材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)第三版-翻譯以及答案

UNIT1一、材料根深蒂固于我們生活的程度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)了我們的想象，交通、裝修、制衣、通信、娛樂(lè)（recreation）和食品生產(chǎn)，事實(shí)上（virtually），我們生活中的方方面面或多或少受到了材料的影響。歷史上，社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步和生產(chǎn)材料的能力以及操縱材料來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的需求密切（intimately）相關(guān)，事實(shí)上，早期的文明就是通過(guò)材料發(fā)展的能力來(lái)命名的（石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代）。二、早期的人類僅僅使用（access）了非常有限數(shù)量的材料，比如自然的石頭、木頭、粘土（clay）、獸皮等等。隨著時(shí)間的發(fā)展，通過(guò)使用技術(shù)來(lái)生產(chǎn)獲得的材料比自然的材料具有更加優(yōu)秀的性能。這些性材料包括了陶瓷（pottery）以及各種各樣的金屬，而且他們還發(fā)現(xiàn)通過(guò)添加其他物質(zhì)和改變加熱溫度可以改變材料的性能。此時(shí)，材料的應(yīng)用（utilization）完全就是一個(gè)選擇的過(guò)程，也就是說(shuō)，在一系列有限的材料中，根據(jù)材料的優(yōu)點(diǎn)來(lái)選擇最合適的材料，直到最近的時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家才理解了材料的基本結(jié)構(gòu)以及它們的性能的關(guān)系。在過(guò)去的100年間對(duì)這些知識(shí)的獲得，使對(duì)材料性質(zhì)的研究變得非常時(shí)髦起來(lái)。因此，為了滿足我們現(xiàn)代而且復(fù)雜的社會(huì)，成千上萬(wàn)具有不同性質(zhì)的材料被研發(fā)出來(lái)，包括了金屬、塑料、玻璃和纖維。三、由于很多新的技術(shù)的發(fā)展，使我們獲得了合適的材料并且使得我們的存在變得更為舒適。對(duì)一種材料性質(zhì)的理解的進(jìn)步往往是技術(shù)的發(fā)展的先兆，例如：如果沒(méi)有合適并且沒(méi)有不昂貴的鋼材，或者沒(méi)有其他可以替代（substitute）的東西，汽車就不可能被生產(chǎn)，在現(xiàn)代、復(fù)雜的（sophisticated）電子設(shè)備依賴于半導(dǎo)體（semiconducting）材料四、有時(shí)，將材料科學(xué)與工程劃分為材料科學(xué)和材料工程這兩個(gè)副學(xué)科（subdiscipline）是非常有用的，嚴(yán)格的來(lái)說(shuō)，材料科學(xué)是研究材料的性能以及結(jié)構(gòu)的關(guān)系，與此相反，材料工程則是基于材料結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，來(lái)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有預(yù)定性能的材料，基于預(yù)期的性能。材料科學(xué)家發(fā)展或者合成（synthesize）新的材料，然而材料工程師則是生產(chǎn)新產(chǎn)品或者運(yùn)用現(xiàn)有的材料來(lái)發(fā)展生產(chǎn)材料的技術(shù)，絕大部分材料學(xué)的畢業(yè)生被同時(shí)訓(xùn)練成為材料科學(xué)家以及材料工程師。五、structure”一詞是個(gè)模糊（nebulous）的術(shù)語(yǔ)值得解釋。簡(jiǎn)單地說(shuō)，材料的結(jié)構(gòu)通常與其內(nèi)在成分的排列有關(guān)。原子（subatomic）內(nèi)的結(jié)構(gòu)包括介于單個(gè)原子間的電子和原子核的相互作用。在原子水平上，結(jié)構(gòu)包括（emcompasses）原子或分子與其他相關(guān)的原子或分子的組織。在更大的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域（realm）上，其包括大的原子團(tuán)，這些原子團(tuán)通常聚集（agglomerate）在一起，稱為“微觀”結(jié)構(gòu)，意思是可以使用某種顯微鏡直接觀察得到的結(jié)構(gòu)。最后，結(jié)構(gòu)單元可以通過(guò)肉眼看到的稱為宏觀結(jié)構(gòu)。