材料學(xué)專業(yè)英語(yǔ)詞匯(共35頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料學(xué)專業(yè)英語(yǔ)詞匯化學(xué)元素（elements）化學(xué)元素，簡(jiǎn)稱元素，是化學(xué)元素周期表中的基本組成，現(xiàn)有113種元素，其中原子序數(shù)從93到113號(hào)的元素是人造元素。 物質(zhì) (matter) 物質(zhì)是客觀實(shí)在，且能被人們通過(guò)某種方式感知和了解的東西,是元素的載體。材料 (materials) 材料是能為人類經(jīng)濟(jì)地、用于制造有用物品的物質(zhì)?；瘜W(xué)纖維 (man-made fiber, chemical fiber) 化學(xué)纖維是用天然的或合成的高聚物為原料，主要經(jīng)過(guò)化學(xué)方法加工制成的纖維?？煞譃樵偕w維、合成纖維、醋酯纖維、無(wú)機(jī)纖維等。芯片（COMS chip）芯片是含有一系列電子

2、元件及其連線的小塊硅片，主要用于計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備。光導(dǎo)纖維（optical waveguide fibre）光以波導(dǎo)方式在其中傳輸?shù)墓鈱W(xué)介質(zhì)材料，簡(jiǎn)稱光纖。激光 (laser) （light amplification by stimulated emission of radiation簡(jiǎn)寫為： laser）激光是利用輻射計(jì)發(fā)光放大原理而產(chǎn)生的一種單色（單頻率）、定向性好、干涉性強(qiáng)、能量密度高的光束。超導(dǎo) (Superconduct) 物質(zhì)在某個(gè)溫度下電阻為零的現(xiàn)象為超導(dǎo)，我們稱具有超導(dǎo)性質(zhì)的材料為超導(dǎo)體。仿生材料 (biomimetic matorials) 仿生材料是模仿生物結(jié)構(gòu)或功

3、能，人為設(shè)計(jì)和制造的一類材料。材料科學(xué) (materials science) 材料科學(xué)是一門科學(xué)，它從事于材料本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、分析方面的研究，它的目的在于提供材料結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一描繪，或給出模型，并解釋這種結(jié)構(gòu)與材料的性能之間的關(guān)系。材料工程 (materials engineering) 材料工程屬技術(shù)的范疇目的在于采用經(jīng)濟(jì)的而又能為社會(huì)所接受的生產(chǎn)工藝、加工工藝控制材料的結(jié)構(gòu)、性能和形狀以達(dá)到使用要求。材料科學(xué)與工程 (materials science and engineering) 材料科學(xué)與工程是研究有關(guān)材料的成份、結(jié)構(gòu)和制造工藝與其性能和使用性能間相互關(guān)系的知識(shí)及這些知識(shí)的應(yīng)用，是一門應(yīng)

4、用基礎(chǔ)科學(xué)。材料的成份、結(jié)構(gòu)，制造工藝，性能及使用性能被認(rèn)為是材料科學(xué)與工程的四個(gè)基本要素。成份 (composition) 成分是指材料的化學(xué)組成及其所占比例。組織、結(jié)構(gòu) (morphology 、 structure) 組織結(jié)構(gòu)是表示材料微觀特征的。組織是相的形態(tài)、分布的圖象，其中用肉眼和放大鏡觀察到的為宏觀組織，用顯微鏡觀察到的為顯微組織，用電子顯微鏡觀察到的為電子顯微組織。結(jié)構(gòu)是指材料中原子或分子的排列方式。性能（property）性能是指材料所具有的性質(zhì)與效用。工藝 (process) 工藝是將原材料或半成品加工成產(chǎn)品的方法、技術(shù)等。使用性能 (performance) 材料在具體的

5、使用條件和環(huán)境下所表現(xiàn)出來(lái)的行為 電負(fù)性 ( electro negativity ) 周期表中各元素的原子吸引電子能力的一種相對(duì)標(biāo)度為電負(fù)性，又稱負(fù)電性。元素的電負(fù)性愈大,吸引電子的傾向愈大,非金屬性也愈強(qiáng)。電負(fù)性的定義和計(jì)算方法有多種,每一種方法的電負(fù)性數(shù)值都不同,比較有代表性的有3種:LC鮑林提出的標(biāo)度。根據(jù)熱化學(xué)數(shù)據(jù)和分子的鍵能,指定氟的電負(fù)性為3.98,計(jì)算其他元素的相對(duì)電負(fù)性。RS密立根從電離勢(shì)和電子親合能計(jì)算的絕對(duì)電負(fù)性。AL阿萊提出的建立在核和成鍵原子的電子靜電作用基礎(chǔ)上的電負(fù)性。利用電負(fù)性值時(shí),必須是同一套數(shù)值進(jìn)行比較。 離子鍵 (ionic bond ) 離子鍵是通過(guò)異性電

6、荷之間的吸引產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合作用，又稱電價(jià)鍵。電離能小的金屬原子(如 堿金屬 )和電子親合能大的非金屬原子(如鹵素)接近時(shí),前者將失去電子形成正離子,后者將獲得電子形成負(fù)離子,正負(fù)離子通過(guò)庫(kù)侖作用相互吸引。當(dāng)這種吸引力與離子的電子云之間的排斥力達(dá)到平衡時(shí),形成穩(wěn)定的以離子鍵結(jié)合的體系。 共價(jià)鍵 (covalent bond) 共價(jià)鍵是原子之間通過(guò)共享電子而產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合作用。典型的共價(jià)鍵存在于同核雙原子分子中,由每個(gè)原子提供一個(gè)電子構(gòu)成成鍵電子對(duì)。這對(duì)電子的自旋方向相反,集中在中間區(qū)域,并吸引帶正電的兩個(gè)原子的核心部分而把它們結(jié)合起來(lái)。在異核雙原子分子中,2個(gè)原子的核心部分對(duì)成鍵電子的吸引力不同

7、,成鍵電子偏向一方金屬鍵 (metallic bond ) 使金屬原子結(jié)合成金屬的相互作用。金屬原子的電離能低,容易失去電子而形成正離子和自由電子,正離子整體共同吸引自由電子而結(jié)合在一起。金屬鍵可看作高度離域的 共價(jià)鍵 ,但沒(méi)有飽和性和方向性。金屬鍵的顯著特征是成鍵電子可在整個(gè)聚集體中流動(dòng),這使金屬呈現(xiàn)出特有的屬性:良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、高的熱容和熵值、延展性和金屬光澤等。分子鍵 (molecule bond) 惰性氣體分子間是靠分子鍵結(jié)合的，其實(shí)質(zhì)是分子偶極矩間的庫(kù)侖相互作用，這種結(jié)合鍵較弱。其分子間相互作用力為范德華力。氫鍵 (hydrogen bond) 一個(gè)與電負(fù)性高的原子X(jué)共價(jià)結(jié)合的

