【正文】
目前氮化鋁作為基板使用要解決的是其金屬化技術的可靠性,多層布線技術及降低成本等問題。氧化鈹?shù)淖畲髢?yōu)點是導熱系數(shù)高,介電常數(shù)較低,但由于其毒性大,價格高而限制了其應用。氧化鋁、氧化鈹、碳化硅及氮化鋁(alumina、beryllium oxide、silicon carbide、aluminum 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。松馳極化是一種不可逆的過程,多發(fā)生在晶體缺陷處或玻璃體內。在電場作用下,這些極性分子除貢獻電子極化和離子極化外,其固有的偶極矩將沿外電場方向有序化,沿外場方向取向的偶極子比和它反向的偶極子的數(shù)目多,所以介質整體出現(xiàn)宏觀偶極矩。離子位移極化(ionic polarization)離子晶體在電場作用下離子間的鍵合被拉長, 導致電偶極矩的增加, 被稱為離子位移極化,象Nacl在電場作用下就會發(fā)生位移極化。極化強度(polarization)極化強度是電介質單位體積中電偶極矩的矢量和。低溫超導材料(low temperature superconducting material)具有低臨界轉變溫度,在液氦溫度條件下工作的超導材料。Hc與溫度的關系為Hc≈H0〔1(T/T c)2 〕,H0是T=0K時的臨界磁場強度。材料表現(xiàn)超導性的條件實際有三個: ①超導體進入超導態(tài)時,其電阻率等于零。P型半導體(Ptype semiconductor)以空穴為主要導電載流子的半導體材料被稱為P型半導體,也叫受主半導體,因為在本征半導體中添加了受主雜質。為了表征這個關系,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動速度,這樣可得到 的關系,為載流子所帶電荷。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。導電性(conductivity)導電性是評價材料所具有的傳導電流的性質。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、空穴和位錯等,因此從強度而言,晶須的強度接近理論極限。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。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,鐵磁性轉變?yōu)閺婍槾判?。順磁性的大小還與溫度有關,溫度越高,順磁磁化率越小。抗磁性一般較弱,磁化率 為負值,在量級。在國際單位制(SI)中,磁化強度M的單位是安培/米(A/m)。常用符號μ表示,等于磁介質中磁感應強度B與磁場強度H之比。磁感應強度(magnetic intensity)任何物質在外磁場作用下,除了外磁場外,由于物質內部原子磁矩的有序排列,還要產(chǎn)生一個附加磁場。光存儲材料(optical memory materials)光存儲材料是通過調制激光束,以光點的形式把信息編碼記錄在鍍膜介質中的一類功能材料。梯度型光導纖維的纖芯折射率從中心軸線開始向著徑向逐漸減小。光導纖維(optical waveguide fibre)光以波導方式在其中傳輸?shù)墓鈱W介質材料,簡稱光纖。當激發(fā)的電子從導帶跳回價帶時,首先跳到施主能級上并被捕獲。如果在激發(fā)除去之后的 內,電子跳回價帶時,同時發(fā)光。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含量密切相關,當鏡反射光帶寬度窄但強度高時,可以獲得高的表面光澤。光子(photons)光具有波動和微粒二重性,當考慮光與電子之間的能量轉換時,把光當成粒子來看待,稱為光子。折射(refraction)當光從一種介質1進入另一種介質2時, 其速度和傳播方向發(fā)生變化,即發(fā)生了折射。目前氮化鋁作為基板使用要解決的是其金屬化技術的可靠性,多層布線技術及降低成本等問題。氧化鈹?shù)淖畲髢?yōu)點是導熱系數(shù)高,介電常數(shù)較低,但由于其毒性大,價格高而限制了其應用。氧化鋁、氧化鈹、碳化硅及氮化鋁(alumina、beryllium oxide、silicon carbide、aluminum 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。松馳極化是一種不可逆的過程,多發(fā)生在晶體缺陷處或玻璃體內。在電場作用下,這些極性分子除貢獻電子極化和離子極化外,其固有的偶極矩將沿外電場方向有序化,沿外場方向取向的偶極子比和它反向的偶極子的數(shù)目多,所以介質整體出現(xiàn)宏觀偶極矩。離子位移極化(ionic polarization)離子晶體在電場作用下離子間的鍵合被拉長, 導致電偶極矩的增加, 被稱為離子位移極化,象Nacl在電場作用下就會發(fā)生位移極化。介質極化系數(shù)(polarization coeffecient of dielectric materials)為了將極化強度P和宏觀實際有效電場E相聯(lián)系, 人們定義 , 式中 為真空介電常數(shù),F(xiàn)/m(法/米), 為電介質的極化系數(shù),是個無量綱的數(shù)。高溫超導材料(high temperature superconducting material)具有高臨界轉變溫度,能在液氮溫度條件下工作的超導材料。③超導體內的電流強度超過某一量值Ic 時,超導體轉變?yōu)檎w,Ic 稱為臨界電流。從電阻不為零的正常態(tài)轉變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱為超導轉變溫度或超導臨界溫度,用Tc表示。固體電解質(solid electrolyte)固體電解質是具有離子導電性的固態(tài)物質。本征半導體(intrinsic semiconductor)具有禁帶寬度小于2ev能帶結構的材料為半導體。也可以是正、負離子或空位。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)功能材料是與結構材料相對應的另一大類材料,主要利用材料的光學、電學、磁學等性能。