《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·材料科学与工程学科教材系列：材料科学与工程基础》蔡珣 著 上海交通大学出版社 2010-07-01

内容简介：

    《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·材料科学与工程学科教材系列：材料科学与工程基础》为普通高等教育“十一五”国家规划教材。《材料科学与工程基础》应高等院校“材料科学与工程”学科改革而生，将材料科学和材料加工的基础理论融为一体。全书共分10章，主要包括原子结构与键合，固体结构，晶体缺陷，固态扩散，相图，材料的制取，固态相变，材料加工成形的传热过程，材料加工成形的流动现象与力学基础，以及材料的变形机理和回复、再结晶。
    《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·材料科学与工程学科教材系列：材料科学与工程基础》为大材料专业基础课程教材，涵盖了金属材料、陶瓷材料和高分子材料，将科学性、先进性和实用性相结合，提高学生解决材料工程实际问题的能力。《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·材料科学与工程学科教材系列：材料科学与工程基础》更适合于按“材料科学与工程”一级学科进行人才培养和热加工材料专业的院校师生使用。也可以作为材料科学与工程研究人员与技术人员的参考用书。

目录：

    相图的建立可以用实验方法，也可以用计算方法，前面所述的相图基本上都是通过实验测定的。尽管人类测定相图已有百余年历史，但是，材料品种繁多，新材料又层出不穷，已发表的相图资料严重不全，远不能满足现今材料快速发展的需求。何况，在实验测定相图过程中有的合金成分难以控制；有些则是组分熔点很高，使测定相图时要涉及高温技术；另外有一些则是体系难以达到相平衡，这都给实验技术带来很大困难。从实验工作量角度，按测定相图所需要的样品数目来说，如果二元系需要n个，则三元系一般需要n2个。若考虑的是多元系，测定相图的工作量是相当巨大的。由此看来，发展相图计算的方法很有必要。20世纪70年代以来，利用计算机绘制相图已经成为一个新的学科，被称为CALPHAD（Caleulation of Phase Dia-gram），即利用已知的n元相图来绘制（n+1）元相图。需指出的是对于组元数大于3的多元系，由于其相图难以几何表达，故常按需要来计算某确定成分体系在指定温度下的平衡成分，而不是计算整个相图。
    相图计算目前有两种方法，一是从头计算方法（ab-inito calctllation of phase diagram），即根据物质结构基本原理（基于第一性原理）计算出溶体吉布斯自由能的有关热力学参数，然后再通过热力学参数计算吉布斯自由能。它是从热力学参数一直到相图全部都通过计算来获得的方法。但由于体系中原子间交互作用的复杂性，用这种方法来计算相图还有待长时间的探索。另一种更常用的方法是通过实验测定或者根据一定模型从已测定的相图来提取吉布斯自由能表达式中的热力学参量，据此再计算相图。这种方法称为热力学和相图的计算机耦合法（the computer coupling of thermodynamics and phase diagrams）。目前所谓的相图计算一般指的就是这种办法。
    相图计算具体的做法是，根据热力学的定律及函数，结合体系的初始条件，以体系吉布斯自由能最小或以组元在各相中化学势相等作为依据，求平衡相成分以确定在一定的温度和压力下某组分体系的平衡状态和结构相。这里，若按体系吉布斯自由能最小作为依据来计算，这就是非线性最优化问题；若按组元在各相中化学势相等来计算，这就是求解非线性方程组的问题。解决这些非线性函数问题只能用数值计算方法，其运算工作量很大。随着计算机技术的快速发展，这类计算均可借助计算机来完成。因此，只要有足够的热力学数据和资料，从低组分体系的已知相图来推测高组分体系的未知相图在理论上和实际上均是可行的。