【正文】 子又返回到價帶時發(fā)出的光子頻率在可見光范圍內(nèi)，所以材料發(fā)光。如果在激發(fā)除去之后的 內(nèi)，電子跳回價帶時，同時發(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。當(dāng)激發(fā)的電子從導(dǎo)帶跳回價帶時，首先跳到施主能級上并被捕獲。當(dāng)電子再從捕獲陷阱溢出返回價帶時，才會發(fā)光，因而延遲了發(fā)光的時間（圖3225c)。通常人們把這種激發(fā)停止后一定時間內(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, 即通過使高能級上的電子數(shù)多于低能級的電子數(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，簡稱光纖。光導(dǎo)纖維由纖芯和包層兩部分組成。有兩種纖維結(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,形成周期性的會聚和發(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,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。光存儲材料(optical memory materials)光存儲材料是通過調(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)存儲方式不同，光存儲材料可分為三種類型，①只讀式，②一次寫入多次讀出，③可擦重寫方式。光電轉(zhuǎn)換材料（photoelectric conversion material）光電轉(zhuǎn)換材料是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的一類材料。主要用于制作太陽能電池。磁感應(yīng)強(qiáng)度（magnetic intensity）任何物質(zhì)在外磁場作用下，除了外磁場外，由于物質(zhì)內(nèi)部原子磁矩的有序排列，還要產(chǎn)生一個附加磁場。在物質(zhì)內(nèi)部，外磁場和附加磁場的總和稱之為磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量,常用符號B表示。在國際單位制(SI)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉,簡稱特(T)。介質(zhì)磁導(dǎo)率（magnetic permeability）磁導(dǎo)率是描述磁介質(zhì)磁性的物理量之一。常用符號μ表示,等于磁介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場強(qiáng)度H之比。相對磁導(dǎo)率(relative magnetic permeability)相對磁導(dǎo)率是描述磁介質(zhì)磁性的物理量之一，其定義為磁導(dǎo)率μ與真空磁導(dǎo)率μ0 之比。磁化強(qiáng)度（magnatization）描述磁介質(zhì)磁化狀態(tài)的物理量，常用符號M表示。定義為單位體積內(nèi)分子 磁矩 m的矢量和。在國際單位制(SI)中,磁化強(qiáng)度M的單位是安培/米(A/m)。磁化率（magnetic susceptibility）表征磁介質(zhì)屬性的 物理量。常用符號χm 表示,等于磁化強(qiáng)度M與磁場強(qiáng)度H之比,即 M= χm H抗磁性(diamagnetism)根據(jù)磁化強(qiáng)度的大小、正負(fù)，可將磁性分為抗磁性、順磁性、鐵磁性和反鐵磁性四類(圖3232)。當(dāng)磁化強(qiáng)度為負(fù)值時，物質(zhì)表現(xiàn)出抗磁性?？勾判砸话爿^弱，磁化率 為負(fù)值，在量級。金屬 等具有這種性質(zhì)。周期表中前18種元素的單質(zhì)表現(xiàn)為抗磁性,而且這些元素構(gòu)成了陶瓷材料中幾乎所有的陰離子,故陶瓷材料的大多數(shù)原子是抗磁性的。順磁性(paramagnetism)當(dāng)磁化強(qiáng)度與外磁場方向一致，為正值且與磁場強(qiáng)度成正比時，物質(zhì)為順磁性。