课程名称材料热力学

1、课程名称： 材料热力学 英文名称： Thermodynamics of Materials学 分： 3开课学期：秋季课程性质：专业基础课先修课程：材料学基础、物理化学、统计物理学教材：自编讲义（综合 MIT、Berkeley 、Stanford 等大学材料系研究生热力学课 程）一、课程简介本课程分为热力学基本原理和在材料科学中的一些基本应用两个部分。 首先 本课程介绍了经典热力学定律的基本原理、 热力学基本关系式， 讨论了热力学理 论在可压缩系统和不可压缩系统的应用， 主要研究各种系统的热力学性质以及稳 定性和相平衡等问题， 同时简要介绍了统计热力学的基本知识。 第二部分侧重于 把热力学的基本

2、原理应用于相图的分析、 表面与界面效应、 固体形变效应， 以及 电场、磁场、重力场和离心场效应，为材料的制备、热处理过程，以及材料在服 役过程中性能变化的分析提供热力学理论基础。、基本要求通过本课程的学习， 掌握经典热力学和统计热力学的基本知识， 并能够把热力学的基本原理应用于材料科学的理论和应用研究方面三、内容提要第一章 概论1.1热力学与材料科学1.2热力学理论的基本构成1.2.1 热力学关系式1.2.2 热力学变量1.2.3 热力学系统1.2.4 平衡判据1.3小结第二章 热力学定律2.1热力学第一定律2.2热力学第二定律2.3熵2.4热力学第三定律2.5小结第三章 热力学变量及一般关系

3、式3.1 热力学关系式的分类3.1.1 热力学定律3.1.2 热力学参数3.1.3 系数关系式3.2 麦克斯韦关系式3.3 推导热力学关系式的方法3.3.1 熵和体积、温度与压力的关系3.3.2 能量函数关系3.3.3 热力学关系式推导的一般过程3.3.4 气体的热力学关系式3.3.5 液体和固体的热力学关系式3.4 小结第四章 热力学系统中的平衡条件4.1 平衡概念4.2 平衡判据的热力学表达形式4.3 平衡条件的数学表达形式4.4 单元双相系统的平衡条件4.5 小结第五章 统计热力学5.1 统计热力学基础5.2 平衡条件的统计热力学判据5.3 统计热力学的应用5.4 经典热力学与统计热力学

4、的关系5.5 小结第六章 相图6.1 单元系相图6.2 二元系相图6.3 多元系相图6.4 亚稳相相图6.5 小结第七章 表面与界面7.1 界面热力学7.2 毛细效应对相图的影响7.3 表面与界面7.3.2 晶界7.3.1 表面7.3.3 相界7.3.4 各类界面7.4小结第八章固体中的缺陷8.1在单质晶体中的点缺陷8.2化学计量配比化合物晶体中的点缺陷8.3非化学计量配比化合物晶体中的点缺陷8.4非化学计量配比化合物中的杂质8.5小结第九章外力场系统9.1外场作用下的热力学关系式9.1.1 连续系统的势能9.1.2 平衡条件9.1.3 重力场作用下的热力学关系式9.1.4 离心场作用下的热力

5、学关系式9.1.5 电磁场作用下的热力学关系式（磁化、极化）9.2 非均匀系统能量的梯度分布9.1.6 应变场作用下的热力学关系式9.3 小结参考书目：1、关德相等译：热力学原理，谢锐生著，人民教育出版社， 1981。2、John B. Hudson, Thermodynamics of Materials , A Wiley-IntersciencePublication, 1996.（Renscelaer Polytechnic Institute材料系研究生教材）3、Robert T. Dehoff, Thermodynamicsin Materials Science , McGraw

6、-Hill,Inc., 1993.（University of Florida材料系研究生教材 ）4、David V. Ragone, Thermodynamicsof Materials , Jojn Wiley Sons.Inc., 1995.（MIT 材料系研究生教材 ）5、Charles Musgrave, Solid State Thermodynamics , 2001（Stanford University 材料系研究生教材 ）.6、W. C. Carter, Thermodynamics of materials , 2001（MIT 材料系研究 生教材）7、J. W. Morris, Thermodynamics,