8、氫原子(X-H)帶有部分正電荷,能再與另一個(gè)電負(fù)性高的原子(如Y)結(jié)合,形成一個(gè)聚集體X-HY的化學(xué)結(jié)合作用。X、Y原子的電負(fù)性越大、半徑越小, 則形成的氫鍵越強(qiáng)。例如,F-HF是最強(qiáng)的氫鍵。氫鍵表面上有飽和性和方向性:一個(gè)H原子只能與兩個(gè)其他原子結(jié)合,X-HY要盡可能成直線。但氫鍵HY之間的作用主要是離子性的,呈現(xiàn)的方向性和飽和性主要是由X和Y之間的庫(kù)侖斥力決定的。氫鍵的鍵能比較小,通常只有1725千焦/摩爾。但氫鍵的形成對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有顯著影響,例如使熔點(diǎn)和沸點(diǎn)升高;溶質(zhì)與溶劑之間形成氫鍵,使溶解度增大;在核磁共振譜中氫鍵使有關(guān)質(zhì)子的化學(xué)位移移向低場(chǎng);在紅外光譜中氫鍵X-HY的形成使X-H的

9、特征振動(dòng)頻率變小并伴有帶的加寬和強(qiáng)度的增加;氫鍵的形成決定蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象,在生物體中起重要的作用。 晶體 (crystal) 微粒(原子、分子或離子) 在空間呈三維周期性規(guī)則排列的固體。自然界的物質(zhì)有3種存在形態(tài),即氣體、液體和固體, 固體物質(zhì)又有晶體和非晶態(tài)之分,例如玻璃是非晶態(tài)物質(zhì)。固體物質(zhì)中絕大多數(shù)都是晶體,如金屬、合金、硅酸鹽,大多數(shù)無(wú)機(jī)化合物和一些有機(jī)化合物,甚至植物纖維都是晶體。有些晶體具有規(guī)則的多面體外形,如水晶,稱為單晶體;有些則沒(méi)有規(guī)則整齊的外形,如金屬,整個(gè)固體是由許多取向隨機(jī)的微小單晶顆粒組合而成,這樣的固體稱為多晶體。 晶體的一切性質(zhì)無(wú)不與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有三維周期性這個(gè)特

10、征密切相關(guān),如晶體具有固定的熔點(diǎn)、各向異性、對(duì)稱性、能使X射線發(fā)生衍射。固體物質(zhì)是否為晶體,一般用X射線衍射法予以鑒定。另外，晶體還具有對(duì)稱性。 準(zhǔn)晶 （Quasicrystal）準(zhǔn)晶是同時(shí)具有長(zhǎng)程準(zhǔn)周期平移性和非晶體學(xué)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的固態(tài)有序相。準(zhǔn)周期性和非晶體學(xué)對(duì)稱性構(gòu)成了準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)的核心特征。非晶（amorphism）與晶體不同，非晶體原子排列是短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序，固體的性能是各向同性的。液晶 （liquid crystal） 液晶態(tài)是介于三維有序晶態(tài)與無(wú)序晶態(tài)之間的一種中間態(tài)。在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，它既具有液體的易流動(dòng)性，又具有晶體的雙折射等各向異性的特征。處于液晶態(tài)的物質(zhì)，其分子排列存在位置

11、上的無(wú)序性，但在取向上仍有一維或二維的長(zhǎng)程有序性，因此液晶又可稱為“位置無(wú)序晶體”或“取向有序液體”。液晶材料都是有機(jī)化合物，有小分子也有高分子，其數(shù)量已近萬(wàn)種，通常將其分為二大類，熱致液晶和溶致液晶。熱致液晶只在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)液晶態(tài)，即這種物質(zhì)的晶體在加熱熔化形成各向同性的液體之前形成液晶相。熱致液晶又有許多類型，主要有向列型、近晶型和膽甾型。溶致液晶是一種只有在溶于某種溶質(zhì)中才呈現(xiàn)液晶態(tài)的物質(zhì)。基元 (element) 組成晶體的原子、離子、分子或原子團(tuán)統(tǒng)稱稱為晶體的基本結(jié)構(gòu)單元，簡(jiǎn)稱基元。點(diǎn)陣 (lattice) 晶體基元周期性排列的點(diǎn)的集合，它就稱為“晶格”（或點(diǎn)陣），這些點(diǎn)被稱為

12、格點(diǎn)。因此，可以說(shuō)晶體的結(jié)構(gòu)是由組成晶體的基元加上空間點(diǎn)陣來(lái)決定的。晶胞 (crystal cell) 晶胞是晶體的基本結(jié)構(gòu)單位。反映晶體結(jié)構(gòu)三維周期性的晶格將晶體劃分為一個(gè)個(gè)彼此互相并置而等同的平行六面體,即為晶胞。晶胞包括兩個(gè)要素:一是晶胞的大小、型式;另一是晶胞的內(nèi)容,前者主要指晶胞參數(shù)的大小,即平行六面體的邊長(zhǎng)a 、b、c和夾角、的大小, 以及與晶胞對(duì)應(yīng)的空間點(diǎn)陣型式,即屬于簡(jiǎn)單格子P還是帶心格子I、F或C等;后者主要指晶胞中有哪些原子、離子以及它們?cè)诰О械姆植嘉恢玫?。面心立方結(jié)構(gòu)（fccface-centered-cubic），體心立方結(jié)構(gòu)（bccbody-centered-cub

13、ic）和密排六方結(jié)構(gòu)（hcphexagonal close-packed）金屬所具有的典型晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu) （fcc）（圖2-27），體心立方結(jié)構(gòu)（bcc）（圖2-28）和密排六方結(jié)構(gòu)（hcp）（圖2-29），皆屬于立方結(jié)構(gòu)晶系。具有面心立方結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)金屬有: -Fe 、Al、Ni、Cu、Ag、Au、Pt，等具有體心立方結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)金屬有：-Ti、V、Cr、-Fe、-Zr、Nb、Mo、Ta、W等具有密排六方結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)金屬有：-Ti、-Zr、Co、Mg、Zn等離子鍵 (ionic bond ) 離子鍵是通過(guò)異性電荷之間的吸引產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合作用，又稱電價(jià)鍵。電離能小的金屬原子(如 堿金屬 )和

14、電子親合能大的非金屬原子(如鹵素)接近時(shí),前者將失去電子形成正離子,后者將獲得電子形成負(fù)離子,正負(fù)離子通過(guò)庫(kù)侖作用相互吸引。當(dāng)這種吸引力與離子的電子云之間的排斥力達(dá)到平衡時(shí),形成穩(wěn)定的以離子鍵結(jié)合的體系。離子鍵的特征是作用力強(qiáng),而且隨距離的增大減弱較慢;作用不受方向性和飽和性的限制,一個(gè)離子周圍能容納多少個(gè)異性離子及其配置方式,由各離子間的庫(kù)侖作用決定。以離子鍵結(jié)合的體系傾向于形成晶體,以便在一個(gè)離子周圍形成盡可能多的離子鍵,例如NaCl分子傾向于聚集為NaCl晶體,使每個(gè)鈉(或氯)離子周圍的離子鍵從1個(gè)變?yōu)?個(gè)。 硅酸鹽結(jié)構(gòu) (silicate structure) 硅酸鹽結(jié)構(gòu)是一種共價(jià)晶體

