Физическое материаловедение, Том 2, Основы материаловедения, Калин Б.А., 2007

Физическое материаловедение, Том 2, Основы материаловедения, Калин Б.А., 2007.
 
  Учебник «Физическое материаловедение» представляет собой 6-ти томное издание учебного материала по всем учебным дисциплинам базовой материаловедческой подготовки, проводимой на 5–8 семестрах обучения студентов по кафедре Физических проблем материаловедения Московского инженерно-физического института (государственного университета).
Том 2 содержит учебный материал по основам материаловедения: «Термодинамика в материаловедении», «Диаграммы фазового равновесия», «Закономерности формирования структуры сплавов из расплава», «Совместимость и коррозия материалов».
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальностям «Физика конденсированного состояния» и «Физика металлов» и аспирантов, специализирующихся в области физики конденсированных сред и материаловедения, и может быть полезен молодым специалистам в области физики металлов, физики твердого тела, материаловедения и металлургии.

Термодинамические величины, системы, процессы.
Термодинамика изучает поведение выделенных каким-либо способом (физически или логически) больших (макроскопических) частей материального мира, содержащих огромное число атомов и
называемых системами. Остальная часть мирового пространства называется окружающей средой, внешней средой или просто средой. Каждый момент времени система находится в некотором состоянии, которое характеризуется набором термодинамических величин, определяемых из опыта и имеющих численные характеристики. Часто их так же называют термодинамическими параметрами. Используются они для прикладных расчетов, для теоретического определения изменений, которые произойдут в системе самопроизвольно или под влиянием внешнего воздействия со стороны окружающей среды.
В термодинамике особое внимание уделяется статическому состоянию, при котором в системе отсутствуют макроскопические потоки энергии и массы. Это - состояние, когда никакие термодинамические параметры системы не меняются со временем, ибо в ней не происходит никаких макроскопических явлений. В то же время микроскопические явления - движение атомов и молекул, их взаимопревращения (с сохранением среднего числа частиц каждого сорта) продолжаются. Про тело, находящееся в таком макроскопически неизменном состоянии, говорят, что оно находится в состоянии термодинамического равновесия, динамического равновесия или. чаще всего, просто равновесия.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные условные обозначения и сокращения
Предисловие к тому 2
Глава 4. ТЕРМОДИНАМИКА В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
Введение. Сущность термодинамического метода как теоретической основы материаловедения
4.1. Основные понятия термодинамики
4.1.1. Термо динамические величины, системы, процессы
4.1.2. Термо динамические параметры, общие с механикой
4.1.3. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики
4.1.4. Температура. Второй закон термодинамики
4.1.5. Уравнение состояния
4.1.6. Энтальпия
4.1.7. Энтропия. Третий закон термодинамики
4.1.8. Процессы в изолированных системах
4.2. Метод термодинамических потенциалов
4.2.1. Равновесие в изолированных системах
4.2.2. Термодинамические потенциалы
4.2.3. Экстремальные свойства потенциалов
4.2.4. Химический потенциал
4.2.5. Явные условия термодинамического равновесия
4.3. Прикладная термохимия
4.3.1. Теплоемкость
4.3.2. Влияние температуры на термодинамические функции
4.3.3. Влияние давления на термодинамические величины
4.3.4. Стандарты термодинамики
4.3.5. Термохимические справочники
4.4. Фазовые равновесия
4.4.1. Общие понятия о фазах и фазовых равновесиях
4.4.2. Однокомпонентные системы. Фазовые переходы
4.4.3. Давление насыщенных паров. Тройная точка
4.4.4. Правило фаз
4.4.5. Термодинамические стимулы фазовых превращений
4.4.6. Физические явления при фазовых превращениях
4.4.7. Условия стабильности фаз
4.4.8. Гомогенное зарождение фаз
4.4.9. Гетерогенное зародышеобразование
4.5. Термодинамика растворов
4.5.1. Общие понятия о растворах
4.5.2. Термодинамическое описание растворов
4.5.3. Идеальные растворы
4.5.4. Идеальные бинарные системы
4.6. Физическая химия неидеальных растворов
4.6.1. Термодинамика неидеальных растворов
4.6.2. Уравнение Гиббса-Дюгема
4.6.3. Статистическая трактовка энергетики растворов
4.6.4. Совершенные растворы
4.6.5. Регулярные растворы
4.6.6. Свойства регулярных растворов
4.6.7. Субрегулярные и квазирегулярные растворы
4.7. Термодинамическая теория диаграмм состояния
4.7.1. Постановка задачи
4.7.2. Основы графической термодинамики
4.7.3. Неидеальные системы с неограниченной растворимостью
4.8. Системы с положительным отклонением от идеальности
4.8.1. Распад твердых растворов
4.8.2. Спинодальный распад
4.8.3. Распад по механизму роста зародышей
