晶體材料中的界麵 [Interfaces in Crystalline Materials] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] A.P.Sutton，R.W.Balluffi 著，葉飛，顧新福，邱鼕 等 譯

圖書標籤:

• 晶體材料
• 界麵
• 材料科學
• 固態物理
• 材料工程
• 缺陷物理
• 錶麵物理
• 晶體學
• 納米材料
• 材料性質

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040431537

版次：1

商品編碼：11887299

包裝：精裝

叢書名： 材料科學經典著作選譯

外文名稱：Interfaces in Crystalline Materials

開本：16開

齣版時間：2016-01-01

用紙：膠版紙

頁數：878

字數：1080000

正文

內容簡介

　　材料內部和材料之間的界麵是材料研究中的核心領域之一，與材料科學的所有領域幾乎都密切相關。
　　《晶體材料中的界麵》通過闡述一些簡單的模型和關鍵的實驗結果，著重論述基本概念，使讀者逐步瞭解這個領域的基礎理論及其應用。《晶體材料中的界麵》包括晶體材料中界麵的結構、熱力學、動力學和性質4個密切相關的部分。第1章至第4章介紹界麵結構，包括界麵幾何、位錯模型、原子間相互作用和原子結構等。第5章至第7章介紹界麵熱力學，包括界麵相和相變、固溶原子偏聚等。第8章至第10章介紹界麵動力學，包括擴散、守恒運動、非守恒運動等。*後兩章介紹界麵的電學和力學性質。原*一經齣版，即成為全世界科研人員公認的界麵科學的經典*作。
　　《晶體材料中的界麵》可供物理、化學、材料、機械和電子等領域的科研人員以及高等院校高年級學生、研究生閱讀和參考。

目錄

第一部分 界麵結構
第1章 界麵幾何
1．1 引言
1．2 需要的所有群論知識
1．3 兩個晶體之間的關係
1．3．1 晶體和點陣
1．3．2 矢量和坐標變換
1．3．3 點陣鏇轉的描述
1．4 界麵的幾何描述
1．4．1 宏觀和微觀幾何自由度
1．4．2 任意界麵的宏觀幾何自由度
1．4．3 立方材料中的晶界
1．5 雙晶晶體學
1．5．1 引言
1．5．2 晶體學方法概述
1．5．3 塞茨符號簡介
1．5．4 雙色圖的對稱性
1．5．5 雙色復閤體的對稱性
1．5．6 理想雙晶體的對稱性
1．5．7 真實雙晶體的對稱性
1．6 兩個示例
1．6．1 點陣匹配的極性一非極性外延界麵
1．6．2 點陣匹配的金屬矽化物一矽界麵
1．7 孤立界麵綫缺陷的分類
1．7．1 一般公式化錶達
1．7．2 界麵位錯
1．8 嵌入晶體的形態
1．9 準周期性和無公度界麵
參考文獻
第2章 界麵位錯模型
2．1 引言
2．2 界麵位錯的分類
2．3 Frank—Bilby公式
2．4 對Frank—Bilby公式和界麵位錯含量概念的評價
2．5 nank公式
2．6 0點陣
2．7 界麵中離散位錯陣列幾何
2．7．1 一般界麵
2．7．2 在任意幾何參數晶界上的應用
2．7．3 含有一組和兩組位錯的晶界
2．7．4 外延界麵
2．8 局域位錯相互作用
2．9 兩個示例
2．9．1 Pt—Ni0界麵
2．9．2 Al—Al3Ni共晶界麵
2．10 界麵彈性場
2．10．1 引言
2．10．2 各嚮同性彈性條件下晶界的應力場和畸變場
2．10．3 晶界能
2．10．4 各嚮同性彈性條件下異相界麵的應力場
2．10．5 各嚮異性彈性條件下的界麵位錯陣列
2．10．6 外延界麵的各嚮同性彈性分析
2．10．7 沉澱相和非平麵界麵的應力場
2．11 界麵位錯芯的局域化程度
2．11．1 引言
2．11．2 位錯陣列的點陣理論
2．11．3 應用計算機模擬和原子間作用力的原子模型
2．12 界麵位錯陣列的實驗觀察
2．12．1 室溫觀察
2．12．2 高溫觀察
參考文獻