15、的結(jié)構(gòu)，硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元就是 四面體(圖2-33)，硅原子位于氧原子四面體間隙中，每個(gè)氧原子外層只有7個(gè)電子，為-1價(jià)，還能和其他金屬離子鍵合，其中Si的配位數(shù)是4，氧的配位數(shù)是2，Si-O-Si的結(jié)合鍵間鍵角接近145°。這種硅氧四面體可以孤立地在結(jié)構(gòu)中存在，如鎂橄欖石Mg2SiO4 ，鋯英石ZrSiO4等；也可以通過(guò)其頂點(diǎn)互相連接；除可以連成骨架狀外，還可以連成鏈狀和層狀（圖2-34）。莫萊石就是鏈狀硅酸鹽，高嶺土和滑石則是層狀硅酸鹽。離子晶體結(jié)構(gòu) (ion crystal structure) 離子晶體是由正負(fù)離子通過(guò)離子鍵，按一定方式堆積起來(lái)而形成的，也就是說(shuō)，離子晶體的

16、基元是離子而不是原子了，這些離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)必須確保電中性，而又能使不同尺寸的離子有效地堆積在一起。多數(shù)鹽類，堿類（金屬氫氧化物）及金屬氧化物都形成離子晶體。周期性 (periodicity) 對(duì)空間點(diǎn)陣，可以看成是由幾何點(diǎn)沿空間三個(gè)不共面的方向各按一定距離無(wú)限重復(fù)地平移構(gòu)成（圖2-20），每個(gè)方向的一定平移距離稱為該點(diǎn)陣在該方向的周期，故周期性也可以稱之為平移對(duì)稱性。理想晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是組成晶體的原子、分子或原子團(tuán)等在三維空間中有規(guī)則地周期性重復(fù)排列，這種周期性排列是晶體最基本的特點(diǎn)，也是研究晶體各種物理性質(zhì)的重要基礎(chǔ)。對(duì)稱性 (symmetry) 晶體的對(duì)稱性是指晶體經(jīng)過(guò)某種幾何變換（

17、平移、旋轉(zhuǎn)等操作）仍能恢復(fù)原狀的特性。配位數(shù) (CNcoordination number) 對(duì)于簡(jiǎn)單晶格，配位數(shù)CN為晶格中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)；致密度(堆積因子)（Packing factor）原子體積占總體積的百分?jǐn)?shù)。若以一個(gè)晶胞來(lái)計(jì)算，致密度就是晶胞中原子體積與晶胞體積之比，即k=nv/V，其中v為單個(gè)原子的體積 ，V為晶胞體積，n為一個(gè)晶胞中的原子數(shù)。離子半徑（ionic radius）離子半徑是反映 離子大小的一個(gè)物理量。離子可近似視為球體,離子半徑的導(dǎo)出以正、負(fù)離子半徑之和等于 離子鍵 鍵長(zhǎng)這一原理為基礎(chǔ),從大量X射線晶體結(jié)構(gòu)分析實(shí)測(cè)鍵長(zhǎng)值中推引出離子半徑。離子半徑

18、的大小主要取決于離子所帶電荷和離子本身的電子分布,但還要受離子化合物結(jié)構(gòu)型式(如配位數(shù)等)的影響。 負(fù)離子配位多面體 (Anion coordination polyhedron)負(fù)離子配位多面體指的是離子晶體結(jié)構(gòu)中，與某一個(gè)正離子成配位關(guān)系而且相鄰的各個(gè)負(fù)離子中心線所構(gòu)成的多面體。 空位 (vacancy ) 如果晶格中某格點(diǎn)上的原子空缺了，則稱為空位，這是晶體中最重要的點(diǎn)缺陷。間隙原子 (interstice) 脫位原子有可能擠入格點(diǎn)的間隙位置，形成間隙原子。色心 (color center) 離子晶體的某些點(diǎn)缺陷是有效電荷的中心，他們可能束縛電子，這種缺陷的電子結(jié)構(gòu)能吸收可見(jiàn)光而使該晶體

19、著色，故稱這種能吸收可見(jiàn)光的晶體缺陷為色心。刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò) (edge dislocation、screw dislocation)晶體中由于滑移或晶體失配,原子或離子排列的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變的線型缺陷軌道稱為位錯(cuò)線,簡(jiǎn)稱位錯(cuò)(dislocation)。晶體中位錯(cuò)的基本類型為刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)。圖2-47是刃型位錯(cuò)模型，可以看到，與完整晶格相比，它多了一個(gè)半原子面，而且這個(gè)半原子面象個(gè)"劈"一樣，楔入完整晶體，終止于晶體中，面的邊緣是一條線，這條線周圍若干個(gè)原子距離內(nèi)的原子的規(guī)則排列遭到破壞，這就形成了刃位錯(cuò)。如果讓晶體中的一部分在切應(yīng)力作用下滑移，如圖2-47所示，可以發(fā)現(xiàn)

20、，發(fā)生滑移與未發(fā)生滑移的交界處也是一條直線，其附近原子的規(guī)則排列也被破壞了，如圖2-48所示，這些原子呈螺旋狀分布，稱這種位錯(cuò)為螺型位錯(cuò)。晶界（grain boundary）不同取向的晶粒之間的界面。孿晶界 (twin boundary) 孿晶間的界面叫孿晶界，其界面兩側(cè)的原子排列成鏡面對(duì)稱。相 (phase) 相是指系統(tǒng)中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻的部分。氣體在平衡條件下，不論有多少組分，都是均勻的，因此氣相只有一種，固體內(nèi)部就比較復(fù)雜了，在固體材料中，具有同樣聚集狀態(tài)，同樣原子排列特征性質(zhì),并以界面相互隔開(kāi)的均勻組成部分稱之為“相”。相可以是單質(zhì)，也可以是化合物。材料的性能與各組成相的性質(zhì)、形態(tài)、分布

21、和數(shù)量直接有關(guān)。組織 (morphology) 組織是相的形態(tài)、分布的圖象，其中用肉眼和放大鏡觀察到的為宏觀組織，用顯微鏡觀察到的為顯微組織，用電子顯微鏡觀察到的為電子顯微組織。相圖 （phase diagram）平衡狀態(tài)下物系的組分、物相和外界條件間相互關(guān)系的幾何描述,也稱狀態(tài)圖或平衡圖。凝聚體系的相圖多數(shù)是恒壓下的溫度-組分關(guān)系圖。杠桿定律 (lever law) 確定某種成份的合金在二相區(qū)中各相的相對(duì)含量的法則。首先要確定各單相的成份。在一定溫度下，兩單相的成份是確定的，就是溫度水平線與相界線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的成份。如圖2-58所示，現(xiàn)在我們考慮成份為 C%(wt)的A合金在t1溫度下液、固

