《材料热力学》是教育部高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。书中重点介绍了经典热力学和统计热力学理论在揭示材料中相和组织形成规律方面的应用。全书共分6章，包括热力学基础、单元系的相平衡、二元相的热力学、相图热力学、相变热力学和相图计算与材料设计。本书知识自成体系且特色鲜明，附有与材料研究相关的例题和习题，注重通过具体的材料问题实例来使读者理解和掌握热力学的基本规律。 本书可作为高等院校材料类专业高年级学生和材料学科研究生相关课程的教材或参考书，也可供材料、冶金、机械、力学等方面的科技人员阅读与参考。

第1章 热力学基础 1.1 热力学第一定律 1 1.1.1 热力学基本概念 1 1.1.2 热力学第一定律解析 3 1.2 焓和热容 4 1.2.1 焓 4 1.2.2 热容 4 1.2.3 相变焓 7 1.2.4 标准态 9 1.3 熵及热力学第二定律 10 1.3.1 卡诺定理 10 1.3.2 热力学第二定律的熵描述 10 1.4 熵变的计算 12 1.4.1 熵的温度函数 12 1.4.2 熵的统计描述 13 1.4.3 相变熵 14 1.4.4 热力学第三定律 16 1.5 自由能 17 1.5.1 自由能最低原理 17 1.5.2 自由能与温度的关系 19 习题 20 参考文献 21 第2章 单元系的相平衡 2.1 纯组元的相变 22 2.1.1 同素异晶转变 22 2.1.2 纯组元相变的热力学分析 23 2.2 Clausius-Clapeyron 方程 25 2.3 单元系相图 27 2.4 Gibbs-Helmholtz 方程 31 2.5 磁性转变 36 2.5.1 铁磁体的磁化与磁性转变 36 2.5.2 磁性转变自由能 38 2.5.3 纯铁的 A3 点相变 40 2.6 纯金属中的平衡空位浓度 42 习题 43 参考文献 45 第3章 二元相的热力学 3.1 理想溶体的自由能 46 3.2 正规溶体的自由能 49 3.2.1 正规溶体模型 49 3.2.2 相互作用参数的物理意义 51 3.2.3 亚正规溶体模型 54 3.3 亚点阵模型 55 3.3.1 亚点阵模型的建立 56 3.3.2 亚点阵模型的自由能 56 3.4 化学计量比化合物的自由能 60 3.5 化学势 61 3.5.1 化学势的定义 61 3.5.2 化学势的计算 63 3.5.3 上坡扩散 64 3.5.4 活度 65 3.5.5 亚点阵模型中的化学势 67 3.6 混合物的自由能 69 习题 70 参考文献 71 第4章 相图热力学 4.1 两相平衡的基本原则 73 4.1.1 公切线法则 73 4.1.2 吉布斯相律 78 4.2 液/固两相平衡 79 4.2.1 液/固两相区宽度 79 4.2.2 液/固两相平衡分配系数 81 4.3 端际固溶体的固溶度 84 4.3.1 端际固溶体之间的两相平衡 84 4.3.2 端际固溶体与化合物的两相平衡 87 4.4 固溶体间的相平衡 89 4.4.1 固溶体两相平衡时的浓度差 90 4.4.2 固溶体两相平衡分配系数 92 4.4.3 钢中奥氏体的相稳定化参数 92 习题 98 参考文献 100 第5章 相变热力学 5.1 材料组织转变概述 102 5.2 一级相变和二级相变 103 5.2.1 一级相变 103 5.2.2 二级相变 104 5.3 形核的热力学 107 5.3.1 纯金属的结晶形核 107 5.3.2 溶体中的结晶形核 111 5.3.3 固体中的形核 114 5.3.4 非均匀形核 116 5.3.5 变质处理 119 5.4 溶解度间隙和失稳分解 122 5.4.1 溶解度间隙和失稳分解转变 122 5.4.2 溶解度间隙的热力学解析 125 5.4.3 G.P. 区与 G.P. 区强化 126 5.5 固溶体中的磁性转变 130 5.5.1 二级相变对溶解度曲线的影响 130 5.5.2 二级相变对溶解度间隙的影响 133 习题 135 参考文献 137 第6章 相图计算与材料设计 6.1 相图的热力学计算 140 6.2 材料热力学数据库 142 6.3 基于热力学计算的材料微观组织控制 143 6.3.1 基于热力学计算的材料成分设计 143 6.3.2 基于热力学计算的热处理工艺设计 146 6.4 材料的智能设计 148 习题 149 参考文献 150