第二部分 界麵熱力學
第三部分 界麵動力學
第四部分 界麵性質

晶體材料中的界麵：微觀結構、動力學與性能的交匯點 引言： 晶體材料是現代工程、物理學和化學領域不可或缺的基礎。從半導體器件到高性能閤金，再到結構陶瓷，材料的最終性能在很大程度上取決於其內部結構的精確控製。然而，單純的晶體內部結構（即完美的周期性點陣）往往不足以解釋材料在實際應用中的復雜行為。一個常常被忽視，卻至關重要的因素是界麵——不同晶體取嚮、不同材料相、甚至是缺陷（如晶界、孿晶界、相界、薄膜異質結界麵）之間的交界麵。這些二維或準二維的區域，盡管在體積上占比較小，卻常常成為決定材料宏觀性能的關鍵所在。 《晶體材料中的界麵》旨在深入探討晶體材料中各種界麵現象的本質。本書並非簡單地羅列材料目錄，而是聚焦於構成這些界麵的物理化學原理、結構特徵、動態演化過程及其對材料整體性能的決定性影響。我們將係統地解析界麵作為信息、能量和物質傳輸通道的獨特角色，並闡述如何通過界麵工程來調控材料的功能。 --- 第一部分：界麵的結構與熱力學基礎 本部分奠定瞭理解界麵現象的理論基礎。我們首先從晶體學的角度齣發，詳細闡述瞭界麵兩側晶格失配的幾何描述。這包括密堆積方嚮、錯位嚮量以及描述界麵能的$Sigma$值等概念。我們將深入解析晶界（Grain Boundaries, GBs），區分高角度和低角度晶界，並討論它們在點陣匹配過程中的具體結構單元（如扭結、階梯颱階）。 隨後，我們將轉嚮界麵熱力學。界麵並非僅僅是兩個塊體材料的機械拼接，它具有獨立的錶麵能、界麵能。本部分會詳盡闡述界麵能的來源——原子配位數的減少、鍵長的變化以及靜電勢的重排。我們將討論界麵在平衡態下的界麵能最小化原理，以及這些能量如何驅動材料在高溫下的燒結、遷移和重構過程。特彆地，我們會引入Gibbs-Thomson效應在納米尺度界麵上的體現，這對理解超細晶粒和納米材料的穩定性至關重要。 第二部分：界麵結構錶徵與原子尺度的洞察 理解界麵，必須精確地觀測它。本部分聚焦於現代材料科學中用於界麵分析的關鍵實驗技術。我們將詳細介紹透射電子顯微鏡（TEM）在界麵分析中的核心地位，包括高分辨透射電鏡（HRTEM）如何揭示界麵處的原子排列、錯位結構以及是否存在非晶層。此外，掃描透射電子顯微鏡（STEM），特彆是利用環形暗場成像（HAADF）來區分不同原子序數的元素分布，將是分析異質界麵元素擴散和偏聚的重點。 在化學錶徵方麵，我們將討論X射綫光電子能譜（XPS）和二次離子質譜（SIMS）如何提供界麵附近的元素化學態和深度分布信息。這些技術對於識彆界麵處的氧化態變化或殘餘應力導緻的化學鍵閤差異至關重要。通過結閤這些互補的技術，讀者將學會如何構建一個完整的、原子尺度的界麵結構模型。 第三部分：界麵動力學與傳輸現象 界麵不僅是靜態的結構特徵，更是活躍的動力學區域。本部分的核心在於探討物質、能量和電荷如何在界麵處發生傳輸和交換。 在擴散動力學方麵，晶界作為“快車道”機製，其擴散係數遠高於晶體內部。我們將量化描述晶界擴散的激活能和擴散路徑，這對於理解高溫蠕變、氧化和滲碳過程至關重要。針對薄膜沉積，我們將分析界麵作為成核點的作用，以及外延生長過程中應力纍積與位錯形核的動態耦閤。 在界麵能驅動的形變方麵，我們將探討晶界遷移（Grain Boundary Migration, GBM）在材料燒結和晶粒長大中的作用。重點分析邊界處的原子跳躍機製和能壘，以及外部應力或電場如何影響遷移速率。對於相變過程，界麵動力學決定瞭新相的形核速率和生長形態，我們將結閤相場模型（Phase Field Models）來模擬這些復雜的時空演化過程。 第四部分：界麵工程與性能調控 本部分將理論與實際應用緊密結閤，展示如何通過調控界麵來賦予材料特定功能。 1. 機械性能調控： 晶界是裂紋擴展的主要路徑，但也可以通過晶界強化機製來阻止位錯運動。我們將探討如何通過細化晶粒、引入具有特定能壘的“粘閤劑”晶界（如引入硼或碳在金屬晶界處的偏聚）來提高屈服強度和韌性。同時，我們將分析孿晶界（Twin Boundaries）在超高強度鋼和鎳基超閤金中的獨特作用，它們如何提供額外的應變存儲和位錯偏轉能力。 2. 電學與磁學界麵： 在電子材料中，異質結界麵的電子能帶結構（Band Alignment）決定瞭器件的性能。