22、二相的相對(duì)含量。從圖中可以看出，液相濃度為 CL %(wt)，固相濃度為 C%(wt),假設(shè)合金的質(zhì)量為1，液相質(zhì)量為WL，固相質(zhì)量為W，則WL+W=1，另外合金A中的含Ni量應(yīng)該等于液相含Ni量和固相合Ni量之和，即WL CL + W C= 1xC，由這二式可以得出WL/ W=( C- C)/(C- CL)= rb /ar ，再變換一下可得WLar = Wrb ，這個(gè)關(guān)系式與以r為支點(diǎn)，以a、b二點(diǎn)為受力端點(diǎn)的杠桿平衡時(shí)的關(guān)系類似，故稱其為杠桿定律。勻晶相圖 (somorphous) 這種相圖的特點(diǎn)是兩組元不但在液態(tài)無(wú)限互溶，而且在固態(tài)也無(wú)限互溶。結(jié)晶時(shí)，都是從液相中結(jié)晶出單相固溶體。我們把

23、從液相結(jié)晶出單相固溶體的結(jié)晶過(guò)程稱為勻晶轉(zhuǎn)變。具有這類相圖的二元合金系有Cu-Ni、Ag-Au、Fe-Ni、Cr-Mo、Cu-Au等，有些硅酸鹽材料如鎂橄欖石(Mg2 SiO4)-鐵橄欖石(Fe2SiO2)等也具有此類特征。共晶反應(yīng)（eutectic reaction）在共晶相圖上有單相區(qū)。兩單相區(qū)之間為雙相區(qū)。另外還都有一條水平線，如Pb-Sn相圖上MEN，這表示在水平線所對(duì)應(yīng)的這個(gè)特定溫度下有三相共存。E點(diǎn)是二條液相線AE和BE的交點(diǎn)，在E點(diǎn)的上方是液相，其下方是、二相共存區(qū)。這說(shuō)明，相當(dāng)于E點(diǎn)成份的液相在冷卻至三相共存線的溫度時(shí)，會(huì)同時(shí)結(jié)晶出成份為M的相和成份為N的相，這種反應(yīng)可以寫成如

24、下形式：這種由某一成份液相在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出二個(gè)成份不同的固相的反應(yīng)稱為共晶反應(yīng)，發(fā)生共晶反應(yīng)的溫度TE為共晶溫度，成份為E點(diǎn)的合金為共晶合金。共晶組織為相和相的機(jī)械混合物，它們通常呈層片狀相間分布。 共晶相圖（eutectic phase diagram）兩組元在液態(tài)無(wú)限互溶，固態(tài)有限互溶或完全不互溶，冷卻過(guò)程中發(fā)生共晶反應(yīng)的相圖為共晶相圖。具有共晶相圖的合金系有Pb-Sn、Al-Si、Pb-Bi等，一些硝酸鹽也具有共晶相圖。包晶反應(yīng)（peritectic reaction）包晶反應(yīng)是由一固定成份的液相和一固定成份的固相相互作用生成另一個(gè)固定成份的固相,其反應(yīng)式可表示為 ，包晶反應(yīng)的產(chǎn)物是單

25、相固溶體。包晶相圖 (peritectic phase diagram) 兩組元在液態(tài)無(wú)限固溶，固態(tài)下有限互溶（或不互溶）并發(fā)生包晶反應(yīng)的二元系相圖稱為包晶相圖，Pb-Ag就形成包晶相圖，陶瓷ZrO2-CaO也形成包晶相圖。在包晶相圖上也存在單相區(qū)、雙相區(qū)、三相區(qū)，也是只有在特定的溫度下才能三相共存。Fe-C相圖(Fe-C phase diagram)Fe-C相圖是Fe-C合金的二元相圖，是材料科學(xué)尤其是金屬熱處理最重要的相圖之一。共析反應(yīng) （eutectoid reaction）共析反應(yīng)是由一固定成份的固相在特定溫度下同時(shí)析出兩種固相的反應(yīng),其反應(yīng)式可表示為 ，共析反應(yīng)的產(chǎn)物是兩種固相的機(jī)械

26、混合物。鐵素體 (ferrite )鐵或其內(nèi)固溶有一種或數(shù)種其他元素所形成的、晶體點(diǎn)陣為體心立方的固溶體。奧氏體 （austenite）鐵內(nèi)固溶有碳和或其他元素的、晶體結(jié)構(gòu)為面心立方的固溶體。它是以英國(guó)冶金學(xué)家R.Austen的名字命名的。珠光體 (pearlite) 本意是奧氏體從高溫緩慢冷卻時(shí)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的產(chǎn)物，其立體形態(tài)為鐵素體薄層和碳化物（包括滲碳體）薄層交替重疊的層狀復(fù)相物。廣義則包括過(guò)冷奧氏體發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變所形成的層狀復(fù)相物。這種組織是以其金相形態(tài)酷似珍珠母甲殼外表面的光澤而得名。固溶體（solid solution）固態(tài)條件下,一種組分(溶劑)內(nèi) “溶解”了其他組分(溶質(zhì))

27、而形成的單一、均勻的晶態(tài)固體。固溶體有置換型(替位型)和間隙型(填隙型)兩種：溶質(zhì)原子位于溶劑晶格中某些結(jié)點(diǎn)位置時(shí)形成置換型固溶體；溶質(zhì)原子位于溶劑晶格中某些間隙位置時(shí)形成間隙型固溶體。能帶（energy band）能帶是描述晶體中電子能量狀態(tài)的一個(gè)物理概念。晶體是由大量原子規(guī)則排列組成的,在晶體中原子的外層電子運(yùn)動(dòng)已不再局限在該原子附近,而是可以在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)。這種情況稱為電子運(yùn)動(dòng)的共有化。其結(jié)果是：個(gè)孤立原子有個(gè)相同的能級(jí),在晶體中變成個(gè)能量略有差別的不同等級(jí)，構(gòu)成能帶?？諑?(vacancy band)沒(méi)有被電子或空穴填充的能帶。導(dǎo)帶（conduction band）金屬的價(jià)帶之上的最

28、低能帶有大量電子,但沒(méi)有占滿所有的能帶,這些電子在電場(chǎng)作用下,可以在晶體中運(yùn)動(dòng),引起電流,因此這種能帶稱為導(dǎo)帶。價(jià)帶（valence band）一系列能帶中，能量最高的滿帶被稱為價(jià)帶。禁帶（forbidden band）有些晶體中,能帶和能帶之間有一定的間隔,這個(gè)間隔中的能量一般是該晶體電子不能具有的,所以稱此間隔為禁帶。禁帶往往表示價(jià)帶和最低導(dǎo)帶之間的能量間隔。能隙（energy gap）固體中電子兩相鄰能帶相隔的能量范圍稱為能隙,亦稱為禁帶寬度。彈性 (elastic property) 彈性是反映晶格中原子在外力作用下自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的力學(xué)性能之一?；⒖硕?(Hooke'

29、s law) 當(dāng)材料發(fā)生彈性變形的時(shí)候，應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，即E，這就是著名的虎克定律，E為楊氏模量，為應(yīng)力，既單位面積所受的力，為應(yīng)變，既單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)。塑性（plasticity）塑性是指材料斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。延伸率 (percentage of elongation) 延伸率指的是試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)和原始標(biāo)距的百分比。斷面收縮率（percentage reduction of area）斷面收縮率是試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。強(qiáng)度（strength）強(qiáng)度是材料或物件經(jīng)得起變形的能力。屈服強(qiáng)度（yield strength）屈服強(qiáng)度是試樣在拉伸