六、“Property”一詞的概念值得詳細(xì)（elaborate）闡述。在使用中，所有材料對(duì)外部的刺激（stimuli）都表現(xiàn)（evoke）出某種反應(yīng)。比如，材料受到力作用會(huì)引起形變，或者拋光金屬表面會(huì)反射光。材料的特征取決于其對(duì)外部刺激的反應(yīng)程度（magnitude）。通常，材料的性質(zhì)與其形狀及大小無(wú)關(guān)。七、實(shí)際上，所有固體材料的重要性質(zhì)可以概括分為六類：機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)（optical）和腐蝕性（deteriorative）。對(duì)于每一種性質(zhì)，其都有一種對(duì)特定刺激（stimulus）引起反應(yīng)的能力。如機(jī)械性能與施加壓力引起的形變有關(guān)，包括彈性、強(qiáng)度和韌性。對(duì)于電性能，如電導(dǎo)性（conductivity）和介電（dielectric）系數(shù)，特定的刺激物（stimulus）是電場(chǎng)。固體的熱學(xué)行為則可用熱容和熱導(dǎo)率來(lái)表示。磁學(xué)性質(zhì)表示一種材料對(duì)施加的電場(chǎng)的感應(yīng)能力。對(duì)于光學(xué)性質(zhì)（optical），刺激物（stimulus）是電磁或光照。用折射（refraction）和反射（reflectivity）來(lái)表示光學(xué)性質(zhì)。最后，腐蝕（deteriorative）性質(zhì)表示材料的化學(xué)反應(yīng)能力。八、除了結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，材料科學(xué)和工程還有其他兩個(gè)重要的組成部分，即加工（processing）和性能。如果考慮這四個(gè)要素的關(guān)系，材料的結(jié)構(gòu)取決于其如何加工。另外，材料的性能是其性質(zhì)的功能。因此，材料的加工、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能的關(guān)系可以用以下線性關(guān)系來(lái)表示：加工——結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——性能。九、為什么研究材料科學(xué)與工程？許多應(yīng)用科學(xué)家或工程師，不管他們是機(jī)械的、民事的、化學(xué)的或電子的領(lǐng)域的，都將在某個(gè)時(shí)候面臨材料的設(shè)計(jì)問(wèn)題。如用具的運(yùn)輸、建筑的超級(jí)結(jié)構(gòu)、油的精煉成分、或集成電路（circuit）芯片（chip）。當(dāng)然，材料科學(xué)家和工程師是從事材料研究和設(shè)計(jì)的專家。十、很多時(shí)候，材料的問(wèn)題就是從上千個(gè)材料中選擇出一個(gè)合適的材料。對(duì)材料的最終選擇有幾個(gè)原則（criteria）。首先，對(duì)這些具有所需性能的材料的選擇，現(xiàn)場(chǎng)工作條件必須進(jìn)行表征。只有在少數(shù)情況下材料才具有最優(yōu)或理想的綜合性質(zhì)。因此，有必要對(duì)材料的性質(zhì)進(jìn)行平衡。典型的例子是當(dāng)考慮材料的強(qiáng)度和延展性時(shí)，而通常材料具有高強(qiáng)度但卻具有低的延展性。這時(shí)對(duì)這兩種性質(zhì)進(jìn)行折中考慮（compromise）很有必要。十一、其次，選擇的原則是要考慮材料的性質(zhì)在使用中的磨損（deterioration）問(wèn)題。如材料的機(jī)械性能在高溫或腐蝕環(huán)境中會(huì)下降。十二、最后，也許是最重要（overriding）的原則是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。最終產(chǎn)品的成本是多少？一種材料的可以有多種理想的優(yōu)越性質(zhì)，但不能太昂貴。這里對(duì)材料的價(jià)格進(jìn)行折中（compromise）選擇也是可以的。產(chǎn)品的成本還包括組裝中的費(fèi)用。十三、工程師與科學(xué)家越熟悉材料的各種性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能之間的關(guān)系以及材料的加工技術(shù)，根據(jù)以上的幾個(gè)原則，他或她對(duì)材料的明智（judicial）選擇將越來(lái)越熟練（proficient）和精確。