本部分將詳細分析能帶偏移（Band Offsets）的計算方法和測量，以及界麵陷阱態（Interface Traps）對載流子壽命的影響。在磁性材料中，磁性各嚮異性和自鏇軌道耦閤在界麵處的增強效應，是理解自鏇電子器件工作原理的關鍵。 3. 催化與電化學界麵： 界麵是異相催化反應發生的場所。我們將探討反應物分子在不同晶嚮界麵上的吸附能差異，以及界麵缺陷（如懸掛鍵）如何成為活性位點。在燃料電池或電池中，固態電解質-電極界麵的阻抗和離子傳輸效率，是限製設備性能的主要瓶頸，本書將討論如何通過界麵塗層或結構設計來優化這些電化學傳輸。 結論： 《晶體材料中的界麵》力求為研究人員和工程師提供一個全麵而深入的框架，用以理解和駕馭晶體材料中那些“看不見”的關鍵區域。通過對結構、能量、動力學和工程應用的係統論述，本書旨在揭示界麵如何從根本上塑造瞭材料的宏觀性能，並為下一代高性能材料的理性設計指明方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實吸引人，那種深邃的藍色調配上精緻的晶體結構圖案，立刻讓人聯想到精密科學的嚴謹與美感。我拿起它時，首先映入眼簾的是扉頁上那句引言，雖然沒有直接提及界麵，但那種對物質世界深層秩序的探索精神，倒是與我期待的“晶體材料中的界麵”主題暗閤。我原本期望能從中讀到一些關於界麵熱力學或動力學的最新進展，比如如何通過調控界麵能來優化材料的宏觀性能。然而，翻閱前幾章，我發現它似乎更側重於基礎的晶體生長理論，詳細地介紹瞭從液相到固相轉變過程中原子排列的規則性，以及缺陷是如何在宏觀尺度上影響材料強度的。這種對基礎的紮實鋪陳固然重要，但對於一個已經對晶體學有一定瞭解的讀者來說，會略感有些冗長。書中對晶格常數、布拉維格子等概念的講解非常詳盡，甚至有些像一本大學本科的教材，而不是一個聚焦於特定前沿領域的專著。我希望能看到更多關於異質結形成機製的深入分析，或是界麵結構對電子輸運性質影響的案例研究，這些內容在開篇部分似乎有所欠缺，讓我對後續章節是否能迅速切入“界麵”這一核心議題保持著一絲觀望。整體而言，這本書的“顔值”很高，但初步的“內涵展示”更偏嚮於廣度而非深度。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭相當大的精力去研讀瞭關於缺陷工程的那幾個章節，我對材料的本徵性能如何被微小的結構擾動所改變深感興趣。這本書在這方麵確實提供瞭詳實的背景知識，它清晰地闡述瞭位錯如何攀移、堆垛層錯如何形成，以及這些結構性缺陷在塑性變形中扮演的關鍵角色。但是，我始終感覺它在討論這些缺陷時，總是將焦點置於晶體內部的本徵行為，而對“界麵”——無論是晶界還是相界——如何作為缺陷的源頭或匯集點，如何主動參與甚至主導材料的性能演化，著墨不多。例如，在討論脆性斷裂時，書中詳細描繪瞭裂紋尖端應力場的分布，但我期待的是界麵能對裂紋萌生和擴展的閾值影響，或者說，異質材料界麵處的應力集中和滑移不匹配問題。這種敘述方式讓我感覺，作者似乎將界麵視為一個“邊界條件”而非一個“活性區域”。如果這本書的定位是全麵覆蓋晶體材料的各個方麵，那麼它的廣度是毋庸置疑的，但如果它旨在深入探討界麵物理，那麼目前看來，它更像是在為理解界麵做鋪墊，而不是直接處理界麵本身帶來的復雜性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常學術化，句子結構復雜，專業術語密集，無疑保證瞭內容的精確性，但坦白說，閱讀起來需要高度集中，稍有走神就可能錯過關鍵的邏輯推導。對於自學者而言，這構成瞭一個不小的挑戰。我發現，書中在定義一個新概念時，往往需要迴頭去對照前麵幾個章節的定義纔能完全理解其上下文關聯。例如，在討論薄膜沉積時的“原子級平整度”時，它緊密關聯到前麵關於錶麵能和臨界成核尺寸的討論，但這種關聯性在文本流中並不像教科書那樣有清晰的指引。我期待的是一種更加“引導式”的寫作，能夠像一位經驗豐富的導師那樣，在關鍵轉摺點給齣清晰的總結或類比，幫助讀者消化那些晦澀的數學描述。目前來看，它更傾嚮於將所有細節一股腦地呈現齣來，考驗讀者的獨立消化能力。雖然精確性得到瞭保證，但閱讀的“友好度”略有不足，特彆是對於那些希望快速抓住核心物理圖像的讀者來說，可能需要花費額外的精力去梳理脈絡。

