【正文】 關(guān)系的知識及這些知識的應(yīng)用，是一門應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)。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。使用性能(performance)材料在具體的使用條件和環(huán)境下所表現(xiàn)出來的行為 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標(biāo)度為電負(fù)性，又稱負(fù)電性。②RS密立根從電離勢和電子親合能計算的絕對電負(fù)性。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,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)離子通過庫侖作用相互吸引。這對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原子的核心部分而把它們結(jié)合起來。金屬鍵的顯著特征是成鍵電子可在整個聚集體中流動,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。X、Y原子的電負(fù)性越大、半徑越小, 則形成的氫鍵越強。氫鍵的鍵能比較小,通常只有17～25千焦/摩爾。在紅外光譜中氫鍵XH…Y的形成使XH的特征振動頻率變小并伴有帶的加寬和強度的增加。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)無機(jī)化合物和一些有機(jī)化合物,甚至植物纖維都是晶體。固體物質(zhì)是否為晶體,一般用X射線衍射法予以鑒定。非晶（amorphism）與晶體不同，非晶體原子排列是短程有序、長程無序，固體的性能是各向同性的。液晶材料都是有機(jī)化合物，有小分子也有高分子，其數(shù)量已近萬種，通常將其分為二大類，熱致液晶和溶致液晶。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，簡稱基元。反映晶體結(jié)構(gòu)三維周期性的晶格將晶體劃分為一個個彼此互相并置而等同的平行六面體,即為晶胞。面心立方結(jié)構(gòu)（fcc——facecenteredcubic），體心立方結(jié)構(gòu)（bcc——bodycenteredcubic）和密排六方結(jié)構(gòu)（hcp——hexagonal closepacked）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227），體心立方結(jié)構(gòu)（bcc）（圖228）和密排六方結(jié)構(gòu)（hcp）（圖229），皆屬于立方結(jié)構(gòu)晶系。離子鍵的特征是作用力強,而且隨距離的增大減弱較慢。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；也可以通過其頂點互相連接；除可以連成骨架狀外，還可以連成鏈狀和層狀（圖234）。周期性(periodicity)對空間點陣，可以看成是由幾何點沿空間三個不共面的方向各按一定距離無限重復(fù)地平移構(gòu)成（圖220），每個方向的一定平移距離稱為該點陣在該方向的周期，故周期性也可以稱之為平移對稱性。若以一個晶胞來計算，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為單個原子的體積，V為晶胞體積，n為一個晶胞中的原子數(shù)。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，與某一個正離子成配位關(guān)系而且相鄰的各個負(fù)離子中心線所構(gòu)成的多面體。刃位錯、螺位錯(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陣結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變的線型缺陷軌道稱為位錯線,簡稱位錯(dislocation)。晶界（grain boundary）不同取向的晶粒之間的界面。相可以是單質(zhì)，也可以是化合物。凝聚體系的相圖多數(shù)是恒壓下的溫度組分關(guān)系圖。如圖258所示，現(xiàn)在我們考慮成份為 C%(wt)的A合金在t1溫度下液、固二相的相對含量。我們把從液相結(jié)晶出單相固溶體的結(jié)晶過程稱為勻晶轉(zhuǎn)變。另外還都有一條水平線，如PbSn相圖上MEN，這表示在水平線所對應(yīng)的這個特定溫度下有三相共存。共晶相圖（eutectic phase diagram）兩組元在液態(tài)無限互溶，固態(tài)有限互溶或完全不互溶，冷卻過程中發(fā)生共晶反應(yīng)的相圖為共晶相圖。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。奧氏體 γ（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。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))而形成的單一、均勻的晶態(tài)固體。這種情況稱為電子運動的共有化。價帶（valence band）一系列能帶中，能量最高的滿帶被稱為價帶。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。延伸率(percentage of elongation)延伸率指的是試樣拉斷后標(biāo)距的伸長和原始標(biāo)距的百分比。通常用標(biāo)距部分殘余伸長達(dá)到原標(biāo)距長度的規(guī)定數(shù)值時之力除以原橫截面積所得的應(yīng)力來表示，%。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外界作用的一種抵抗能力。維式硬度（Vickers hardness）將相對面夾角為136176。固溶強化(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），將顯著提高屈服強度，此即為固溶強化。這種強化工藝稱為晶界強化。再結(jié)晶（recrystallization）金屬塑性變形后，被拉長了的晶粒重新生核、結(jié)晶，變?yōu)榈容S晶粒這種現(xiàn)象稱為再結(jié)晶。其原理是利用擴(kuò)散、晶核化、沉積和晶體增長等現(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)。貝氏體（bainite）貝氏體是在奧氏體化后被過冷到珠光體轉(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。②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。自然時效（natural aging）自然時效是在室溫下，通過過飽和固溶體中可溶組分自發(fā)的脫溶，使合金強化的處理。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領(lǐng)域。α型鈦合金(αtitanium alloy)成分中含有β相穩(wěn)定元素，在室溫穩(wěn)定狀態(tài)基本為β 相的鈦合金為β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。相變增韌(phase transformation toughening)相變增韌是一種有效的增強、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、增韌的效果，這統(tǒng)稱為相變增韌。ZrO2相變增韌(zirconium oxide phase transfotmation toughening)ZrO2存在三種晶型，立方、四方、單斜。表面增韌(surface toughening)分散于陶瓷基體表面的四方ZrO2相顆粒，由于在一個面上沒有受到約束，相對于基體內(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、增韌的效果晶須（whisker）晶須是一種直徑為零點幾至幾個微米的針狀單晶體纖維材料。