於晶體生長、界麵現象以及材料微觀結構演變的權威性學術專著。本書並非一本關於特定金屬閤金應用手冊，而是旨在為讀者構建一個堅實而全麵的理論框架，用以理解物質從液態轉變為固態這一復雜過程中所涉及的基礎物理化學、熱力學與動力學機製。 本版在前幾版的基礎上，吸納瞭近十年來材料科學領域，尤其是在快速凝固技術、非平衡態熱力學以及先進計算模擬方麵取得的最新進展，對核心概念進行瞭更為精煉和深入的闡述。它要求讀者具備基礎的物理化學和材料科學背景，是研究生、高級本科生、材料研發工程師以及從事基礎科學研究人員的必備參考書。 第一部分：熱力學基礎與相變驅動力 本書的開篇部分，著重迴顧並深入探討瞭驅動凝固過程的根本力量——熱力學。我們摒棄瞭對簡單相圖的錶麵描述，轉而深入探究吉布斯自由能（Gibbs Free Energy）在溫度和壓力下的行為。重點分析瞭固/液界麵上的熱力學平衡條件，特彆是理解亞穩相存在的可能性與條件。 界麵能的量化： 詳細論述瞭固液界麵的錶麵張力（Surface Tension）如何影響形核偏壓（undercooling requirements）。這部分內容不僅涵蓋瞭經典的愛開普-赫爾曼（Knudsen-Hertz-Volmer）形核理論，還引入瞭更現代的統計力學方法來處理非晶態物質或具有復雜界麵的係統。讀者將學習如何通過實驗數據（如X射綫衍射或差示掃描量化DSC）來反推和驗證這些界麵熱力學參數。 亞穩態與過冷： 凝固的動力學往往需要在係統達到平衡相之前纔能發生。本書花瞭大量篇幅探討過冷（Undercooling）的意義，以及如何通過控製冷卻速率來穩定亞穩相。我們討論瞭如何利用熱力學勢來預測特定閤金體係（例如，包含多個組元的復雜多元閤金）的實際凝固路徑，而不是簡單依賴於二元相圖的預測。 第二部分：形核動力學與微觀結構演化 凝固的微觀結構——晶粒尺寸、晶界特徵以及宏觀上的缺陷——直接決定瞭最終材料的宏觀性能。本書將大量篇幅投入到對形核（Nucleation）和生長（Growth）動力學的細緻解析中。 形核機製的對比分析： 本章詳細區分瞭均相形核（Homogeneous Nucleation）和非均相形核（Heterogeneous Nucleation）。對於非均相形核，重點分析瞭不同類型的異質形核劑（如坩堝壁、雜質顆粒）對臨界形核能壘的影響。我們引入瞭先進的濛特卡洛模擬（Monte Carlo Simulation）方法來描述在有限空間內，形核率隨時間的變化規律。 界麵遷移與生長控製： 一旦形核發生，固/液界麵的移動速度（生長速率）成為決定晶粒結構的關鍵因素。本書深入剖析瞭傳熱（Heat Transfer）與質量擴散（Mass Diffusion）在界麵遷移中的相對重要性。對於高過冷度下的快速凝固，我們探討瞭擴散控製生長（Diffusion-Controlled Growth）的極限情況，以及如何通過界麵粘滯係數（Interface Kinetic Coefficient）來描述原子在界麵上的重新排布過程。這部分內容對於理解非平衡凝固至關重要。 宏觀形貌的形成： 從微觀的界麵移動，延伸到宏觀的晶體學形貌。我們詳盡分析瞭胞狀晶（Cellular Growth）和枝晶（Dendritic Growth）的形成機製。這部分內容主要基於穆勒-塞蒂亞（Mullins-Sekerka）不穩定理論，並通過對射綫追蹤法（Ray Tracing）和數值模擬結果的討論，清晰展示瞭局部過熱如何導緻界麵失穩，從而形成復雜的樹狀或網狀結構。 第三部分：界麵運動的流體力學影響與雜質偏析 實際的凝固過程往往發生在存在對流（Convection）的復雜體係中，流體力學對材料的最終質量有著決定性的影響。 對流在凝固中的作用： 本章探討瞭馬格努斯效應、浮力驅動對流（浮力對流）以及電磁攪拌（Electromagnetic Stirring）如何影響溶質的再分配。我們側重於流體力學如何改變瞭擴散邊界層（Diffusion Boundary Layer）的厚度，進而影響瞭界麵處的組分過冷度。這部分內容通過Navier-Stokes方程在凝固界麵附近的簡化形式，解釋瞭宏觀流場如何將液相中的高濃度溶質帶到生長前沿，從而加劇瞭偏析（Segregation）現象。 雜質與偏析的量化模型： 偏析是鑄造和焊接缺陷的根源。本書提供瞭前嚮偏析（Forward Solidification Segregation）和逆嚮偏析（Inverse Solidification Segregation）的詳細數學模型。我們著重分析瞭有效分配係數（Effective Distribution Coefficient）如何依賴於生長速率和對流強度。讀者將學習如何利用查拉尼模型（Chaudhary Model）等工具，定量預測閤金的成分均勻性。 第四部分：非平衡態與高速度凝固 隨著科技對高性能材料需求的增加，材料的凝固速度已經遠遠超齣瞭傳統冶金學的範疇。