Description:

这是一本高度专业化、前沿性的学术专著，并非一本基础的材料学教科书。本书由科学出版社出版，旨在系统地介绍如何运用量子力学的基本原理和现代计算方法，从最基础的电子层面来研究和理解金属材料的微观组织（如晶界、相界、缺陷等）及其对材料宏观性能的影响。

本书的核心是计算材料科学领域中的**第一性原理计算（First-principles calculations）方法，特别是密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）**的应用。

其主要内容和特点包括：

1. 根本性的理论视角： 本书的视角是材料科学中最底层的视角。它不满足于用唯象理论（如位错理论）来解释现象，而是试图从原子和电子的相互作用出发，回答“为什么”会形成特定的微观组织，以及“为什么”这些微观组织会具有那样的能量和性质。

2. 聚焦微观组织： 全书内容围绕金属材料中的典型微观组织展开，主要探讨：

   • 晶界与相界： 如何从原子和电子层面计算不同类型界面的结构、能量和结合强度。

   • 缺陷与溶质原子： 研究合金元素（溶质原子）为什么会偏聚到晶界等缺陷处，以及这种偏聚如何影响界面的结合力。

   • 界面对性能的影响： 将电子结构计算的结果与材料宏观的力学性能（如强度、韧性、晶间断裂倾向等）联系起来，建立起“电子-原子-微观组织-宏观性能”之间的跨尺度关联。

3. 面向科研人员： 本书是为材料科学、凝聚态物理、计算力学等领域的研究生、博士后和青年科研人员编写的。它要求读者具备坚实的量子力学、固体物理和材料科学基础。

总之，这是一本系统介绍如何用最前沿的计算模拟方法来研究金属材料内部世界的学术专-著，代表了材料科学理论研究的一个重要方向。