【正文】 相圖的合金系有PbSn、AlSi、PbBi等，一些硝酸鹽也具有共晶相圖。FeC相圖(FeC phase diagram)FeC相圖是FeC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。珠光體(pearlite)本意是奧氏體從高溫緩慢冷卻時發(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。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形成間隙型固溶體。其結(jié)果是：Ｎ個孤立原子有Ｎ個相同的能級,在晶體中變成Ｎ個能量略有差別的不同等級，構(gòu)成能帶。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?；⒖硕?Hooke39。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?？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。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。的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗(yàn)力（～）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗(yàn)力，用測量的壓痕對角線長度計算的一種壓痕硬度值顯微硬度(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。形變強(qiáng)化(strain strengthening)從圖32的應(yīng)力－應(yīng)變曲線上可以看出，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。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或幾個相，這些相的存在使金屬的強(qiáng)度得到提高。再結(jié)晶溫度（recrystallization temperature）再結(jié)晶溫度是開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度。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。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3050℃，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。③調(diào)整材料的力學(xué)性能以滿足使用要求。控制軋制(controlled rolling)把金屬材料壓力加工和熱處理工藝相結(jié)合，同時利用形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的一種形變熱處理工藝。紫銅(red copper)紫銅即純銅。α+β型鈦合金（α+β titanium alloy）成分中含有較多的 β 穩(wěn)定劑，在室溫穩(wěn)定狀態(tài)由 α及β 相所組成的鈦合金為α+β型鈦合金。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。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。其中四方相向單斜相的相變伴隨有較大的體積變化～7％，這種相變體積變化是相變增韌的基礎(chǔ)。在單晶體中的原子排列非常整齊，幾乎沒有多晶材料中存在的各種缺陷，如雜質(zhì)、空穴和位錯等，因此從強(qiáng)度而言，晶須的強(qiáng)度接近理論極限。導(dǎo)電性（conductivity）導(dǎo)電性是評價材料所具有的傳導(dǎo)電流的性質(zhì)。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。為了表征這個關(guān)系，人們定義了遷移率的概念，物理薏義是在單位電場作用下載流子的運(yùn)動速度，這樣可得到 的關(guān)系，為載流子所帶電荷。P型半導(dǎo)體(Ptype 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)。材料表現(xiàn)超導(dǎo)性的條件實(shí)際有三個: ①超導(dǎo)體進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)時,其電阻率等于零。Hc與溫度的關(guān)系為Hc≈H0〔1(T/T c)2 〕,H0是T=0K時的臨界磁場強(qiáng)度。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。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。電子位移極化(也叫形變極化)(electronic polarization)在外電場作用下,原子外圍的電子云相對于原子核發(fā)生位移形成的極化叫電子位移極化,也叫形變極化。無外加電場時，這些極性分子的取向在各個方向的幾率是相等的，就介質(zhì)整體來看，偶極矩等于零。這種極化具有統(tǒng)計性質(zhì)，叫作松馳極化。介質(zhì)損耗(dielectric loss)將電介質(zhì)在電場作用下，單位時間消耗的電能叫介質(zhì)損耗。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。日本商品化AlN的熱傳導(dǎo)率已達(dá)260W/, 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)。這種反射為鏡反射。折射率還與入射光的頻率有關(guān)，隨頻率的減?。ɑ虿ㄩL的增加）而減小，這種性質(zhì)稱為折射率的色散。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)際大小并不一樣，因而反射光的方向也不一致，形成了漫反射。光子是最早發(fā)現(xiàn)的構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一。與界面法向形成入射角 和折射角(圖3217), 與 間關(guān)系與兩種材料的折射率有關(guān)。光透射（transmittance）光透射是指光對介質(zhì)的穿透現(xiàn)象。碳化硅的導(dǎo)熱性優(yōu)于氧化鋁，但燒結(jié)困難?？勺鳛榧呻娐坊宀牧稀ｋ娊橘|(zhì)的擊穿(breakdown of dielectric medium)電介質(zhì)只能在一定的電場強(qiáng)度以內(nèi)保持絕緣的特性。這種極化現(xiàn)象為偶極子取向極化。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。絕對介電常數(shù)、相對介電常數(shù)(ablolutedielectric constant、relativedielectric constant)電介質(zhì)在電場E中極化后產(chǎn)生的電場可用電感應(yīng)強(qiáng)度D 表征, 式中 為電介質(zhì)的絕對介電常數(shù), 為電介質(zhì)的相對介電常數(shù), 也是一個無量綱的數(shù),可見。絕緣體(insulator)絕緣性通常是指材料阻滯熱、電或聲通過的能力。超導(dǎo)體變?yōu)槌瑢?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。②外磁場可破壞超導(dǎo)態(tài)。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) 率(1～106西門子/厘米),故又稱為快離子導(dǎo)體。無摻雜的單質(zhì)半導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體。前者為電子電導(dǎo)，后者為離子電導(dǎo)。