翻譯：1：材料科學(xué)2：石器時(shí)代3：裸眼4：青銅時(shí)代5：彈性系數(shù)6：硬度和韌性7：光學(xué)性質(zhì)8：集成電路9：機(jī)械強(qiáng)度10：熱導(dǎo)性1材料科學(xué)是研究材料的性能以及結(jié)構(gòu)的關(guān)系，與此相反，材料工程則是基于材料結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，來(lái)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有預(yù)定性能的材料2實(shí)際上，所有固體材料的重要性質(zhì)可以概括分為六類：機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和腐蝕性3除了結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，材料科學(xué)和工程還有其他兩個(gè)重要的組成部分，即加工和性能4工程師與科學(xué)家越熟悉材料的各種性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能之間的關(guān)系以及材料的加工技術(shù)，根據(jù)以上的幾個(gè)原則，他或她對(duì)材料的明智（judicial）選擇將越來(lái)越熟練（proficient）和精確。5只有在少數(shù)情況下材料才具有最優(yōu)或理想的綜合性質(zhì)。因此，有必要對(duì)材料的性質(zhì)進(jìn)行平衡交叉學(xué)科interdiscipline力學(xué)性質(zhì)mechanicalproperty介電常數(shù)dielectricconstant電磁輻射electro-magneticradiation固體性質(zhì)solidmaterials材料加工processingofmaterials熱容heatcapacity彈性模量（模數(shù)）elasticcoefficient1.直到最近，科學(xué)家才終于了解材料的結(jié)構(gòu)要素與其特性之間的關(guān)系。Itwasnotuntilrelativelyrecenttimesthatscientistscametounderstandtherelationshipbetweenthestructuralelementsofmaterialsandtheirproperties.2.材料工程學(xué)主要解決材料的制造問(wèn)題和材料的應(yīng)用問(wèn)題。Materialengineeringmainlytosolvetheproblemandcreatematerialapplication.3.材料的加工過(guò)程不但決定了材料的結(jié)構(gòu)，同時(shí)決定了材料的特征和性能。Materialsprocessingprocessisnotonlytodecidedstructureanddecidedthatthematerialcharacteristicandperformance.4.材料的力學(xué)性能與其所受外力或負(fù)荷而導(dǎo)致的形變有關(guān)。MaterialmechanicalpropertiesrelateddeformationtotheappliedloadorforceUNIT2材料的分類一、固體材料可以被很容易的分成三個(gè)范疇：金屬、陶瓷以及聚合物，這個(gè)分類是基于原子結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成，大多數(shù)材料落入了截然不同的分組，另外的有些復(fù)合材料是由兩種或多種以上的材料結(jié)合而成，另外一類（category）先進(jìn)材料——那些用于高科技領(lǐng)域，比如半導(dǎo)體（semiconductor）材料，智能材料，以及納米工程（nanoengineered）材料。二、金屬材料由一種或多種金屬元素構(gòu)成（比如鐵、鋁、銅（copper）、鈦、金和鎳）通常還含有一些少量的非金屬成分（例如碳、氮、氧，）金屬以及它們的合金中的原子排列非常有規(guī)律，對(duì)比陶瓷（ceramic）和高聚物（polymer）具有非常稠密的結(jié)構(gòu)，對(duì)于機(jī)械性能，這些材料非常堅(jiān)硬和強(qiáng)壯，并且具有易延展性（ductile）【能夠承受強(qiáng)大的變形但不破裂】，并且有很強(qiáng)抵制破壞的能力，這解釋（accountfor）了它們?yōu)楹文軌驈V泛運(yùn)用于結(jié)構(gòu)，金屬材料中含有大量游離的電子，即不屬于特定的原子，金屬和很多性質(zhì)源于這些電子，例如金屬具有優(yōu)良的電導(dǎo)和熱導(dǎo)性能，不能透射可見(jiàn)光，拋光金屬表面具有可見(jiàn)的光澤（lustrous），另外，有的金屬（例如FeCo和Ni）具有令人滿意的磁力性能。三、陶瓷由金屬和非金屬成分所構(gòu)成，最常見(jiàn)的是氧、氮、和碳，例如有些普通的陶瓷材料：氧化鋁，二氧化硅、碳化硅、氮化硅，那些被認(rèn)為是傳統(tǒng)陶瓷—