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第1章 晶界结构与缺陷1

1.1 晶界平衡结构1

1.1.1 双晶体学的几何描述及要素1

1.1.2 用本征位错表示的晶界结构4

1.1.3 晶界原子结构——结构单元模型8

1.1.4 能量原子描述11

1.2 晶界的晶体缺陷14

1.2.1 点缺陷——晶间偏析15

1.2.2 线缺陷——非本征位错23

1.2.3 体缺陷——晶界沉淀29

1.3 结论32

1.4 参考文献32

第2章 晶界变形的基本机制37

2.1 临近晶界的位错37

2.2 位错与晶界间的弹性作用——镜像力38

2.3 位错和晶界之间的短程（或核心）作用41

2.3.1 位错滑移传播的几何准则和能量准则42

2.3.2 晶界处位错反应的基本机制44

2.3.3 位错和晶界之间相互作用机制的原子尺度模拟48

2.3.4 相互作用机制的实验观察52

2.3.5 与非本征位错相关的弹性应力场60

2.4 与非本征位错相关的应力场的释放63

2.4.1 晶界内的应力释放过程64

2.4.2 应力场随着释放时间的演化65

2.4.3 晶界应力释放现象的实验研究66

2.4.4 结论75

2.5 材料的基本界面机制与力学行为之间的关系76

2.6 参考文献79

第3章 冷变形晶界85

3.1 前言85

3.2 晶界塑性变形的协调性和不协调性86

3.2.1 概述86

3.2.2 双晶中变形不协调性的计算89

3.3 多晶晶粒中的内应力90

3.3.1 晶体塑性的概念以及在多晶模型中使用的单晶行为91

3.3.2 多晶中的内应力93

3.3.3 应力释放机制95

3.4 使用有限元法（FEM）模拟局部力学场98

3.4.1 多晶聚集体99

3.4.2 从单晶到多晶的有限变换100

3.4.3 本构硬化律参数的确定101

3.4.4 基于多晶模型的局部力学场的例子102

3.5 Hall-Petch定律及几何必须位错105

3.5.1 定义105

3.5.2 多晶中晶粒尺寸效应的模拟及与实验的比较106

3.6 变形和再结晶中的亚晶界和晶界110

3.6.1 变形亚晶界和晶界110

3.6.2 再结晶亚晶界111

3.7 结论117

3.8 参考文献118

第4章 蠕变与高温塑性——晶界动力学125

4.1 前言125

4.2 晶界与晶粒增长127

4.2.1 晶界动力学与晶粒长大定律127

4.2.2 晶界偏析与沉淀对晶界迁移的影响129

4.3 晶界和蠕变——相应机制和唯象定律131

4.3.1 晶界机制131

4.3.2 蠕变模型及动力学137

4.3.3 本构蠕变律和变形机制图142

4.3.4 蠕变模型的局限性、晶界化学组成和蠕变145

4.4 晶界与超塑性148

4.4.1 唯象理论与微观机制148

4.4.2 不同模型152

4.4.3 晶粒长大和超塑性变形154

4.5 展望：纳米材料的蠕变156

4.6 参考文献157

第5章 晶间疲劳163

5.1 前言163

5.2 低温晶间疲劳166

5.2.1 解释晶间疲劳所考虑的几种尺度166

5.2.2 α铁及其他体心立方（BCC）金属与合金的研究167

5.2.3 面心立方结构（FCC）金属及金属合金的晶间疲劳断裂176

5.3 高温疲劳190

5.3.1 概述190

5.3.2 奥氏体不锈钢191

5.3.3 镍基超合金196

5.4 结论204

5.5 致谢205

5.6 参考文献205

第6章 晶间偏析与晶体材料的断裂213

6.1 晶界与断裂213

6.1.1 断裂参数——不同类型的断裂213

6.1.2 晶间断裂216

6.2 晶间偏析217

6.2.1 偏析起源217

6.2.2 平衡偏析热力学——现存的模型218

6.2.3 晶间平衡偏析的一般特征223

6.2.4 非平衡偏析223

6.2.5 晶间偏析的不均匀性——晶界结构的影响223

6.3 偏析与晶间断裂225

6.3.1 晶间脆化机制225

6.3.2 从脆化偏析到强化偏析228

6.4 液态金属诱发的晶间断裂233

6.4.1 与液态金属接触发生的现象233

6.4.2 液态金属脆化234

6.4.3 晶间渗透234

6.4.4 Cu-Bi体系的晶间扩散236

6.4.5 Ni-Bi体系中的晶间润湿237

6.4.6 晶间渗透机制239

6.4.7 Al-Ga体系的例子241

6.4.8 结论242

6.5 总结242

6.6 参考文献243

附录247

附录A 双晶体学及界面缺陷的拓扑表征247

附录B 第3章 的附录249

B.1 符号249

B.2 无限小变形250

B.2.1 塑性变形和转动250

B.3 终极变换251

B.3.1 几何变换251

B.3.2 运动学251

B.4 终极变换的不协调性252

B.5 几何必须位错密度的计算253

作者列表254