電導(dǎo)率（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。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，材料僅起能量傳遞的作用，材料的此種功能為一次功能。微裂紋增韌(microcrack toughening)分散于陶瓷基體內(nèi)的四方ZrO2相顆粒，在降溫過程或受力后相變，在裂紋尖端產(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。相變增韌不但存在于ZrO2陶瓷中，將ZrO2相顆粒加入其它陶瓷材料中也能產(chǎn)生相變增韌的效果。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。鈦鋁化合物為基的鈦合金是一種新型鈦合金。青銅(bronze)最早使用的青銅是CuSn合金，現(xiàn)在把除黃銅以外的銅合金都稱為青銅。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。人工時效（artifical aging）人工時效是在高于室溫以上，通過過飽和固溶體中可溶組分的脫溶，使合金強(qiáng)化的熱處理?；鼗鸬淖饔迷谟?①提高組織穩(wěn)定性,使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。鋼在高溫奧氏體化后淬火得到馬氏體。熱處理（heat treatment）熱處理是對固體金屬或合金進(jìn)行加熱、保溫和冷卻處理以便得到所需性質(zhì)的一種加工工藝。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)取向或簡稱織構(gòu)。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)度和塑性是同時提高的。壓痕的特征尺寸也很小,需要用讀數(shù)顯微鏡測出,故得名。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)定保持時間后卸除主試驗(yàn)力，用測量的殘余壓痕深度增量計算的一種壓痕硬度值。吸收能量愈大,韌性愈好。屈服強(qiáng)度（yield strength）屈服強(qiáng)度是試樣在拉伸過程中，開始產(chǎn)生塑性變形所須的應(yīng)力。塑性（plasticity）塑性是指材料斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。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。導(dǎo)帶（conduction band）金屬的價帶之上的最低能帶有大量電子,但沒有占滿所有的能帶,這些電子在電場作用下,可以在晶體中運(yùn)動,引起電流,因此這種能帶稱為導(dǎo)帶。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)動已不再局限在該原子附近,而是可以在整個晶體中運(yùn)動。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。鐵素體 α(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。包晶相圖(peritectic phase diagram)兩組元在液態(tài)無限固溶，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，PbAg就形成包晶相圖，陶瓷ZrO2CaO也形成包晶相圖。共晶組織為α相和β相的機(jī)械混合物，它們通常呈層片狀相間分布。兩單相區(qū)之間為雙相區(qū)。結(jié)晶時，都是從液相中結(jié)晶出單相固溶體。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)所對應(yīng)的成份。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。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),并以界面相互隔開的均勻組成部分稱之為“相”。如果讓晶體中的一部分在切應(yīng)力作用下滑移，如圖247所示，可以發(fā)現(xiàn)，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248所示，這些原子呈螺旋狀分布，稱這種位錯為螺型位錯。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)能吸收可見光而使該晶體著色，故稱這種能吸收可見光的晶體缺陷為色心。離子半徑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。配位數(shù)(CN——coordination number)對于簡單晶格，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)。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。硅酸鹽結(jié)構(gòu)(silicate structure)硅酸鹽結(jié)構(gòu)是一種共價晶體的結(jié)構(gòu)，硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元就是 四面體(圖233)，硅原子位于氧原子四面體間隙中，每個氧原子外層只有7個電子，為1價，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，SiOSi的結(jié)合鍵間鍵角接近145176。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,形成穩(wěn)定的以離子鍵結(jié)合的體系。后者主要指晶胞中有哪些原子、離子以及它們在晶胞中的分布位置等。晶胞(crystal cell)晶胞是晶體的基本結(jié)構(gòu)單位。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)。處于液晶態(tài)的物質(zhì)，其分子排列存在位置上的無序性，但在取向上仍有一維或二維的長程有序性，因此液晶又可稱為“位置無序晶體”或“取向有序液體”。準(zhǔn)周期性和非晶體學(xué)對稱性構(gòu)成了準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)的核心特征。晶體的一切性質(zhì)無不與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有三維周期性這個特征密切相關(guān),如晶體具有固定的熔點(diǎn)、各向異性、對稱性、能使X射線發(fā)生衍射。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)。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。但氫鍵H…Y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之間的庫侖斥力決定的。氫鍵(hydrogen bond)一個與電負(fù)性高的原子X共價結(jié)合的氫原子(XH)帶有部分正電荷,能再與另一個電負(fù)性高的原子(如Y)結(jié)合,形成一個聚集體XH…Y的化學(xué)結(jié)合作用。金屬鍵可看作高度離域的 共價鍵 ,但沒有飽和性和方向性。典型的共價鍵存在于同核雙原子分子中,由每個原子提供一個電子構(gòu)成成鍵電子對。離子鍵(ionic bond)離子鍵是通過異性電荷之間的吸引產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合作用，又稱電價鍵。根據(jù)熱化學(xué)數(shù)據(jù)和分子的鍵能,計算其他元素的相對電負(fù)性。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。組織、結(jié)構(gòu)(morphology、structure)組織結(jié)構(gòu)是表示材料微觀