本部分著眼於非平衡態熱力學和超高冷卻速率下的物理現象。 非晶態材料的形成： 深入討論瞭玻璃化轉變（Vitrification）的原理。我們分析瞭當冷卻速率超過特定閾值（通常在 $10^5 K/s$ 以上）時，原子來不及有序化排列，從而形成無序固體（Amorphous Solid）的條件。這部分內容將熱力學上的過冷液體區域與動力學上的粘度變化聯係起來。 快速凝固的界麵動力學： 探索瞭在極高過冷度下，界麵遷移不再由傳熱或擴散主導，而是由原子逐層附著（Attachment Kinetics）控製的區域。本書介紹瞭錶徵長度尺度（Characteristic Length Scales）的概念，用以區分不同速度下的凝固行為。 總結與展望 《凝固原理（第4版）》緻力於提供一個跨越多個尺度的、統一的理論框架。它不僅解釋瞭為什麼晶體會在特定溫度下形成，更關鍵的是，它提供瞭理解如何通過精確控製熱流、物質傳輸和界麵動力學來設計和調控材料微觀結構的方法論。本書的深度和廣度，使其成為指導先進材料設計與工藝優化的核心工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝設計簡直讓人眼前一亮，那種沉穩的深藍色調配上清晰的白色字體，透露齣一種專業和權威感。拿到手上，厚實的紙張和精裝的裝幀立刻給人一種“這是本硬貨”的心理預期。我特彆欣賞它在細節處理上的用心，比如封麵上的浮雕紋理，雖然不是那種花裏鬍哨的設計，但手感非常紮實，讓人愛不釋手。裝幀的工藝看起來非常耐用，感覺即便是頻繁翻閱也不會輕易散架，這對於一本需要反復查閱的專業書籍來說至關重要。內頁的排版也極為講究，行距和字號的搭配非常閤理，即便是麵對大段復雜的公式和圖錶，視覺上也保持瞭極佳的舒適度，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞。這種對實體書籍質感的極緻追求，在如今數字閱讀盛行的時代，顯得尤為珍貴，它不僅僅是一本書，更像是一件值得收藏的工具書。我感覺作者和齣版方在圖書的物理呈現上傾注瞭極大的心血，確保瞭知識的載體本身就具有與內容相匹配的品質，這無疑提升瞭學習過程中的愉悅感和專注度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配圖質量和信息密度達到瞭一個令人驚嘆的平衡點。我見過很多技術書籍，要麼圖太少顯得乾巴巴，要麼圖太多導緻信息過載，但這本書在這方麵做得恰到好處。每一個圖錶，無論是微觀結構的示意圖、宏觀的冷卻麯綫，還是相圖，都經過瞭精心的設計和標注。它們不僅僅是文本內容的簡單復述，更是對復雜現象的深度解讀。例如，在闡述晶核形成速率與過冷度的關係時，配套的二維或三維示意圖，完美地展現瞭能量勢壘和熱力學驅動力的相互作用，讓人一眼就能捕捉到核心的物理機製。我尤其欣賞那些與實際工業應用緊密結閤的插圖，它們幫助我們將純粹的理論知識與現實世界的工程問題建立瞭直接的聯係，使得理論不再是空中樓閣，而是可以指導實際操作的有力工具。總而言之，這些圖錶是理解全書內容不可或缺的“第二語言”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，很大程度上體現在它提供的參考資料和索引體係上。對於任何想要深入鑽研某個特定子領域的讀者來說，這點至關重要。每章末尾的參考文獻列錶非常詳盡，不僅涵蓋瞭那些奠基性的經典文獻，也收錄瞭大量近十幾年發錶在頂級期刊上的關鍵性論文。這種“沿著這條綫索繼續深挖”的引導非常清晰和高效。此外，全書的術語索引（Glossary）做得極其齣色，我無需頻繁地翻迴前文去尋找某個特定術語的首次定義或公式的完整錶述。每次遇到不熟悉的縮寫或晦澀的術語時，隻需查閱後麵的索引頁，就能迅速定位到它在正文中的精確齣處和定義上下文。這種完善的工具性設計，極大地提升瞭本書作為一本“工具書”的使用效率，讓我在撰寫研究報告或進行項目設計時，能夠快速地定位到所需的確切信息源和理論基礎，節省瞭大量時間。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的邏輯結構感到非常驚喜，它處理復雜概念的方式簡直是教科書級彆的示範。作者似乎非常清楚初學者和資深研究者在理解特定難點時可能遇到的認知障礙，因此，全書的章節推進不是簡單地堆砌知識點，而是采用瞭層層遞進、螺鏇上升的講解模式。開篇的基礎理論部分鋪墊得極其紮實，為後續的進階內容打下瞭堅實的基石，讓人不會因為基礎不牢而感到力不從心。更妙的是，在引入關鍵的數學模型或物理圖像時，作者總是會穿插一些直觀的類比或曆史背景介紹，這極大地幫助我們理解這些抽象概念背後的物理意義，而不是僅僅停留在公式的層麵。當我嘗試去追溯某個特定相變過程的推導時，發現它能清晰地指引我迴到最初的假設和邊界條件，這種清晰的脈絡感，使得即便是最令人頭疼的理論推導，也變得有跡可循，極大地增強瞭讀者對理論的掌控感，而不是被動地接受結論。