30、過(guò)程中，開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形所須的應(yīng)力。通常用標(biāo)距部分殘余伸長(zhǎng)達(dá)到原標(biāo)距長(zhǎng)度的規(guī)定數(shù)值時(shí)之力除以原橫截面積所得的應(yīng)力來(lái)表示，一般取殘余應(yīng)變0.2%?？估瓘?qiáng)度（tensile strength）抗拉強(qiáng)度是在拉伸試驗(yàn)中，試樣所能承受的最大負(fù)荷除以原橫截面積所得的應(yīng)力值。韌性 （toughness）韌性是材料在外力作用下,在塑性形變過(guò)程中吸收能量的能力。吸收能量愈大,韌性愈好。斷裂韌性 (fracture toughness) 斷裂韌性是斷裂力學(xué)中，量度裂紋擴(kuò)展阻力的主要指標(biāo)之一，它反映具有裂紋的材料對(duì)外界作用的一種抵抗能力。硬度（hardness） 硬度是指材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。

31、布式硬度 (Brinell hardness ) 用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用測(cè)量的表面壓痕直徑計(jì)算的一種壓痕硬度值。 洛式硬度（Rockwell hardness）在初始試驗(yàn)力及總試驗(yàn)力先后作用下，將壓頭（金剛石圓錐或鋼球） 壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除主試驗(yàn)力，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量計(jì)算的一種壓痕硬度值。維式硬度（Vickers hardness）將相對(duì)面夾角為136°的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗(yàn)力（49.03980.7N）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用測(cè)量的壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度計(jì)算的一種壓痕

32、硬度值顯微硬度 (microhardness) 顯微硬度主要用于確定很薄的材料、細(xì)金屬絲、小型精密零件(如鐘表和儀表 零件)的硬度,測(cè)定淬硬表面的硬度變化率,研究小面積內(nèi)硬度的變化以及在金相 學(xué)中研究金屬中不同相體的硬度等。測(cè)量方法與維氏硬度基本相同,但載荷很小,以克力計(jì)數(shù);壓痕的特征尺寸也很小,需要用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出,故得名。固溶強(qiáng)化 (solid solution strengthening) 在純金屬中加入溶質(zhì)原子（間隙型或置換型）形成固溶合金（或多相合金中的基體相），將顯著提高屈服強(qiáng)度，此即為固溶強(qiáng)化。形變強(qiáng)化 (strain strengthening) 從圖3-2的應(yīng)力應(yīng)變曲線上可以

33、看出， 材料屈服以后，隨著塑性變形量的增加，所需的應(yīng)力是不斷增加的，這種現(xiàn)象叫形變強(qiáng)化，也叫加工硬化。形變強(qiáng)化是金屬?gòu)?qiáng)化的 重要方法之一,它能為金屬材料的應(yīng)用提供安全保證,也是某些 金屬塑性加工 工藝所必須具備的條件，如拔制。晶界強(qiáng)化 (grain size strengthening) 隨著晶粒細(xì)化，晶界所占體積增加，金屬的強(qiáng)度和塑性是同時(shí)提高的。這種強(qiáng)化工藝稱為晶界強(qiáng)化。彌散強(qiáng)化(第二相強(qiáng)化) (dispersion strengthening) 所謂第二相強(qiáng)化是指在金屬基體（通常是固溶體）中還存在另外的一個(gè)或幾個(gè)相，這些相的存在使金屬的強(qiáng)度得到提高。擇優(yōu)取向（preferred orie

34、ntation）在一般多晶體中,每個(gè)晶粒有不同于相鄰晶粒的結(jié)晶學(xué)取向,從整體看,所有晶粒的取向是任意分布的。但某些情況下,晶體的晶粒在不同程度上圍繞某些特殊的取向排列,就稱為擇優(yōu)取向或簡(jiǎn)稱織構(gòu)。 再結(jié)晶（recrystallization）金屬塑性變形后，被拉長(zhǎng)了的晶粒重新生核、結(jié)晶，變?yōu)榈容S晶粒這種現(xiàn)象稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶溫度（recrystallization temperature）再結(jié)晶溫度是開(kāi)始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度。對(duì)純金屬，再結(jié)晶溫度約為.Tm，式中Tm為金屬的熔點(diǎn)。熱處理（heat treatment）熱處理是對(duì)固體金屬或合金進(jìn)行加熱、保溫和冷卻處理以便得到所需性質(zhì)的一種加工工

35、藝。其原理是利用擴(kuò)散、晶核化、沉積和晶體增長(zhǎng)等現(xiàn)象，使金屬或合金的組織發(fā)生變化，進(jìn)而獲得均勻的或改性的機(jī)械和物理性質(zhì)。擴(kuò)散型相變、非擴(kuò)散型相變 (transformation involving diffusion、diffusionless transformation) 根據(jù)冷卻速度的不同，存在著二大類固態(tài)相變，一類是相變時(shí)存在原子擴(kuò)散，為擴(kuò)散型相變，如珠光體、貝氏體轉(zhuǎn)變；還有一類是不存在原子的擴(kuò)散，但原子也發(fā)生了重排，為非擴(kuò)散型相變，如馬氏體相變。馬氏體（martensite）馬氏體是高溫相以很快的速度冷卻，以非擴(kuò)散轉(zhuǎn)變形成的產(chǎn)物。鋼在高溫奧氏體化后淬火得到馬氏體。貝氏體（bainite

36、）貝氏體是在奧氏體化后被過(guò)冷到珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間以下，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間以上這一中溫區(qū)間（所謂“貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間”）轉(zhuǎn)變而成的由鐵素體及其內(nèi)分布著彌散的碳化物所形成的亞穩(wěn)組織。退火 (annealing) 將組織偏離平衡態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度,保溫一段時(shí)間,然后緩慢冷卻(爐冷)以獲得接近平衡態(tài)組織的熱處理工藝叫退火正火 (normalizing) 將鋼件加熱到Ac3以上30-50，保溫后取出在空氣中冷卻，這是正火淬火（quenching）將鋼件加熱到奧氏體化溫度并保溫后，急冷（油冷或水冷）至室溫，從而使奧氏體變成馬氏體的處理為淬火。回火（tempering）回火指將經(jīng)過(guò)淬火的工件重新加熱到低于

37、下臨界溫度的適當(dāng)溫度,保溫一段時(shí)間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處理?；鼗鸬淖饔迷谟?提高組織穩(wěn)定性,使工件在使用過(guò)程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。消除內(nèi)應(yīng)力,以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。調(diào)整材料的力學(xué)性能以滿足使用要求。 時(shí)效（ageing）時(shí)效是指合金經(jīng)固溶處理或冷塑性變形后，在室溫或一定溫度保溫，以達(dá)到沉淀硬化目的的工藝。人工時(shí)效（artifical aging）人工時(shí)效是在高于室溫以上，通過(guò)過(guò)飽和固溶體中可溶組分的脫溶，使合金強(qiáng)化的熱處理。自然時(shí)效（natural aging）自然時(shí)效是在室溫下，通過(guò)過(guò)飽和固溶體中可溶組分自發(fā)的脫溶，使合金強(qiáng)

