書籍介紹
探索材料世界的地圖——相圖與相圖計算
相圖是材料世界的地圖,也是理解材料相平衡最重要且最精簡的工具之一。從材料設計、製程開發到元件應用,相圖提供了判斷材料相組成、穩定性、微結構及製程條件的重要依據。
本書以深入淺出的方式介紹二元及多元系統的材料相圖,從相圖的基本表示方法與判讀原則出發,進一步說明相圖與材料微結構、製程條件之間的關係。透過這些內容,讀者不僅能夠「讀懂」相圖,更能進一步運用相圖。
相圖可以經由實驗量測與CALPHAD(Calculation of Phase Diagrams)計算方法測得。本書亦介紹CALPHAD方法的基本概念與實務應用。本書的公式推導儘可能完整呈現,使讀者能理解其背後的意義與推演過程。
本書適合冶金、材料、化工等相關領域之研究生,以及從事材料設計、製程開發與相平衡研究的科技人員閱讀與參考。
目次
前言
第1章 相圖簡介、純物質相圖、與二元完全互溶系統相圖
1.1相圖簡介
1.2純物質(單一成分)系統相圖
1.3二元成分系統相圖
1.4槓桿原理(Lever Rule)
1.5共沸點(Azeotrope)與合熔點(Congruent Melting Point)
1.6相圖的實驗量測方法
第2章 含共晶型態反應之二元系統相圖
2.1共晶(Eutectic)反應: L=α+β
2.2共析(Eutectoid)反應:α=β+γ
2.3偏晶(Monotectic)反應:LI=LII+α
2.4偏析(Monotectoid)反應:αI=αII+β
2.5固相包晶(Metatectic)反應:α=β+L
第3章 含包晶型態反應之二元系統相圖
3.1包晶(Peritectic)反應: L+α=β
3.2包析(Peritectoid)反應: α+γ=β
3.3同熔反應(Syntectic):LI+LII=β
第4章 二元相圖的變化與相圖建構準則
4.1複雜的二元系統相圖
4.2二元相圖建構基本準則
4.3施賴梅克斯定理 Schreinemakers Rule
第5章 相、自由能與相圖
5.1吉布斯自由能與系統平衡
5.2相的自由能
5.2.1溶液的自由能
5.2.2化合物的自由能
5.3自由能與相圖的關係
5.3.1完全互溶系統
5.3.2共晶(Eutectic)系統
5.4相圖之計算
第6章 三元系統相圖-完全互溶系統
6.1吉布斯三角形(Gibbs Triangle)
6.2完全互溶系統 (Isomorphous System)
6.3等溫橫截面圖(Isothermal Section)
6.4等值剖面圖(Isoplethal Section)
第7章 三元系統相圖-含三相平衡之系統
7.1三元系統:甲
7.1.1連結三角 (Tie Triangle)
7.1.2液相線投影圖(Liquidus Projection)
7.2三元系統:乙
7.3三元系統:丙
7.4三元系統:丁
第8章 三元系統相圖-含第一類(Class I)反應之系統
8.1等溫橫截面圖(Isothermal Section)
8.2液相線投影圖(Liquidus Projection)
8.3等值剖面圖(Isoplethal Section)
第9章 三元系統相圖-含第二類型(Class II)反應之系統
9.1等溫橫截面圖(Isothermal Section)
9.2液相線投影圖(Liquidus Projection)
9.3等值剖面圖(Isoplethal Section)
第10章 三元系統相圖-含第三類型(Class III)反應之系統
10.1等溫橫截面圖(Isothermal Section)
10.2液相線投影圖(Liquidus Projection)
10.3等值剖面圖
第11章 相平衡條件
11.1局部平衡條件
11.2全域最穩定相平衡條件
第12章 槓桿定律(Lever Rule)
12.1兩相平衡
12.2三相平衡
12.3多相平衡
12.4莫耳分率和質量分率
12.5莫耳分率空間和質量分率空間的對應關係
第13章 零相分率(Zero Phase Fraction)與相邊界的關係
13.1二元共晶系統相圖的相邊界
13.2零相分率線
13.3三元等溫截面
13.4零相分率線與相圖計算
13.5相分率等值線
第14章 相平衡與凝固
14.1平衡凝固-槓桿定律
14.2非平衡凝固-薛爾模型
術語表Glossary
附錄一 Pandat 軟體簡介
附錄二 資料檔案
編/著/譯者簡介
陳雙林
1994年畢業於美國威斯康辛-麥迪遜大學(University of Wisconsin-Madison),美國金屬學會(ASM)會士和美國TMS學會會員,現就職位於美國CompuTherm公司。曾設計出全域優化尋找最穩定相平衡的演算法,領導開發了多元多相熱力學與相圖計算軟體——Pandat。
陳信文
國立清華大學化學工程學系講座教授,1990年於美國威斯康辛-麥迪遜大學(University of Wisconsin-Madison)獲得博士。為亞太材料學院院士、美國金屬學會會士、中國工程師學會會士、臺灣化學工程學會會士、與中國材料科學學會會士,從事相圖研究逾40年。
林士剛
2008年畢業於國立清華大學,現任國立成功大學材料科學及工程學系特聘教授,並任日本大阪大學接合研究所客座教授。曾任美國威斯康辛-麥迪遜大學(University of Wisconsin-Madison)研究員及德國于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)客座教授,從事相圖與計算熱力學相關研究逾20年。
分類
其他詳細資訊
- 適用對象:成人(學術性)
- 關鍵詞:材料科學、相圖計算、相平衡研究、CALPHAD
- 附件:無附件
- 頁/張/片數:220
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- 著作財產權管理機關或擁有者:國立清華大學
- 取得授權資訊:聯絡處室:國立清華大學出版社
姓名:林甫珊
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