評分☆☆☆☆☆

從文獻引用來看，這本書的時間跨度較大，既有早期如Bravais提齣的經典理論，也有近十年內的一些高被引論文。這種跨度既是優勢，也帶來瞭一些平衡上的挑戰。對於那些已經研究瞭數十年的領域，比如晶格畸變理論，書中的闡述嚴謹且無可挑剔，顯示齣作者深厚的學術功底。但當我尋找關於新型二維材料界麵工程的討論時，卻發現這部分內容相對薄弱，或者說，引用瞭一些略顯陳舊的觀點。例如，關於二維材料的範德華異質結的界麵電子學調控，這在當前的研究熱點中占據重要地位，但書中涉及不多，或者隻是簡單提及，沒有深入剖析其獨特的範德華作用機製如何影響電子結構。這讓我感覺到，這本書在努力構建一個堅實的基礎框架時，可能在追蹤最新的、發展迅猛的交叉學科前沿方麵稍顯滯後。它更像是一本為研究生準備的“標準參考書”，而非緊跟實驗前沿的“動態報告”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的圖錶製作水平令人印象深刻，那些三維的原子結構模型和能帶圖譜繪製得非常清晰，色彩搭配考究，對於非專業人士也能提供直觀的幫助。然而，在數據呈現上，我注意到一個現象：很多關鍵的實驗數據似乎是孤立存在的，缺乏對不同材料體係之間普適性規律的提煉。舉個例子，書中展示瞭氧化物和半導體材料在特定溫度下的晶格失配率，但沒有深入比較不同結閤類型材料在界麵穩定性上的根本差異，這使得閱讀體驗變成瞭一係列孤立事實的堆砌。我真正想探究的是，當我們將兩種截然不同的晶體放在一起時，例如金屬與陶瓷的界麵，究竟是化學鍵閤主導還是彈性應變主導瞭最終的界麵結構。這本書在闡述單晶體內部的周期性時非常齣色，但一旦涉及“異質”或“復閤”的概念，描述的深度就明顯下降瞭，仿佛進入瞭一個新的、尚未充分探索的領域。希望後續章節能夠加入更多跨材料體係的對比分析，使理論框架更具普適性，而非僅僅停留在對單一材料體係的細緻描述上。

評分☆☆☆☆☆

正版，還可以，用優惠券能便宜點。

評分☆☆☆☆☆

專業書籍，印刷不錯，翻譯質量如何，還沒看，最好能齣版英文原版書籍

評分☆☆☆☆☆

經典好書，價格有優勢，物美價廉，值得入手，很推薦

評分☆☆☆☆☆

愛的方式的攝入行業如何收費的股權熱熱特特

評分☆☆☆☆☆

是一本好書，值得研讀！

評分☆☆☆☆☆

好書，仔細研究，非常非常非常非常非常非常滿意

評分☆☆☆☆☆

界麵領域真是經典，肅然起敬！

評分☆☆☆☆☆

靜下心來好好看,值得的,觀點與角度很不一樣,要有高數、物理、化學基礎哦

評分☆☆☆☆☆

很好。。。。。。