應力誘導相變增韌(stressinduced phase transformation toughening)分散于陶瓷基體內的四方ZrO2相顆粒,從高溫向低溫變化,當溫度低于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,降低裂紋尖端的應力場強度,達到增強、增韌的目的。ZrO2相變增韌又分為應力誘導相變增韌、微裂紋增韌和表面壓應力三種。陶瓷雖然抗壓強度相當高,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)理想的結構材料,用于飛機上,可減輕飛機重量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溫度,保溫一段時間后在空氣或水、油等介質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,以非擴散轉變形成的產(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晶學取向,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(鋼球或硬質合金球)以相應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)當材料發(fā)生彈性變形的時候,應力與應變呈線性關系,即σ=Eε,這就是著名的虎克定律,E為楊氏模量,σ為應力,既單位面積所受的力,ε為應變,既單位長度的伸長。禁帶往往表示價帶和最低導帶之間的能量間隔??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)生珠光體轉變所形成的層狀復相物。共析反應(eutectoid reaction)共析反應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,其反應式可表示為,共析反應的產(chǎn)物是兩種固相的機械混合物。包晶反應(peritectic reaction)包晶反應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,其反應式可表示為,包晶反應的產(chǎn)物是單相固溶體。這說明,相當于E點成份的液相在冷卻至三相共存線的溫度時,會同時結晶出成份為M的α相和成份為N的β相,這種反應可以寫成如下形式:這種由某一成份液相在恒溫下同時結晶出二個成份不同的固相的反應稱為共晶反應,發(fā)生共晶反應的溫度TE為共晶溫度,成份為E點的合金為共晶合金。共晶反應(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)中的物質結構均勻的部分。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,離子半徑的導出以正、負離子半徑之和等于 離子鍵 鍵長這一原理為基礎,從大量X射線晶體結構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、旋轉等操作)仍能恢復原狀的特性。離子晶體結構(ion crystal structure)離子晶體是由正負離子通過離子鍵,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構必須確保電中性,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離子,正負離子通過庫侖作用相互吸引。另一是晶胞的內容,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,可以說晶體的結構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。準晶(Quasicrystal)準晶是同時具有長程準周期平移性和非晶體學旋轉對稱性的固態(tài)有序相。有些則沒有規(guī)則整齊的外形,如金屬,整個固體是由許多取向隨機的微小單晶顆粒組合而成,這樣的固體稱為多晶體。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。溶質與溶劑之間形成氫鍵,使溶解度增大。氫鍵表面上有飽和性和方向性:一個H原子只能與兩個其他原子結合,XH…Y要盡可能成直線。其分子間相互作用力為范德華力。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合在一起。共價鍵(covalent bond)共價鍵是原子之間通過共享電子而產(chǎn)生的化學結合作用。利用電負性值時,必須是同一套數(shù)值進行比較。電負性的定義和計算方法有多種,每一種方法的電負性數(shù)值都不同,比較有代表性的有3種:①LC鮑林提出的標度。性能(property)性能是指材料所具有的性質與效用。成份(position)成分是指材料的化學組成及其所占比例。材料科學(materials science)材料科學是一門科學,它從事于材料本質的發(fā)現(xiàn)、分析方面的研究,它的目的在于提供材料結構的統(tǒng)一描繪,或給出模型,并解釋這種結構與材料的性能之間的關系。光導纖維(optical waveguide fibre)光以波導方式在其中傳輸?shù)墓鈱W介質材料,簡稱光纖。材料(materials)材料是能為人類經(jīng)濟地、用于制造有用物品的物質。In a perfect world the right material would always be selected, equipment designs would have no flaws , no mistakes would be made in operation, and corrosion would still occur — but atan acceptable 括例如陰極保護的投資成本,其電力消耗和維修成本,化學緩蝕劑的成本以及抗腐蝕材料的附加成本等。A similar argument applies toa rather more elusive property of any material,namely,its ductility,whichis usually understood to mean the ability of a materialto accept large amounts of料性質,即材料的韌性。它通常被理解為指的事材料承受大變形而不發(fā)生斷裂的能力。Also included is the cost