凝聚态物质中的形核 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

　　本书主要介绍了凝聚态物质形核中的重要理论模型。结合对不同体系中不同类型的相变的实验研究，本书对各种类型相变中的形核阻力，形核速度和相应的理论计算等方面进行了详细的论述。此外，本书还给出了形核理论在包括生物、医学和食品在内的各个领域中的应用，对现代的工艺、工程有很好的指导作用。当读者遇到一个形核起作用的现象时，通过本书的学习和掌握，能够判定形核是否至关重要，并对所发生的形核行为能给出定量的和预测性的描述。

第Ⅰ部分理论

　第1章引言

　　1.何谓形核？

　　2.历史背景

　　2.1实验观察

　　2.2理论发展

　　3.本书的目标和计划

　　参考文献

　第2章经典理论

　　1.形核能垒

　　2.团簇形成热力学

　　3.团簇形成动力学模型

　　4.速率常数的计算

　　5.动势——一种替代约束平衡假设的方法

　　6.形核动力学模型的数值化研究

　　7.稳态均质形核——离散团簇模型

　　8.凝聚态体系中稳态形核率的估计

　　9.Zeldovich—Frenkel方程——连续团簇模型

　　10.主方程的替代

　　11.形核定理

　　12.总结

　　参考文献

　第3章经典理论中的时间效应

　　1.瞬态形核的定性讨论

　　2.瞬态形核的数值分析

　　2.1单个分子的初始分布

　　2.2已有团簇的分布效应

　　3.离散耦合差分方程的解析解

　　3.1瞬态团簇分布

　　3.2孕育时间的计算

　　4.Zeldovich—Frenkel方程的解析解

　　4.1单弛豫时间

　　4.2Kashchiev处理

　　4.3渐近解

　　4.4孕育时间的计算

　　5.选定的解析表达式的适用范围

　　6.总结

　　参考文献

　第4章非经典理论

　　1.引言

　　2.团簇形成的统计力学

　　3.扩散—界面理论

　　4.密度—泛函理论

　　4.1基本形式

　　4.2平方梯度近似

　　4.3凝固形核的单序参量描述

　　4.4更复杂的密度泛函方法

　　5.非经典形核动力学方程

　　5.1团簇理论

　　5.2场论方法

　　5.3形核与粗化过程

　　6.总结

　　参考文献

　第5章多组元体系

　　1.引言

　　2.团簇形成功

　　3.多组元形核动力学模型（综合考虑）

　　4.界面控制形核

　　4.1动力学模型

　　4.2约束平衡（零通量）分布

　　4.3数值化处理及其与解析预测的比较

　　4.4形核动力学的速下降法解决方案

　　4.5对该Ist表达式的评价

　　4.6对形核率更加正确的解析处理

　　5.耦合界面／扩散形核

　　5.1热力学考虑

　　5.2稀溶液中形核的动力学模型

　　5.3动力学模型的数值解

　　5.4解析解

　　5.5与数值计算的比较

　　6.总结

　　参考文献

　第6章异质形核

　　1.引言

　　2.界面上形核

　　2.1润湿、线张力及吸附

　　2.2球冠模型

　　2.3扩散一界面模型

　　2.4衬底尺寸与形状

　　2.5非热形核

　　2.6固态界面

　　3.位错上形核

　　4.原子尺度上的异质形核

　　5.图案化和竞争

　　6.总结

　　参考文献

　　第Ⅱ部分实验测定

　第7章液体和胶体悬浮液的结晶

　　1.引言

　　2.过冷度研究

　　2.1实验技术

　　2.2同成分凝固

　　2.3非均匀凝固

　　2.4二十面体准晶的形核

　　3.测量形核率

　　3.1采用经典理论分析

　　3.2与扩散一界面模型拟合

　　4.胶体悬浮液中的结晶

　　5.近似于磁相变的形核

　　6.总结

　　参考文献

　第8章玻璃晶化

