《现代电子理论在材料设计中的应用》作者张国英、刘贵立及所在团队自1998年以来致力于钢强化及腐蚀机理、镁合金高温强化及腐蚀机理、钛合金高温蠕变及腐蚀机理、高温合金氧化机理的研究，在这些方面取得了有意义的成果，受到国内外同行的关注。在此基础上，作者参阅了相关研究的大量国内外科技文献，总结了国内外最新研究进展，充分融入作者多年科研工作取得的成果，撰写了这部关于现代电子理论在材料设计中应用的专著。书中首先概述了能带论、密度泛函理论和实空间连分数方法的基本思想，然后详细叙述了金属材料强化机理、金属腐蚀钝化机理及金属高温氧化机理的电子理论研究。

张国英、刘贵立所著的《现代电子理论在材料设计中的应用》是关于现代电子理论在材料强化、腐蚀钝化及氧化领域应用成果的著作。书中融有多年来作者及同事的科研成果及国内外的研究成果与新发展。本书的主要内容包括：现代电子理论基础(含密度泛函理论和实空间连分数方法的介绍)；钢铁材料强化(包括超细化)、镁合金高温强化及晶粒细化机理的电子理论研究；镁合金、钛合金及奥氏体不锈钢晶间腐蚀、应力腐蚀、氢脆、在水溶液中腐蚀钝化及氯离子影响机理的电子理论研究；镁合金氧化及稀土阻燃机理、多元合金化对γ-TiAl合金氧化影响机理、NiCrAl和FeCrAl合金氧化及其影响机理的电子理论研究。

《现代电子理论在材料设计中的应用》可作为高等院校物理学、材料科学、化学等专业教师、高年级学生、硕士及博士研究生的参考书，也可供相关科研人员参阅。

前言

第1章 现代电子理论基础

 1.1 导论

 1.2 能带理论

1.2.1 自由电子近似

1.2.2 近自由电子近似

1.2.3 三维能带理论

 1.3 密度泛函理论

1.3.1 量子多体理论

1.3.2 霍恩伯格-科恩定理

1.3.3 密度泛函的基本思想

1.3.4 科恩-沈方程

1.3.5 交换关联泛函

1.3.6 基于密度泛函理论的第一性原理解决方案

1.3.7 CASTEP软件简介

 1.4 实空间连分数方法

1.4.1 连分数方法的数学基础

1.4.2 连分数方法在结构材料中的应用

1.4.3 体系总结构能计算

 参考文献

第2章 金属材料强化机理的电子理论研究

 2.1 金属材料强化原理

2.1.1 强化的理论基础

2.1.2 金属强化途径

2.1.3 位错与强化

2.1.4 材料高温蠕变及影响因素

 2.2 钢铁材料中的位错行为与钢的强化机理电子理论研究

2.2.1 钢铁材料铁素体相中刃位错的建立

2.2.2 结果分析与讨论

2.2.3 本节结论

 2.3 钢铁材料超细化机理的电子理论研究

2.3.1 钢铁材料中合金化细化机理的电子理论研究

2.3.2 钢铁材料中形变诱导相变超细化机理的电子理论研究

 2.4 材料的晶界行为与镁合金高温强化

2.4.1 AZ91合金中α-Mg相大角晶界模型的建立及计算方法

2.4.2 Sb、Bi合金化对AZ91镁合金高温性能的影响

2.4.3 稀土对AZ91镁合金高温性能的影响

2.4.4 Sb、Bi与RE共同加入对AZ91镁合金高温性能影响

2.4.5 镁合金细晶强化机理研究

 参考文献

第3章 金属腐蚀钝化机理的电子理论研究

 3.1 金属电化学腐蚀基础

3.1.1 腐蚀电池

3.1.2 双电层和电极电位

3.1.3 金属腐蚀分类

3.1.4 几类腐蚀的腐蚀机理及其影响因素

3.1.5 金属的钝化

 3.2 镁合金腐蚀钝化机理的电子理论研究

3.2.1 镁及镁合金腐蚀行为研究现状

3.2.2 杂质对镁合金耐蚀性影响的电子理论研究

3.2.3 镁合金应力腐蚀机理电子理论研究

3.2.4 镁合金在水溶液中腐蚀钝化机理研究

3.2.5 氯离子加速镁合金腐蚀机理研究

 3.3 奥氏体不锈钢晶间腐蚀机理的电子理论研究

3.3.1 奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为研究现状

3.3.2 Fe-Mn-Cr奥氏体不锈钢晶间腐蚀电子理论研究

 3.4 钛合金腐蚀钝化机理的电子理论研究

3.4.1 钛及钛合金腐蚀行为研究现状

3.4.2 钛合金应力腐蚀及氢脆机理的电子理论研究

3.4.3 钛合金钝化影响机理的电子理论研究

 参考文献

第4章 金属高温氧化机理的电子理论研究

 4.1 金属高温氧化原理

4.1.1 金属高温氧化的含义

4.1.2 金属高温氧化的历程

4.1.3 影响材料抗高温氧化性能的主要因素

4.1.4 金属高温氧化的热力学判据

4.1.5 金属氧化的动力学

4.1.6 合金的氧化

4.1.7 提高合金抗氧化的可能途径

 4.2 镁合金氧化及阻燃机理的电子理论研究

4.2.1 镁合金高温氧化研究现状

4.2.2 纯镁高温氧化机理的电子理论研究

4.2.3 镁合金中Be、Ca及稀土阻燃机理的电子理论研究

4.2.4 基于第一原理的镁合金稀土阻燃机理研究

 4.3 γ-Ti-Al合金氧化机理的电子理论研究

4.3.1 γ-Ti-Al合金高温氧化研究进展

4.3.2 多元合金化对钛铝合金高温氧化影响机理研究

4.3.3 多元合金化对γ-Ti-Al(111)合金初始氧化影响机理研究

 4.4 Ni-Cr-Al合金氧化机理的电子理论研究

4.4.1 Ni-Cr-Al合金高温氧化研究进展

4.4.2 Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理的第一性原理研究

4.4.3 稀土元素对Ni-Cr-Al合金抗高温氧化影响机理研究

 4.5 Fe-Cr-Al电热合金氧化机理的电子理论研究

4.5.1 Fe-Cr-Al电热合金高温氧化研究进展

4.5.2 Fe-Cr-Al电热合金高温氧化行为的电子理论研究

 参考文献