| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 论文的主要创新与贡献 | 第9-14页 |
| 第1章 绪论 | 第14-42页 |
| 1.1 引言 | 第14-15页 |
| 1.2 相变的不可逆热力学基础 | 第15-19页 |
| 1.2.1 相变的热力学驱动力 | 第15-16页 |
| 1.2.2 相变过程的自由能耗散 | 第16-17页 |
| 1.2.3 相变体系的控制方程 | 第17-19页 |
| 1.3 相变过程的统计理论基础 | 第19-22页 |
| 1.3.1 随机事件和Markov过程 | 第19-20页 |
| 1.3.2 体系概率密度演化的主方程 | 第20页 |
| 1.3.3 团簇动力学 | 第20-22页 |
| 1.4 相变的热力学和动力学理论 | 第22-39页 |
| 1.4.1 形核热力学 | 第22-23页 |
| 1.4.2 形核动力学 | 第23-25页 |
| 1.4.3 生长方程 | 第25-28页 |
| 1.4.4 非平衡凝固中的界面动力学 | 第28-32页 |
| 1.4.5 非平衡凝固中的界面稳定性及枝晶生长 | 第32-37页 |
| 1.4.6 固态相变中的界面动力学 | 第37-39页 |
| 1.5 本领域存在的问题 | 第39-40页 |
| 1.5.1 极端非平衡效应 | 第39页 |
| 1.5.2 多组元体系互作用 | 第39-40页 |
| 1.5.3 多尺度问题 | 第40页 |
| 1.6 研究内容和技术路线 | 第40-42页 |
| 1.6.1 研究内容 | 第40-41页 |
| 1.6.2 技术路线 | 第41-42页 |
| 第2章 实验与研究方法 | 第42-52页 |
| 2.1 引言 | 第42页 |
| 2.2 实验研究 | 第42-46页 |
| 2.2.1 合金选择 | 第42-43页 |
| 2.2.2 深过冷设备 | 第43-45页 |
| 2.2.3 DSC热分析 | 第45-46页 |
| 2.3 第一原理计算热力学 | 第46-52页 |
| 2.3.1 密度泛函理论基础 | 第47-48页 |
| 2.3.2 基于简谐近似的第一原理晶格动力学 | 第48-50页 |
| 2.3.3 准简谐近似 | 第50-52页 |
| 第3章 多元浓溶液合金快速凝固界面动力学 | 第52-72页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 模型推导 | 第52-59页 |
| 3.2.1 体系描述和基本假设 | 第52-53页 |
| 3.2.2 体系总Gibbs自由能的变化率 | 第53-55页 |
| 3.2.3 体系Gibbs自由能的耗散函数 | 第55-56页 |
| 3.2.4 热力学极值原理的应用 | 第56-59页 |
| 3.3 稳态界面动力学 | 第59-66页 |
| 3.3.1 不同效应下的界面动力学模型 | 第59-61页 |
| 3.3.2 不同界面动力学模型的分析 | 第61-64页 |
| 3.3.3 组元间互作用效应 | 第64-66页 |
| 3.4 非稳态界面动力学 | 第66-69页 |
| 3.4.1 数值算法 | 第66-67页 |
| 3.4.2 结果与讨论 | 第67-69页 |
| 3.5 当前模型在Si-9at.%As合金中的应用 | 第69-71页 |
| 3.6 本章小结 | 第71-72页 |
| 第4章 多元浓溶液合金液/固界面稳定性及枝晶生长 | 第72-100页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 模型 | 第72-80页 |
| 4.2.1 控制方程和边界条件 | 第72-74页 |
| 4.2.2 弯曲界面动力学 | 第74-75页 |
| 4.2.3 线性稳定性分析 | 第75-78页 |
| 4.2.4 枝晶尖端半径 | 第78-79页 |
| 4.2.5 过冷度分量 | 第79-80页 |
| 4.3 液/固界面稳定性机理 | 第80-89页 |
| 4.3.1 动力学相图 | 第80-82页 |
| 4.3.2 溶质浓度对临界稳定性的影响 | 第82-86页 |
| 4.3.3 扩散互作用对临界稳定性的影响 | 第86-88页 |
| 4.3.4 模型在Si-Sn合金中的应用 | 第88-89页 |
| 4.4 枝晶生长 | 第89-99页 |
| 4.4.1 实验结果 | 第89-92页 |
| 4.4.2 模型计算及实验对比 | 第92-95页 |
| 4.4.3 .浓溶液合金中的组元间互作用 | 第95-96页 |
| 4.4.4 成分过冷的定义 | 第96-97页 |
| 4.4.5 枝晶生长的控制机制 | 第97-99页 |
| 4.5 本章小结 | 第99-100页 |
| 第5章 一阶相变中的热力学/动力学相关性 | 第100-114页 |
| 5.1 引言 | 第100页 |
| 5.2 非平衡凝固中的热力学/动力学相关性 | 第100-104页 |
| 5.2.1 平直液/固界面的稳定性 | 第101页 |
| 5.2.2 枝晶生长及组织形成 | 第101-104页 |
| 5.3 固态相变中的热力学/动力学相关性 | 第104-107页 |
| 5.3.1 未变形奥氏体向低温相的转变 | 第104-105页 |
| 5.3.2 变形作用下的相变过程 | 第105-107页 |
| 5.4 晶粒长大中的热力学/动力学相关性 | 第107-109页 |
| 5.4.1 纯金属中的晶粒长大 | 第107-108页 |
| 5.4.2 合金中的晶粒长大 | 第108-109页 |
| 5.5 相变中热力学/动力学相关性的分析 | 第109-112页 |
| 5.6 相变热力学/动力学相关性的潜在应用 | 第112-113页 |
| 5.7 本章小结 | 第113-114页 |
| 第6章 纯Fe沿Bain路径的马氏体相变 | 第114-130页 |
| 6.1 引言 | 第114-115页 |
| 6.2 计算原理与方法 | 第115-121页 |
| 6.2.1 磁性结构的选择 | 第115-117页 |
| 6.2.2 基态的能量计算及状态方程拟合 | 第117-118页 |
| 6.2.3 给定磁性构型的自由能计算 | 第118-119页 |
| 6.2.4 磁性构型的配分函数法 | 第119-120页 |
| 6.2.5 搜索最小能量路径 | 第120-121页 |
| 6.3 Fe的基态能量及稳定性 | 第121-124页 |
| 6.4 自由能计算及验证 | 第124-126页 |
| 6.5 Bain转变的热力学/动力学 | 第126-129页 |
| 6.6 本章小结 | 第129-130页 |
| 第7章 基于晶粒密度泛函的多尺度一阶相变模型 | 第130-148页 |
| 7.1 引言 | 第130页 |
| 7.2 体系描述 | 第130-131页 |
| 7.3 微观体系热力学与动力学 | 第131-134页 |
| 7.4 晶粒密度泛函理论 | 第134-135页 |
| 7.5 最大熵产生原理的应用 | 第135-137页 |
| 7.6 模型算法 | 第137-138页 |
| 7.7 模型在Al-2at.%Cu合金中的应用 | 第138-145页 |
| 7.7.1 原子构型 | 第138-139页 |
| 7.7.2 界面的微观起伏 | 第139-141页 |
| 7.7.3 概率密度的演化 | 第141-145页 |
| 7.8 理论框架在钢铁γ/α中的应用思路 | 第145-146页 |
| 7.9 本章小结 | 第146-148页 |
| 结论 | 第148-150页 |
| 参考文献 | 第150-166页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及奖励 | 第166-168页 |
| 致谢 | 第168-171页 |