38、化的處理?？刂栖堉?(controlled rolling) 把金屬材料壓力加工和熱處理工藝相結(jié)合，同時(shí)利用形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的一種形變熱處理工藝。鋁-鋰合金(Al-Li alloy) 鋁-鋰合金是一種新型鋁合金材料,具有較高的強(qiáng)度和彈性模量,是航空航天工業(yè)理想的結(jié)構(gòu)材料,用于飛機(jī)上,可減輕飛機(jī)重量816%。鋁鋰合金還具有良好的抗輻照特性和較高的電阻率,經(jīng)受中子輻照后殘留放射性低,可用作核聚變裝置中的真空容器。此外,鋁鋰合金在一定溫度和應(yīng)變速率下具有很好的超塑性,可用以制造超塑性/擴(kuò)散焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)用于航空和車輛等各個(gè)領(lǐng)域。紫銅 (red copper) 紫銅即純銅。黃銅 (brass) 黃銅是

39、以鋅為主要添加元素的銅合金。青銅 (bronze) 最早使用的青銅是Cu-Sn合金，現(xiàn)在把除黃銅以外的銅合金都稱為青銅。型鈦合金 ( - titanium alloy) 金屬鈦有兩種異構(gòu)體，一種是密排六方結(jié)構(gòu)的相，是低溫穩(wěn)定相；另一種是體心立方結(jié)構(gòu)的相，是高溫穩(wěn)定相。成分中含有相穩(wěn)定元素，在室溫穩(wěn)定狀態(tài)基本為相的鈦合金為型鈦合金。型鈦合金 ( - titanium alloy) 成分中含有相穩(wěn)定元素，在室溫穩(wěn)定狀態(tài)基本為 相的鈦合金為型鈦合金。+型鈦合金（+ titanium alloy）成分中含有較多的 穩(wěn)定劑，在室溫穩(wěn)定狀態(tài)由 及 相所組成的鈦合金為+型鈦合金。 鈦鋁化合物為基的鈦合金 (

40、Ti-Al intermetallic compound) 鈦鋁化合物是指Ti3Al,TiAl,TiAl3這些金屬間化合物。鈦鋁化合物為基的鈦合金是一種新型鈦合金。鈦鋁化合物為基的高溫鈦合金與普通鈦合金及鎳基高溫合金比較，高溫性能明顯優(yōu)于普通鈦合金，已與鎳基高溫合金相近。結(jié)構(gòu)陶瓷 (structure ceramics) 結(jié)構(gòu)陶瓷是指作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的陶瓷材料，主要利用其高機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦，以及高硬度等性能。陶瓷雖然抗壓強(qiáng)度相當(dāng)高，但抗拉強(qiáng)度卻很小，是一種脆性材料。結(jié)構(gòu)陶瓷按其組份可分為氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷，有些結(jié)構(gòu)陶瓷也具有功能陶瓷的性能如ZrO2陶瓷等。相變?cè)鲰g (

41、phase transformation toughening) 相變?cè)鲰g是一種有效的增強(qiáng)、增韌方法，利用多晶多相陶瓷中某些相組分在不同溫度的相變，從而達(dá)到增強(qiáng)、增韌的效果，這統(tǒng)稱為相變?cè)鲰g。例如，利用ZrO2的馬氏體相變可以改善陶瓷材料的力學(xué)性能。 ZrO2相變?cè)鲰g又分為應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g、微裂紋增韌和表面壓應(yīng)力三種。相變?cè)鲰g不但存在于ZrO2陶瓷中，將ZrO2相顆粒加入其它陶瓷材料中也能產(chǎn)生相變?cè)鲰g的效果。ZrO2相變?cè)鲰g (zirconium oxide phase transfotmation toughening) ZrO2存在三種晶型，立方、四方、單斜。其中四方相向單斜相的相變伴隨有

42、較大的體積變化7，這種相變體積變化是相變?cè)鲰g的基礎(chǔ)。 應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g (stress-induced phase transformation toughening) 分散于陶瓷基體內(nèi)的四方ZrO2相顆粒，從高溫向低溫變化，當(dāng)溫度低于1100時(shí)，由于陶瓷基體的約束，不能發(fā)生四方向單斜的相變，四方ZrO2相顆粒以亞穩(wěn)態(tài)的形式存在于室溫，當(dāng)陶瓷基體受到外力的作用，解除了對(duì)四方ZrO2相顆粒的約束，四方ZrO2相顆粒就發(fā)生相變，降低裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)、增韌的目的。微裂紋增韌 (microcrack toughening) 分散于陶瓷基體內(nèi)的四方ZrO2相顆粒，在降溫過(guò)程或受力后相變，在

43、裂紋尖端產(chǎn)生多條微裂紋，從而增大了斷裂表面能，達(dá)到增韌的效果。 表面增韌 (surface toughening) 分散于陶瓷基體表面的四方ZrO2相顆粒，由于在一個(gè)面上沒(méi)有受到約束，相對(duì)于基體內(nèi)的四方ZrO2相顆粒，比較容易相變，在降溫或受力后，表面的四方ZrO2相顆粒發(fā)生相變，產(chǎn)生體積膨脹，使得陶瓷材料的表面受到壓應(yīng)力，達(dá)到增強(qiáng)、增韌的效果晶須（whisker）晶須是一種直徑為零點(diǎn)幾至幾個(gè)微米的針狀單晶體纖維材料。在單晶體中的原子排列非常整齊，幾乎沒(méi)有多晶材料中存在的各種缺陷，如雜質(zhì)、空穴和位錯(cuò)等，因此從強(qiáng)度而言，晶須的強(qiáng)度接近理論極限。 功能材料（functional materials

44、）功能材料是與結(jié)構(gòu)材料相對(duì)應(yīng)的另一大類材料，主要利用材料的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等性能。一次功能 (primary function) 當(dāng)向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于同一種形式時(shí)，材料僅起能量傳遞的作用，材料的此種功能為一次功能。二次功能 (secondary function) 當(dāng)向材料輸入的能量和從材料輸出的能量不屬于同一種形式時(shí)，材料起能量轉(zhuǎn)換作用，材料的此種功能為二次功能。導(dǎo)電性（conductivity）導(dǎo)電性是評(píng)價(jià)材料所具有的傳導(dǎo)電流的性質(zhì)。電阻率 （electric resistivity）電阻率是單位橫截面積、單位長(zhǎng)度的物質(zhì)的電阻值，表征材料對(duì)電流的阻礙能力的物理量。電導(dǎo)率