順磁性的大小還與溫度有關(guān)，溫度越高，順磁磁化率越小。順磁物質(zhì)的磁化率一般也很小，室溫下約。一般含有奇數(shù)個電子的原子或分子，電子未填滿殼層的原子或離子如過渡族單質(zhì)、稀土、錒系及鋁、鉑等金屬都屬于順磁物。鐵磁性(ferromagnetism)對于鐵、鈷、鎳這幾種金屬，磁化率均為正，且可達(dá) 量級,屬于強(qiáng)磁性物質(zhì),這種磁性稱為鐵磁性。鐵磁體的鐵磁性只在某一溫度以下才表現(xiàn)出來，超過這一溫度，鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)順磁性。這個溫度稱之為居里點(diǎn)。反鐵磁性(antiferromagnetism)反鐵磁性物質(zhì)磁性特征是磁化率幾乎為零。這種現(xiàn)象的存在與溫度有關(guān)，只在某個溫度以下存在，這個溫度稱為尼爾點(diǎn)。磁滯回線（hysteresis loop）磁滯回線是顯示磁滯現(xiàn)象的閉合磁化曲線。剩磁（residual magnetism）剩磁是移去外加磁場，仍保留在試件中的磁性。矯頑力（coercive field）鐵磁體磁化到飽和后，使他的磁化強(qiáng)度或磁感應(yīng)強(qiáng)度降低到零所需要的反向磁場稱為矯頑力。磁致伸縮(magnetostriction)當(dāng)鐵磁體磁化狀態(tài)改變時，磁體的尺寸及形狀會變化，這種現(xiàn)象叫磁致伸縮。定義沿磁化方向單位長度發(fā)生的變化為磁致伸縮系數(shù)，磁化強(qiáng)度飽和時的磁致伸縮系數(shù) 是材料常數(shù)。磁矩（magnetic moment）描述載流線圈或微觀粒子磁性的物理量。平面載流線圈的磁矩定義為 式中i為電流強(qiáng)度；S為線圈面積；n為與電流方向成右手螺旋關(guān)系的單位矢量。交換作用(exchange effect)交換作用是指處于不同原子的、未被填滿殼層上的電子之間發(fā)生的特殊相互作用。由這種交換作用所產(chǎn)生的交換能J與晶格的原子間距有密切關(guān)系(圖3236)。當(dāng)原子間距離很大時，J接近于零,隨著距離的減小,相互作用增加。當(dāng)原子間距a與未被填滿的電子殼層的直徑D之比大于3時,交換能為正值,材料呈現(xiàn)鐵磁性；當(dāng) 時,交換能為負(fù)值,材料呈現(xiàn)反鐵磁性 磁疇(domains)磁疇是磁矩方向一致的小區(qū)域，含有 個原子,體積約。磁疇的形成是由于近鄰原子間的交換作用。自發(fā)磁化(spontaneous magnetization)鐵磁體內(nèi)部自發(fā)地形成了磁化到飽和的小區(qū)域－磁疇。鐵磁體的這種作用不是依賴外磁場的作用，因此稱為自發(fā)磁化。自發(fā)磁化是鐵磁物質(zhì)的一個基本特性，是其與順磁物質(zhì)的區(qū)別所在。軟磁材料(soft magnet materials)軟磁材料是具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。軟磁材料易于磁化,也易于退磁,廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中。應(yīng)用最多的軟磁材料是鐵硅合金(硅鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等。硬磁材料(permanent magnetic material)硬磁材料也稱為永磁材料，具有寬磁滯回線、高矯頑力、高剩磁,一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。磁記錄材料(magnetic recording materials)磁記錄材料是主要被用于磁記錄的一類材料，其原理是利用磁頭氣隙中隨信息變化的磁場將磁記錄介質(zhì)磁化，即將隨時間變化的信息磁場轉(zhuǎn)變?yōu)榇庞涗浗橘|(zhì)按空間變化的磁化強(qiáng)度分布，經(jīng)過相反的過程，可將記錄的信息經(jīng)磁頭重放出來（圖？3243）。磁記錄材料是作為硬磁材料來應(yīng)用的,但它與傳統(tǒng)硬磁材料不同,它往往不是以塊狀形態(tài)使用。鐵氧體(ferrites)鐵氧體是含鐵酸鹽的陶瓷磁性材料，按材料結(jié)構(gòu)分，鐵氧體有尖晶石型、石榴石型、磁鉛石型、鈣鈦礦型、鈦鐵礦型和鎢青銅型等六種。