材料科学与工程专业英语

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United1材料科学与工程

材料在我们的文化中比我们认识到的还要根深蒂固。如交通、房子、衣物，通讯、娱乐和

食

物的生产，实际上，我们日常生活中的每一部分都或多或少地受到材料的影响。历史上社

会

的发展、先进与那些能满足社会需要的材料的生产及操作能力密切相关。实际上，早期的

文

明就以材料的发展程度来命名，如石器时代，铜器时代。

早期人们能得到的只有一些很有限的天然材料，如石头、木材、粘土等。渐渐地，他们通

过

技术来生产优于自然材料的新材料，这些新材料包括陶器和金属。进一步地，人们发现材

料

的性质可以通过加热或加入其他物质来改变。在这点上，材料的应用完全是一个选择的过程。

也就是说，在一系列非常有限的材料中，根据材料的优点选择一种最适合某种应用的材料。

直到最近，科学家才终于了解材料的结构要素与其特性之间的关系。

这个大约是过去的60

年中获得的认识使得材料的性质研究成为时髦。因此，成千上万的材料通过其特殊的性质得

以发展来满足我们现代及复杂的社会需要。很多使我们生活舒适的技术的发展与适宜材料的获

得密切相关。一种材料的先进程度通常是

一种技术进步的先兆。比如，没有便宜的钢制品或其他替代品就没有汽车。在现代，复杂

的电子器件取决于所谓的半导体零件.

材料科学与工程

有时把材料科学与工程细分成材料科学和材料工程学科是有用的。

严格地说，材料科学涉及

材料到研究材料的结构和性质的关系。相反，材料工程是根据材料的结构和性质的关系来设

计或操纵材料的结构以求制造出一系列可预定的性质。从功能方面来说，材料科学家的作

用

是发展或合成新的材料，而材料工程师是利用已有的材料创造新的产品或体系，和/或

发展

材料加工新技术。多数材料专业的本科毕业生被同时训练成材料科学家和材料工程师。

“structure”一词是个模糊的术语值得解释。简单地说，材料的结构通常与其内在成分

的排

列有关。原子内的结构包括介于单个原子间的电子和原子核的相互作用。在原子水平上，

结

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构包括原子或分子与其他相关的原子或分子的组织。在更大的结构领域上，其包括大的原

子

团，这些原子团通常聚集在一起，称为“微观”结构，意思是可以使用某种显微镜直接观

察

得到的结构。最后，结构单元可以通过肉眼看到的称为宏观结构。

“Property”

一词的概念值得详细阐述。在使用中，所有材料对外部的刺激都表现出某种反

应。比如，材料受到力作用会引起形变，或者抛光金属表面会反射光。材料的特征取决于

其

对外部刺激的反应程度。通常，材料的性质与其形状及大小无关。实际上，所有固体材料

的重要性质可以概括分为六类：机械、电学、热学、磁学、光学和腐

蚀性。对于每一种性质，其都有一种对特定刺激引起反应的能力。如机械性能与施加压力

引

起的形变有关，包括弹性和强度。对于电性能，如电导性和介电系数，特定的刺激物是电

场。

固体的热学行为则可用热容和热导率来表示。磁学性质表示一种材料对施加的电场的感应能

力。对于光学性质，刺激物是电磁或光照。用折射和反射来表示光学

性质。最后，腐蚀性质表示材料的化学反应能力。

除了结构和性质，材料科学和工程还有其他两个重要的组成部分，即加工和性能。如果考

虑

这四个要素的关系，材料的结构取决于其如何加工。另外，材料的性能是其性质的功能。

因

此，材料的加工、结构、性质和功能的关系可以用以下线性关系来表示：加工——结构

——性质——性能。

为什么研究材料科学与工程？

为什么研究材料科学与工程？许多应用科学家或工程师，不管他们是机械的、民事的、化

学

的或电子的领域的，都将在某个时候面临材料的设计问题。如用具的运输、建筑的超级结构、

油的精炼成分、或集成电路芯片。当然，材料科学家和工程师是从事材料研究和设计的专

家。

很多时候，材料的问题就是从上千个材料中选择出一个合适的材料。

对材料的最终选择有几

个原则。首先，现场工作条件必须进行表征。只有在少数情况下材料在具有最优或理想的

综

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合性质。因此，有必要对材料的性质进行平衡。典型的例子是当考虑材料的强度和延展性时，

而通常材料具有高强度但却具有低的延展性。这时对这两种性质进行折中考虑很有必要。

其次，选择的原则是要考虑材料的性质在使用中的磨损问题。如材料的机械性能在高温或腐

蚀环境中会下降。

最后，也许是最重要的原则是经济问题。最终产品的成本是多少？一种材料的可以有多种理

想的优越性质，但不能太昂贵。这里对材料的价格进行折中选择也是可以的。产品的成本

还包括组装中的费用。

工程师与科学家越熟悉材料的各种性质、结构、功能之间的关系以及材料的加工技术，根

据

以上的几个原则，他或她对材料的明智选择将越来越熟练和精确。

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Unit2ClassificationofMaterials

Solidmaterialshavebeenconvenientlygroupedintothreebasicclassifications:metals,

ceramics,hemeisbadprimarilyonchemicalmakeupandatomic

structure,andmostmaterialsfallintoonedistinctgroupingoranother,althoughthere

tion,therearethreeothergroupsofimportantengineering

materials—composites,miconductors,andbiomaterials.