45、 （conductivity）電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，表征材料導(dǎo)電能力的物理量。載流子 (carrier ) 簡(jiǎn)單地說(shuō), 材料能導(dǎo)電是由于在電場(chǎng)作用下材料中產(chǎn)生了電荷的定向運(yùn)動(dòng),而電荷的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)一定的微觀粒子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。將帶電荷的微觀粒子統(tǒng)稱為載流子,可以是自由電子或空穴;也可以是正、負(fù)離子或空位。前者為電子電導(dǎo)，后者為離子電導(dǎo)。遷移率 (mobility) 電導(dǎo)率的大小應(yīng)該與載流子的數(shù)目 有關(guān)系，還應(yīng)該與載流子的運(yùn)動(dòng)速度 有關(guān)。為了表征這個(gè)關(guān)系，人們定義了遷移率的概念 ， ，物理薏義是在單位電場(chǎng)作用下載流子的運(yùn)動(dòng)速度，這樣可得到 的關(guān)系， 為載流子所帶電荷。本征半導(dǎo)體(intrinsic se

46、miconductor)具有禁帶寬度小于2ev能帶結(jié)構(gòu)的材料為半導(dǎo)體。無(wú)摻雜的單質(zhì)半導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體。 n型半導(dǎo)體(n-type semiconductor)以電子為主要導(dǎo)電載流子的半導(dǎo)體材料被稱為N型半導(dǎo)體，也叫做施主型半導(dǎo)體，因?yàn)樵诒菊靼雽?dǎo)體中添加了施主雜質(zhì)。P型半導(dǎo)體(P-type semiconductor)以空穴為主要導(dǎo)電載流子的半導(dǎo)體材料被稱為P型半導(dǎo)體，也叫受主半導(dǎo)體，因?yàn)樵诒菊靼雽?dǎo)體中添加了受主雜質(zhì)。固體電解質(zhì)（solid electrolyte）固體電解質(zhì)是具有離子導(dǎo)電性的固態(tài)物質(zhì)。這些物質(zhì)或因其晶體中的點(diǎn)缺陷或因其特殊結(jié)構(gòu)而為離子提供快速遷移的通道,在某些溫度下具有高的電導(dǎo)

47、 率(1106西門子/厘米),故又稱為快離子導(dǎo)體。超導(dǎo)性（superconductivity） 某些物質(zhì)在一定溫度條件下電阻降為零的性質(zhì)被稱為超導(dǎo)性。材料表現(xiàn)超導(dǎo)性的條件實(shí)際有三個(gè):超導(dǎo)體進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)時(shí),其電阻率等于零。從電阻不為零的正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度或超導(dǎo)臨界溫度,用Tc表示。 外磁場(chǎng)可破壞超導(dǎo)態(tài)。只有當(dāng)外加磁場(chǎng)小于某一量值Hc時(shí)才能維持超導(dǎo)電性,否則超導(dǎo)態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài),Hc 稱為臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度。Hc與溫度的關(guān)系為HcH01-(T/T c )2 ,H0是T=0K時(shí)的臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度。 超導(dǎo)體內(nèi)的電流強(qiáng)度超過(guò)某一量值Ic 時(shí),超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)檎?dǎo)體,Ic 稱為臨界電流。 超導(dǎo)體變

48、為超導(dǎo)態(tài)后,除電阻為零外，體內(nèi)的 磁感應(yīng)強(qiáng)度也 恒為零,即超導(dǎo)體能把 磁力線 全部排斥到體外,具有完全的抗磁性。另外，超導(dǎo)體具有能隙。低溫超導(dǎo)材料（low temperature superconducting material）具有低臨界轉(zhuǎn)變溫度，在液氦溫度條件下工作的超導(dǎo)材料。高溫超導(dǎo)材料（high temperature superconducting material）具有高臨界轉(zhuǎn)變溫度，能在液氮溫度條件下工作的超導(dǎo)材料 。絕緣體 (insulator) 絕緣性通常是指材料阻滯熱、電或聲通過(guò)的能力。極化率（polarizability）極化率是衡量原子、離子、分子在電場(chǎng)作用下極化強(qiáng)度的

49、微觀參數(shù), 通常用表示,為原子、離子、分子在電場(chǎng)作用下形成的偶極矩與作用于原子、離子、分子上的有效內(nèi)電場(chǎng)之比。極化強(qiáng)度（polarization）極化強(qiáng)度是電介質(zhì)單位體積中電偶極矩的矢量和。 介質(zhì)極化系數(shù) (polarization coeffecient of dielectric materials) 為了將極化強(qiáng)度P和宏觀實(shí)際有效電場(chǎng)E相聯(lián)系, 人們定義 , 式中 為真空介電常數(shù)， F/m(法/米), 為電介質(zhì)的極化系數(shù)，是個(gè)無(wú)量綱的數(shù)。絕對(duì)介電常數(shù) 、相對(duì)介電常數(shù) (ablolute-dielectric constant、relative-dielectric constant) 電

50、介質(zhì)在電場(chǎng)E中極化后產(chǎn)生的電場(chǎng)可用電感應(yīng)強(qiáng)度D 表征, 式中 為電介質(zhì)的絕對(duì)介電常數(shù), 為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù), 也是一個(gè)無(wú)量綱的數(shù),可見(jiàn) 。絕對(duì)介電常數(shù)、相對(duì)介電常數(shù)都是物理學(xué)中講平板電容時(shí)引入的參數(shù), 表征電介質(zhì)極化并儲(chǔ)存電荷的能力，是個(gè)宏觀物理量。電子位移極化(也叫形變極化)(electronic polarization) 在外電場(chǎng)作用下,原子外圍的電子云相對(duì)于原子核發(fā)生位移形成的極化叫電子位移極化,也叫形變極化。離子位移極化(ionic polarization) 離子晶體在電場(chǎng)作用下離子間的鍵合被拉長(zhǎng), 導(dǎo)致電偶極矩的增加, 被稱為離子位移極化,象Nacl在電場(chǎng)作用下就會(huì)發(fā)生位移極

51、化。偶極子取向極化(dipole orientation polarization) 偶極子取向極化是極性電介質(zhì)的一種極化方式。組成極性電介質(zhì)中的極性分子具有恒定的偶極矩。無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)，這些極性分子的取向在各個(gè)方向的幾率是相等的，就介質(zhì)整體來(lái)看，偶極矩等于零。在電場(chǎng)作用下，這些極性分子除貢獻(xiàn)電子極化和離子極化外，其固有的偶極矩將沿外電場(chǎng)方向有序化，沿外場(chǎng)方向取向的偶極子比和它反向的偶極子的數(shù)目多，所以介質(zhì)整體出現(xiàn)宏觀偶極矩。這種極化現(xiàn)象為偶極子取向極化。松弛極化 (relaxation) 當(dāng)材料中存在著弱聯(lián)系電子、離子和偶極子等松弛質(zhì)點(diǎn)時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)使這些松弛質(zhì)點(diǎn)分布混亂，而電場(chǎng)力圖使這些質(zhì)點(diǎn)按電