亞鐵磁性(ferrimagnetism)鐵氧體磁性與鐵磁性相同之處在于有自發(fā)磁化和磁疇，因此有時也被統(tǒng)稱為鐵磁性物質(zhì)。但其也有與鐵磁物質(zhì)不同之處，表現(xiàn)在鐵氧體一般都是多種金屬氧化物復(fù)合而成，因此鐵氧體中有兩種取向不同的磁矩，它們方向相反，大小不等，兩種磁矩之差就產(chǎn)生了自發(fā)磁化現(xiàn)象，所以嚴(yán)格地說，鐵氧體磁性稱為亞鐵磁性。材料工藝(material technics)制造材料本身，以及把材料制造成為人類所能利用的產(chǎn)品的過程，都必須通過一定的工藝才能實(shí)現(xiàn)，這一系列工藝稱為材料工藝。材料工藝包含兩個方面的內(nèi)容，一是材料的生產(chǎn)工藝，一是材料的加工工藝。材料生產(chǎn)工藝(material production technics)材料的生產(chǎn)工藝就是把天然原料（包括初級人造原料）經(jīng)過物理和化學(xué)變化而變成工程上有用的原材料的工藝技術(shù)，如鋼鐵廠冶煉生產(chǎn)鋼材、化工廠合成塑料顆粒的過程。材料加工工藝(material process technics)材料的加工就是把材料制備成具有一定形狀尺寸和性能的制品的過程。主要指材料的成形加工、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的控制以及表面處理等，如制罐廠把薄金屬帶制造成易拉罐、塑料廠生產(chǎn)出塑料制品的過程。工藝性能(process properties)通常指材料可被加工的能力，也稱加工性能。根據(jù)特定的制造方法要求，材料的加工性能包括可焊接性、可鑄造性、可切削性、可成型性和可變形性等等。它是材料能否大量工業(yè)應(yīng)用的一個重要因素。冶 金(metallurgy)金屬材料一般從礦石中提取，往往涉及到冶煉過程，因此金屬材料的生產(chǎn)通稱為冶金。根據(jù)工藝特點(diǎn)的不同可分為：火法冶金、濕法冶金、電冶金以及粉末冶金等?；鸱ㄒ苯?fire metallurgy)火法冶金是指利用高溫（超過金屬熔點(diǎn)溫度）從礦物中提取金屬或其他化合物的方法，典型的例子是鋼鐵材料的冶煉。濕法冶金(wet metallurgy)利用溶劑，借助于氧化、還原、中和、水解、絡(luò)合等化學(xué)作用，對原料中金屬進(jìn)行提取和分離，得到金屬或其化合物的過程，稱為濕法冶金。其優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境污染少，并且能提煉低品位的礦石，但成本較高。主要用于生產(chǎn)鋅、氧化鋁、氧化鈾及一些稀有金屬。電冶金(electricity metallurgy)電冶金是指應(yīng)用電能從礦石或其它原料中提取、回收、精煉金屬的冶金過程，一般僅指電解（電化學(xué)）冶金，包括水溶液電解和熔鹽電解冶金。電冶金通常用于獲得高純度金屬，如高純鋁、鎂、鈉等金屬的生產(chǎn)。粉末冶金(powder metallurgy)把原料粉末在固態(tài)條件下壓制成型，通過加熱燒結(jié)的方式得到制品的過程稱粉末冶金。與陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝非常相近。多用于制造切削用的硬質(zhì)合金（碳化鎢、碳化鈦等難熔碳化物的混合物）刀頭，鎢、鈮、鉭、鈦等高熔點(diǎn)致密合金零件等。陶瓷生產(chǎn)工藝(ceramic production technics)陶瓷生產(chǎn)工藝就是以相圖和高溫物理化學(xué)為理論基礎(chǔ)的礦物合成工藝。主要步驟為：配料、壓制成型、坯塊燒結(jié)和后處理。陶瓷制品的生產(chǎn)工藝和加工工藝是通常是合二為一的，燒結(jié)成型之后除了磨削和拋光以外，幾乎不進(jìn)行任何加工，因此陶瓷的生產(chǎn)工藝直接影響到制品的性能。陶瓷成型(ceramic forming)陶瓷成型就是把準(zhǔn)備好的原材料加工成一定形狀和尺寸的半成品的過程。根據(jù)坯料（可塑泥料、粉料、漿料）的不同，成型的方法主要有以下幾種：濕塑成型、注漿成型、干壓成型、注射成型、熱壓成型等。陶瓷燒結(jié)(ceramic sinter)將干燥好的坯體放到窯或爐內(nèi)加熱到高溫，通過一系列物理化學(xué)變化，成瓷并獲得所要求的性能的過程就是燒結(jié)。