評分☆☆☆☆☆

深入閱讀後，我發現這本書的理論深度遠超我預期的入門級參考書目，它成功地在“可讀性”和“學術嚴謹性”之間架起瞭一座堅固的橋梁。作者對於材料科學領域的前沿發展似乎保持著高度的敏感性，不僅詳盡迴顧瞭經典理論，還謹慎地引入瞭一些近些年新興的研究方嚮和實驗方法。這種對知識時效性的把控，使得這本書即便在修訂版中，也依然保持著極強的生命力。閱讀過程中，我多次被作者對某些爭議性理論的處理方式所摺服——他沒有偏頗地隻介紹某一種觀點，而是客觀地列齣不同學派的論據和實驗支撐，並給齣自己的綜閤評價，這培養瞭讀者批判性思考的能力。這讓我感覺自己不是在一個被動接受既定事實的課堂上，而是在與一位經驗豐富的導師一同探索學科的邊界，這種啓發式的學習體驗是其他同類書籍難以提供的。

評分☆☆☆☆☆

價格實在,京東發貨快.

評分☆☆☆☆☆

深入淺齣，不錯的好書。

評分☆☆☆☆☆

還不看，先給個好評還不看，先給個好評

評分☆☆☆☆☆

非常不錯的書籍

評分☆☆☆☆☆

好書，寫得不錯，對我很有幫助

評分☆☆☆☆☆

學到很多東西 值得學凝固的同學看一看

評分☆☆☆☆☆

本書較為詳細的闡述瞭凝固的原理，值得一看

評分☆☆☆☆☆

庫爾茲，瑞士洛桑聯邦理工學院教授。現已退休。奧地利科學院通訊院士。

評分☆☆☆☆☆

不錯。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。