纳米材料的合成和加工技术的进步，对纳米尺度下热力学的科学理解提出了更高的要求。本书共6章，分别介绍晶体材料热力学基础、纳米晶体材料尺寸效应的热力学解析、纳米晶体材料晶体学和力学特性、纳米晶体材料晶格动力学特性、纳米晶体材料热学特性，以及纳米晶体材料特性函数关联模型，可为纳米晶体材料的实验研究、第一性原理计算和分子动力学模拟提供参考。
样章试读
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前言
主要符号表
第1章 晶体材料热力学基础 1
1.1 热力学分析基础 1
1.1.1 系统、环境和边界 1
1.1.2 状态函数 2
1.1.3 相平衡与相变 2
1.1.4 热力学计算与设计 2
1.2 状态函数的实质 3
1.2.1 特性函数 3
1.2.2 配分函数 8
1.2.3 能态密度 10
参考文献 12
第2章 纳米晶体材料尺寸效应的热力学解析 13
2.1 块体材料的物态方程 13
2.1.1 原子相互作用势 13
2.1.2 理想晶体的结合 14
2.2 金属纳米粒子尺寸效应物理模型 15
2.2.1 建模思想 15
2.2.2 建模过程 16
2.3 物理模型的扩展 19
2.3.1 适用范围 19
2.3.2 适用对象 24
2.3.3 维度和形状 26
2.3.4 耦合场作用 27
2.4 统计热力学解析 30
2.4.1 势能函数 31
2.4.2 简正振动 32
2.5 热力学参数内在关联 32
2.5.1 热力学参数 32
2.5.2 关联性分析 35
2.5.3 内关联模型 36
参考文献 38
第3章 纳米晶体材料晶体学和力学特性 39
3.1 纳米晶体材料晶体学特性 39
3.1.1 数理模型介绍 39
3.1.2 晶格畸变率尺寸效应数理模型 41
3.1.3 晶格畸变率尺寸效应 43
3.1.4 晶格畸变能尺寸效应数理模型 49
3.1.5 晶格畸变能尺寸效应 50
3.2 纳米晶体材料晶体表面特性 51
3.2.1 数理模型介绍 52
3.2.2 表面能尺寸效应数理模型 54
3.2.3 表面能尺寸效应 56
3.2.4 表面吸附尺寸效应数理模型 59
3.2.5 表面吸附尺寸效应 60
3.2.6 表面张力尺寸效应 61
3.3 纳米晶体材料晶体密度特性 62
3.3.1 数理模型介绍 63
3.3.2 晶体密度尺寸效应数理模型 65
3.3.3 晶体密度尺寸效应 66
3.4 纳米晶体材料力学特性 68
3.4.1 数理模型介绍 69
3.4.2 杨氏模量尺寸效应数理模型 74
3.4.3 杨氏模量尺寸效应 76
参考文献 78
第4章 纳米晶体材料晶格动力学特性 87
4.1 纳米晶体材料晶格振动特性 87
4.1.1 数理模型介绍 87
4.1.2 晶格振动参数尺寸效应数理模型 89
4.1.3 德拜温度尺寸效应 91
4.1.4 比热容尺寸效应 92
4.1.5 热膨胀系数尺寸效应 93
4.2 纳米晶体材料空位特性 94
4.2.1 数理模型介绍 94
4.2.2 空位形成能尺寸效应数理模型 95
4.2.3 空位形成能尺寸效应 97
4.2.4 空位浓度尺寸效应数理模型 99
4.2.5 空位浓度尺寸效应 99
4.3 纳米晶体材料扩散特性 100
4.3.1 数理模型介绍 100
4.3.2 扩散激活能尺寸效应数理模型 102
4.3.3 扩散激活能尺寸效应 103
4.3.4 扩散系数尺寸效应数理模型 104
4.3.5 扩散系数尺寸效应 105
参考文献 106
第5章 纳米晶体材料热学特性 112
5.1 纳米晶体材料内能特性 112
5.1.1 数理模型介绍 112
5.1.2 内能尺寸效应数理模型 115
5.1.3 内能/熔点的尺寸效应 116
5.2 纳米晶体材料吉布斯自由能特性 117
5.2.1 数理模型介绍 118
5.2.2 吉布斯自由能尺寸效应数理模型 120
5.2.3 亥姆霍兹自由能尺寸效应数理模型 121
5.2.4 吉布斯自由能尺寸效应 122
5.2.5 吉布斯自由能电动势分析法 127
5.2.6 吉布斯自由能微量热分析法 128
5.2.7 吉布斯自由能化学平衡分析法 130
5.3 纳米晶体材料熵特性 130
5.3.1 数理模型介绍 130
5.3.2 熵尺寸效应数理模型 132
5.3.3 熵尺寸效应 132
5.4 纳米晶体材料焓特性 134
5.4.1 数理模型介绍 134
5.4.2 焓尺寸效应数理模型 135
5.4.3 焓尺寸效应 136
参考文献 138
第6章 纳米晶体材料特性函数关联模型 145
6.1 空位形成能特性函数 145
6.1.1 空位形成能关联模型 145
6.1.2 空位形成能和扩散激活能的内在关联 145
6.1.3 空位形成能和熔点的内在关联 146
6.1.4 空位形成能分析法 147
6.2 杨氏模量特性函数 152
6.2.1 杨氏模量关联模型 152
6.2.2 杨氏模量和熔点的内在关联 153
6.2.3 杨氏模量和其他力学参数的内在关联 154
6.2.4 弹性矩阵元分析法 155
6.3 德拜温度特性函数 161
6.3.1 德拜温度关联模型 161
6.3.2 德拜温度和熔点的内在关联 161
6.3.3 德拜温度和密度的内在关联 162
6.3.4 表层原子冻结分析法 163
6.4 特性函数关联模型 163
参考文献 164
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