日用瓷的燒結(jié)溫度一般在12501450 ℃燒結(jié)。在燒結(jié)過程中會發(fā)生膨脹、氣體產(chǎn)生、收縮、液相出現(xiàn)、晶相的長大和轉(zhuǎn)變等變化，隨著這些變化，氣孔率降低，體積密度增大，坯體轉(zhuǎn)變成具有一定尺寸形狀和強(qiáng)度的制品。玻璃成型(glass forming)熔融的玻璃在固化時，沒有明顯的凝固點(diǎn)，也沒有體積的突變，材料的粘度連續(xù)變化，在液態(tài)流動性很好，可以進(jìn)行吹制成型，也可以象金屬一樣進(jìn)行鑄造、軋制、拉絲和擠壓。單晶制備(single crystal making)單晶材料的制備關(guān)鍵使是避免多余晶核的形成，保證唯一晶核的長大，因此，要求材料純度高，凝固過程過冷度低。目前單晶制備已發(fā)展成為一種重要的專門技術(shù)。按照單晶材料原子的來源，可以分為液相法、氣相法和固相法，其中液相法應(yīng)用較多，如單晶硅的制備。鑄 造(casting)鑄造是將金屬材料由液態(tài)直接凝固成型的一種通用方法，即將熔融金屬澆注到型腔內(nèi)，凝固后得到一定形狀的鑄件。成本低廉，能大批制造出內(nèi)腔形狀復(fù)雜的零件，但鑄件的機(jī)械性能較差。壓力加工(pressure process)對固態(tài)金屬施加外力，通過塑性變形得到一定形狀尺寸和性能的制品的過程就是壓力加工。根據(jù)加工方式的不同，壓力加工可分為鍛造、軋制、擠壓、拉拔、沖壓等過程。壓力加工的一個重要特點(diǎn)是可改善金屬材料的機(jī)械性能，可以提高材料的強(qiáng)度和韌性。根據(jù)加工溫度的不同，通常分為熱加工和冷加工。熱加工(thermoprocess)熱加工是指在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的加工過程（（以絕對溫度表示），如純鐵為450℃）。鍛造和熱軋就是典型的熱加工。熱加工可以改善材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)是表面的氧化不可避免，影響表面質(zhì)量，同時尺寸精度也較低，常常用于成形毛坯。冷加工(cold work)冷加工是指低于再結(jié)晶溫度下進(jìn)行的加工過程。由于溫度較低，冷加工過程不能產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶現(xiàn)象。冷加工過程中工件將不斷受到加工硬化，使工件成形同時也得到強(qiáng)化。冷加工可以獲得較精密的尺寸和良好的表面質(zhì)量，多用于加工比較薄的產(chǎn)品。焊接(weld)焊接是使兩個分離的固態(tài)物質(zhì)借助于原子間結(jié)合力而連接在一起的連接方法，通過壓結(jié)、熔合、擴(kuò)散、合金化、再結(jié)晶等現(xiàn)象，而使金屬零件永久地結(jié)合。焊接是一種高速高效的連接方法，廣泛地用于制造橋梁、船舶、車輛、壓力容器、建筑物等大型工程結(jié)構(gòu)。焊接過程對材料的影響很大，是一個很重要的工藝過程。包括電弧焊、氣焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊、壓力焊和釬焊等等。切削加工(cutting process)切削加工是指利用各種刀具，單純改變零件的外形和尺寸的物理加工過程。切削加工一般不引起材料內(nèi)部組織和性能的變化（少量的加工硬化除外），可提高零件尺寸精度和表面光潔度，或者獲得其它手段不易得到的特殊的形狀。金屬的切削加工可分為車、銑、刨、鉆和磨五種基本的方法。切削過程生產(chǎn)效率較低，成本較高。注射成型（注塑）(inject forming)利用注塑機(jī)將熔化的塑料快速注入閉合的模具內(nèi)，使之冷卻固化，開模得到定型的塑料制品的方法。注塑過程包括加料、塑化、注射、冷卻和脫模等工序。擠出成型（擠塑）(pressing forming)）利用擠出機(jī)，借助柱塞或螺桿的擠壓作用，使受熱熔化的塑料連續(xù)通過口模成型的過程。擠塑主要用于生產(chǎn)各種熱塑性的塑料板材、棒材、管材、異型材、薄膜、電纜護(hù)層等，具有生產(chǎn)效率高、用途廣、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。模壓成型（壓塑）(coi