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，材料起能量轉(zhuǎn)換作用，材料的此種功能為二次功能。載流子(carrier)簡單地說, 材料能導(dǎo)電是由于在電場作用下材料中產(chǎn)生了電荷的定向運動,而電荷的運動是通過一定的微觀粒子來實現(xiàn)的。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)該與載流子的運動速度 有關(guān)。n型半導(dǎo)體(ntype 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)。本征半導(dǎo)體(intrinsic semiconductor)具有禁帶寬度小于2ev能帶結(jié)構(gòu)的材料為半導(dǎo)體。也可以是正、負(fù)離子或空位。電阻率（electric resistivity）電阻率是單位橫截面積、單位長度的物質(zhì)的電阻值，表征材料對電流的阻礙能力的物理量。功能材料（functional materials）功能材料是與結(jié)構(gòu)材料相對應(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。應(yīng)力誘導(dǎo)相變增韌(stressinduced 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，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)力場強度，達(dá)到增強、增韌的目的。ZrO2相變增韌又分為應(yīng)力誘導(dǎo)相變增韌、微裂紋增韌和表面壓應(yīng)力三種。陶瓷雖然抗壓強度相當(dāng)高，但抗拉強度卻很小，是一種脆性材料。鈦鋁化合物為基的鈦合金(TiAl intermetallic pound)鈦鋁化合物是指Ti3Al,TiAl,TiAl3這些金屬間化合物。黃銅(brass)黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金。鋁鋰合金(AlLi alloy)鋁鋰合金是一種新型鋁合金材料,具有較高的強度和彈性模量,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8～16%。時效（ageing）時效是指合金經(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?；鼗穑╰empering）回火指將經(jīng)過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度的適當(dāng)溫度,保溫一段時間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處理。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。對純金屬，式中Tm為金屬的熔點。擇優(yōu)取向（preferred orientation）在一般多晶體中,每個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。形變強化是金屬強化的 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。測量方法與維氏硬度基本相同,但載荷很小,以克力計數(shù)。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)的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用測量的表面壓痕直徑計算的一種壓痕硬度值。韌性（toughness）韌性是材料在外力作用下,在塑性形變過程中吸收能量的能力。強度（strength）強度是材料或物件經(jīng)得起變形的能力。s law)當(dāng)材料發(fā)生彈性變形的時候，應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，即σ＝Eε，這就是著名的虎克定律，E為楊氏模量，σ為應(yīng)力，既單位面積所受的力，ε為應(yīng)變，既單位長度的伸長。禁帶往往表示價帶和最低導(dǎo)帶之間的能量間隔?？諑?vacancy band)沒有被電子或空穴填充的能帶。能帶（energy band）能帶是描述晶體中電子能量狀態(tài)的一個物理概念。廣義則包括過冷奧氏體發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變所形成的層狀復(fù)相物。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)械混合物。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)物是單相固溶體。這說明，相當(dāng)于E點成份的液相在冷卻至三相共存線的溫度時，會同時結(jié)晶出成份為M的α相和成份為N的β相，這種反應(yīng)可以寫成如下形式：這種由某一成份液相在恒溫下同時結(jié)晶出二個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點的合金為共晶合金。共晶反應(yīng)（eutectic reaction）在共晶相圖上有單相區(qū)。勻晶相圖(somorphous)這種相圖的特點是兩組元不但在液態(tài)無限互溶，而且在固態(tài)也無限互溶。首先要確定各單相的成份。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(phase)相是指系統(tǒng)中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻的部分。圖247是刃型位錯模型，可以看到，與完整晶格相比，它多了一個半原子面，而且這個半原子面象個“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。間隙原子(interstice)脫位原子有可能擠入格點的間隙位置，形成間隙原子。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 鍵長這一原理為基礎(chǔ),從大量X射線晶體結(jié)構(gòu)分析實測鍵長值中推引出離子半徑。對稱性(symmetry)晶體的對稱性是指晶體經(jīng)過某種幾何變換（平移、旋轉(zhuǎn)等操作）仍能恢復(fù)原狀的特性。離子晶體結(jié)構(gòu)(ion crystal structure)離子晶體是由正負(fù)離子通過離子鍵，按一定方式堆積起來而形成的，也就是說，離子晶體的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。以離子鍵結(jié)合的體系傾向于形成晶體,以便在一個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,使每個鈉(或氯)離子周圍的離子鍵從1個變?yōu)?個。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,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)離子通過庫侖作用相互吸引。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a、b、c和夾角α、β、γ的大小, 以及與晶胞對應(yīng)的空間點陣型式,即屬于簡單格子P還是帶心格子I、F或C等。因此，可以說晶體的結(jié)構(gòu)是由組成晶體的基元加上空間點陣來決定的。熱致液晶又有許多類型，主要有向列型、近晶型和膽甾型。在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，它既具有液體的易流動性，又具有晶體的雙折射等各向異性的特征。準(zhǔn)晶（Quasicrystal）準(zhǔn)晶是同時具有長程