4.8.4. Термодинамика последовательности выделения фаз
4.8.5. Коагуляция выделений
4.8.6. Термодинамика мартенситных превращений
4.9. Системы с отрицательным отклонением от идеальности
4.9.1. Упорядочение
4.9.2. Термодинамическая теория упорядочения
4.9.3. Статистическая теория упорядочения
4.9.4. Квазихимическая трактовка ближнего порядка
4.9.5. Системы с промежуточными фазами
Контрольные вопросы
Список использованной литературы
Глава 5. ДИАГРАММЫ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ
Введение
5.1. Однокомпонентные диаграммы фазового равновесия, их построение и использование в науке и технике
5.2. Двухкомпонентные диаграммы фазового равновесия
5.2.1. Диаграмма с полной взаимной растворимостью компонентов в жидком и твердом состояниях
5.2.2. Диаграмма с расслоением твердого раствора
5.2.3. Диаграмма с наличием упорядочения
5.2.4. Диаграммы с наличием трехфазного равновесия (их классификация)
5.2.5. Диаграммы с эвтектическим и эвтектоидным равновесиями
5.2.6. Диаграммы с монотектическим и монотектоидным равновесием
5.2.7. Диаграмма с метатектическим равновесием
5.2.8. Диаграммы с перитектическим и перитектоидным равновесиями
5.2.9. Диаграмма с синтектическим равновесием
5.2.10. Диаграммы с промежуточными фазами
5.3. Диаграмма железо-углерод
5.4. Анализ сложных диаграмм фазового равновесия
5.5. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах
Контрольные вопросы
Список использованной литературы
Глава 6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ СПЛАВОВ ИЗ РАСПЛАВА
6.1. Структура и структурно-фазовое состояние материалов
6.2. Расплавы металлов и сплавов. Жидкое состояние
6.2.1. Характеристика жидкого состояния
6.2.2. Структура расплавов
6.2.3. Связь структурных парциальных факторов с физическими и физико-химическими свойствами расплавов
6.2.4. Классификация расплавов
6.2.5. Ассоциированные растворы
6.3. Формирование структуры при затвердевании расплава
6.3.1. Контролируемое затвердевание расплава
6.3.2. Затвердевание с искривленной поверхностью раздела
6.3.3. Затвердевание эвтектики
6.3.4. Затвердевание перитектики
6.3.5. Образование сегрегаций примесей при затвердевании
6.3.6. Методы воздействия на расплав
6.4. Закономерности сегрегации примесей
6.4.1. Адсорбция примесей в бинарных системах
6.4.2. Энергия связи атомов примеси с границей
6.4.3. Многослойная адсорбция в бинарных сплавах
6.4.4. Конкуренция примесей при адсорбции на одном стоке
6.4.5. Взаимодействие примесей в многокомпонентных системах
6.5. Сегрегации примесей и охрупчивание материалов
6.5.1. Введение в разрушение материалов
6.5.2. Охрупчивание реальных материалов
6.5.3. Направления снижения охрупчивания материалов
Контрольные вопросы
Список использованной литературы
Глава 7. СОВМЕСТИМОСТЬ И КОРРОЗИЯ МАТЕРИАЛОВ
7.1. Физико-химические основы взаимодействия материалов с окружающей средой
7.1.1. Совместимость материалов со средой
7.1.2. Коррозия. Основные понятия и определения
7.1.3. Коррозионные проблемы
7.1.4. Роль термодинамики и химической кинетики при исследовании процессов коррозии
7.1.5. Классификация процессов коррозии
7.2. Химическая коррозия металлов
7.2.1. Химическая газовая коррозия
7.2.2. Термодинамика химической газовой коррозии металлов
7.2.3. Пленки на металлах как продукты химической газовой коррозии
7.2.4. Состав и структура оксидов. Эпитаксия
7.2.5. Толщина и защитные свойства пленок
7.2.6. Кинетика химической газовой коррозии металлов
7.2.7. Механизм химической газовой коррозии
7.2.8. Оксидные пленки на поверхности железа
7.2.9. Формирование защитных жаростойких пленок на металлах
7.2.10. Влияние внешних и внутренних факторов на химическую коррозию металлов
7.2.11. Химическая коррозия в газовых теплоносителях
7.3. Электрохимическая коррозия
7.3.1. Основные признаки и причины
7.3.2. Электролиты
7.3.3. Механизм электрохимической коррозии. Работа гальванического элемента
7.3.4. Гетерогенность поверхности и микрогальванические элементы
7.3.5. Явления на границе раздела фаз металл-электролит
7.3.6. Электродные потенциалы
7.3.7. Термодинамика процессов электрохимической коррозии металлов
7.3.8. Диаграммы Пурбе
7.3.9. Кинетика электрохимических процессов коррозии
7.3.10. Электрохимическая защита
7.4. Коррозия в жидкометаллических средах
7.4.1. Типы процессов
7.4.2. Растворение твердого металла в жидком
7.4.3. Влияние примесей в жидких металлах на их совместимость с материалами
7.4.4. Основные пути снижения взаимодействия конструкционных материалов с жидкометаллическими теплоносителями
7.5. Защита от коррозии на стадии проектирования и разработки конструкций
7.5.1. Коррозия и вопросы конструирования
7.5.2. Выбор материалов и их совместимость в конструкции
7.5.3. Выбор рациональной формы элементов и конструкций
7.5.4. Учет влияния механических нагрузок
7.5.5. Рациональные способы сборки конструкций
Контрольные вопросы
Список использованной литературы
Предметный указатель.