52、場(chǎng)規(guī)律分布，最后在一定溫度下，電場(chǎng)的作用占主導(dǎo)，發(fā)生極化。這種極化具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，叫作松馳極化。松馳極化是一種不可逆的過(guò)程，多發(fā)生在晶體缺陷處或玻璃體內(nèi)。電介質(zhì)的擊穿(breakdown of dielectric medium)電介質(zhì)只能在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度以內(nèi)保持絕緣的特性。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)某一臨界值時(shí)，電介質(zhì)變成了導(dǎo)體，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿，相應(yīng)的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度稱為介電強(qiáng)度或擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度。介質(zhì)損耗(dielectric loss)將電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，單位時(shí)間消耗的電能叫介質(zhì)損耗。氧化鋁、氧化鈹、碳化硅及氮化鋁(alumina、beryllium oxide、silicon carbide、a

53、luminum nitride)氧化鋁、氧化鈹、碳化硅及氮化鋁是幾種新型高性能介電陶瓷材料。可作為集成電路基板材料。其中的氧化鋁應(yīng)用最為普通。氧化鋁陶瓷介電損耗低，電性能與溫度的關(guān)系不大，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，已被廣泛應(yīng)用于基板材料。氧化鈹?shù)淖畲髢?yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)高，介電常數(shù)較低，但由于其毒性大，價(jià)格高而限制了其應(yīng)用。碳化硅的導(dǎo)熱性優(yōu)于氧化鋁，但燒結(jié)困難。近年來(lái)，氮化鋁基板由于其得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)，已引起國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注。日本商品化AlN的熱傳導(dǎo)率已達(dá)260W/m.k, 是目前普遍使用的氧化鋁的10倍,而其他電性能與Al2O3相當(dāng)。目前氮化鋁作為基板使用要解決的是其金屬化技術(shù)的可靠性,多層布線技術(shù)

54、及降低成本等問(wèn)題。光透射（transmittance）光透射是指光對(duì)介質(zhì)的穿透現(xiàn)象。吸收(absorption of light)光的吸收是光在介質(zhì)中傳播時(shí)部分能量被介質(zhì)吸收的現(xiàn)象反射（reflection）光反射是指光被表面折回的現(xiàn)象，遵循光的反射定律，既反射角等于入射角。這種反射為鏡反射。折射(refraction)當(dāng)光從一種介質(zhì)1進(jìn)入另一種介質(zhì)2時(shí), 其速度和傳播方向發(fā)生變化，即發(fā)生了折射。與界面法向形成入射角 和折射角 (圖3-2-17), 與 間關(guān)系與兩種材料的折射率有關(guān)。， 式中 、 分別為光在材料1和材料2中的傳播速度, 為材料2相對(duì)于材料1的折射率。折射率還與入射光的頻率有關(guān)，

55、隨頻率的減?。ɑ虿ㄩL(zhǎng)的增加）而減小，這種性質(zhì)稱為折射率的色散。光子(photons)光具有波動(dòng)和微粒二重性，當(dāng)考慮光與電子之間的能量轉(zhuǎn)換時(shí)，把光當(dāng)成粒子來(lái)看待，稱為光子。光子是最早發(fā)現(xiàn)的構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一。光子所具有的能量不是連續(xù)的，而是與其頻率v 有關(guān)，光子能量 ，式中v 為光的頻率， 為光的波長(zhǎng)，h為普朗克常數(shù)， 選擇吸收(selectire absorption)材料對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收能力不同，對(duì)某種波長(zhǎng)的光吸收率很高，而對(duì)另外一些波長(zhǎng)的光吸收率很低，這種現(xiàn)象被稱為選擇吸收。漫反射（diffuse reflection）當(dāng)光線照射到一粗糙不平的表面，則在局部位置入射角的實(shí)際大小并不

56、一樣，因而反射光的方向也不一致，形成了漫反射。光澤(luster)光澤是材料表面在光照條件下所顯現(xiàn)出的色澤，光澤與鏡反射和漫反射的相對(duì)含量密切相關(guān)，當(dāng)鏡反射光帶寬度窄但強(qiáng)度高時(shí)，可以獲得高的表面光澤。透光性(transmittance)透光性是指光對(duì)介質(zhì)的穿透能力。熒光材料(fluorescence)熒光材料是一類發(fā)光材料。由于當(dāng)外界任一形式的能量將電子由價(jià)帶激發(fā)至導(dǎo)帶后,該電子又返回到價(jià)帶時(shí)發(fā)出的光子頻率在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，所以材料發(fā)光。如果在激發(fā)除去之后的 內(nèi)，電子跳回價(jià)帶時(shí)，同時(shí)發(fā)光。這種光為熒光，該發(fā)光材料為熒光材料。磷光材料(phosphorescent materials) 磷光材料是

57、一類發(fā)光材料。發(fā)磷光的材料含有雜質(zhì)，并在禁帶中建立施主能級(jí)。當(dāng)激發(fā)的電子從導(dǎo)帶跳回價(jià)帶時(shí)，首先跳到施主能級(jí)上并被捕獲。當(dāng)電子再?gòu)牟东@陷阱溢出返回價(jià)帶時(shí)，才會(huì)發(fā)光，因而延遲了發(fā)光的時(shí)間（圖3-2-25c)。通常人們把這種激發(fā)停止后一定時(shí)間內(nèi)能夠發(fā)光的材料稱為磷光材料。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(turning electron numbers over)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件, 即通過(guò)使高能級(jí)上的電子數(shù)多于低能級(jí)的電子數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)受激輻射幾率大于吸收幾率。光導(dǎo)纖維 （optical waveguide fibre）光以波導(dǎo)方式在其中傳輸?shù)墓鈱W(xué)介質(zhì)材料，簡(jiǎn)稱光纖。光導(dǎo)纖維由纖芯和包層兩部分組成。有兩種纖維

58、結(jié)構(gòu)可以形成波導(dǎo)傳輸,即階躍(折射率)型和梯度(折射率)型。階躍型光導(dǎo)纖維的纖芯與包層間折射率是階梯狀的,纖芯的折射率大于包層,入射光線在纖芯和包層間界面產(chǎn)生全反射,因此呈鋸齒狀曲折前進(jìn)。梯度型光導(dǎo)纖維的纖芯折射率從中心軸線開(kāi)始向著徑向逐漸減小。因此,入射光線進(jìn)入光纖后,偏離中心軸線的光將呈曲線路徑向中心集束傳輸,光束在梯度型光導(dǎo)纖維中傳播時(shí),形成周期性的會(huì)聚和發(fā)散,呈波浪式曲線前進(jìn)。故梯度型光導(dǎo)纖維又稱聚焦型光導(dǎo)纖維。全反射（total reflection）全反射是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且當(dāng)入射角大于臨界角時(shí),光被界面全部反射回原介質(zhì)不再進(jìn)入光疏介質(zhì)中的現(xiàn)象。光存儲(chǔ)材料(optical memory materials)光存儲(chǔ)材料是通過(guò)調(diào)制激光束，以光點(diǎn)的形式把信息編碼記錄在鍍膜介質(zhì)中的一類功能材料。根據(jù)存儲(chǔ)方式不同，光存儲(chǔ)材料可分為三種類型，只讀式，一次寫入多次讀出，可擦重寫方式。光電轉(zhuǎn)換材料（photoelectric conversion material）光電轉(zhuǎn)換材料是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電