　　1.引言

　　2.玻璃态

　　3.玻璃形核

　　4.析晶机制

　　5.测量形核率

　　5.1等温晶化动力学建模

　　5.2非等温晶化动力学

　　5.3测量结晶度

　　6.多晶型晶化的均质形核

　　6.1硅酸盐玻璃中的稳态形核——现有数据

　　6.2对硅酸盐玻璃中稳态形核的分析

　　6.3金属玻璃的多晶型晶化

　　7.瞬态形核

　　7.1孕育时间的简单解析模型

　　7.2动力学模型的检验

　　8.晶化为准晶一低形核能垒

　　9.初晶型晶化

　　10.异质形核

　　10.1表面形核

　　10.2形核催化——硅酸盐玻璃中的Pt颗粒

　　11.总结

　　参考文献

　第9章固态晶体中的析出

　　1.固态相变

　　2.Cu—Co中的析出

　　2.1测量形核率

　　2.2与稳态经典理论的拟合

　　2.3形核孕育时间

　　2.4非经典理论

　　2.5调幅机制，前驱体有序化还是粗化？

　　3.氧在硅中的析出

　　3.1形核、扩散和固溶度数据

　　3.2与经典形核理论的拟合

　　3.3忽略应变时与耦合一通量形核模型的拟合

　　3.4考虑应变和强扩散时与耦合一通量形核模型的拟合

　　3.5热施主

　　4.总结

　　参考文献

　第10章计算模型

　　1.引言

　　2.计算方法概述

　　2.1分子动力学

　　2.2蒙特卡罗技术

　　3.稳态形核

　　3.1随机模型的有效性

　　3.2驱动自由能依赖性

　　3.3平衡团簇分布

　　3.4形核前置因子

　　4.瞬态形核率

　　5.团簇性质

　　6.耦合相变

　　7.扩散对形核的影响

　　8.总结

　　参考文献

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第Ⅲ部分未来的主题及应用

　　附录用于分析液体和玻璃形核数据的模型

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　　在本章，我们考虑这些参数如何受不均匀性的影响。但是，我们注意到，关键因子是N（1）和W+het，因为对于大多数的形状而言，k+（n*）Z近似于分子的跳跃频率。首先，必须谨慎地定义形核率。例如，在衬底上形核，形核率定义为单位面积衬底上的形核数比较适当。另一方面，定义单位体积的形核率可能更为有用，它涉及单位面积速率以及分散在单位体积的衬底的总面积。在控制Ist的参数中，主要焦点是W*het，因为异质形核的重要性来自这一小于均质形核的临界功。但是，前置因子Ⅳ（1）也同样重要：对于均质形核，它表示单位体积分子的总数；然而对于异质形核，它表示与相关异质接触的分子数，其数量大为减少。类似于第3章第1节（图3.1）的处理方法，我们同样也考虑异质形核的瞬态时间，并且发现它与均质形核相比可长可短。为简单起见，本章主要关注单组元体系；对于多元合金体系的处理方法类似于第5章。

　　2.界面上形核

　　对于形核而言，任何界面都是重要的异质相。举例来说，自由表面、容器壁的接触处、镶嵌粒子的表面、液体或固体的相界面，以及固体内部晶界或者畴界。上述界面都具有正的自由能，当形成核胚时，部分界面的有效消除有利于异质形核。在大多数情况下，我们所关心的是与第三相接触而发生的转变，如α相到β相的转变，其中第三相构成形核衬底。我们会看到与衬底的相互作用可如同于完全移除新相形核的能垒。在2.1节，在专门讨论形核前，我们首先考虑三相相互作用方面的问题。

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书籍介绍

《ADAMS入门详解与实例(第2版)》适合于科研院所、技术公司、企业等从事机械产品开发和研究的人员阅读，也可作为高等院校多体动力学软件课程的教材或机械原理、机械设计等课程的辅助教材。