译文：固体材料被便利的分为三个基本的类型：金属，陶瓷和聚合物。这个分类是首先基

于化学组成和原子结构来分的，大多数材料落在明显的一个类别里面，尽管有许多中间品。

除此之外，

有三类其他重要的工程材料－复合材料，半导体材料和生物材料。

Compositesconsistofcombinationsoftwoormoredifferentmaterials,whereas

miconductorsareutilizedbecauoftheirunusualelectricalcharacteristics;

explanationofthematerialtypes

andreprentativecharacteristicsisofferednext.

译文：复合材料由两种或者两种以上不同的材料组成，然而半导体由于它们非同寻常的电

学性质而得到使用；生物材料被移植进入人类的身体中。关于材料类型和他们特殊的特征

的一个简单的解释将在后面给出。

METALS

velarge

numbersofnonlocalizedelectrons;thatis,theelectronsarenotboundtoparticular

opertiesofmetalsaredirectlyabletotheelectrons.

beboundto被约束于。beattributeto归属于。。归因于。。

译文：金属材料通常由金属元素组成。它们有大量无规则运动的电子。也就是说，这些电

子不是被约束于某个特定的原子。金属的许多性质直接归属这些不规则运动的电子。

Metalsareextremelygoodconductorsofelectricityandheatandarenottransparent

tovisiblelight;rmore,

metalsarequitestrong,yetdeformable,whichaccountsfortheirextensiveuin

structuralapplications.

科技英语在讲述科学真理的时候通常用主动语态。如：

extremelygoodconductorsofelectricityDeformable？

Metalsare

译文：金属是十分好的电和热的导体，它们对可见光不透明；一个抛光的金属表面有光辉

的外表。除此之外，金属是十分硬的，也是可变

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形的，这个性质解释了它们广泛使用在结构方面的应用。

CERAMICS

Ceramicsarecompoundsbetweenmetallicandnonmetallicelements;theyaremost

frequentlyoxides,nitrides,erangeofmaterialsthatfallswithin

thisclassificationincludesceramicsthatarecompodofclayminerals,cement,and

glass.

that引导的定语从句

译文：陶瓷是介于金属和非金属元素之间的化合物；它们通常是氧化物，氮化物和碳化物。

落在这个分类种类中的宽的材料范围包括陶瓷，它们由粘土矿物，水泥和玻璃组成。

Thematerialsaretypicallyinsulativetothepassageofelectricityandheat,andaremore

resis

regardtomechanicalbehavior,ceramicsarehardbutverybrittle.

more⋯.Than⋯..

withregardto⋯.

译文：这些材料是典型的电和热的绝缘体，并且它们比金属和聚合物更加耐高温和耐苛刻

的环境。至于机械性能，陶瓷是硬的但是却很脆。

POLYMERS

themareorganic

compoundsthatarechemicallybadoncarbon,hydrogen,andothernonmetallic

elements;furthermore,aterials

typicallyhavelowdensitiesandmaybeextremelyflexible.

译文：聚合物包括常见的塑料和橡胶材料。它们中的大多数是有机化合物，这些化合物是

以化学的方法把碳、氢和其他非金属元素组合而成。因此，它们有非常大的分子结构。这

些材料通常有低的密度并且可能十分柔软。

COMPOSITES

Anumberofcompositematerialshavebeenengineeredthatconsistofmorethanone

lassisafamiliarexample,inwhichglassfibersareembeddedwithin

an⋯

译文：许多复合材料被作用工程使用，它们由至少一种类型的材料组成。玻璃丝是一个熟

悉的例子，玻璃纤维被埋入聚合物材料中。

Acompositeisdesignedtodisplayacombinationofthebestcharacteristicsofeachofthe

lassacquiresstrengthfromtheglassandflexibilityfromthe

therecentmaterialdevelopmentshaveinvolvedcompositematerials.

译文：为了联合显示每一种组分材料最好的特性，一种复合材料被设计出来。玻璃丝从玻

璃中获得强度并且从聚合物中获得柔软性。最近发展中的绝大多数材料包含了复合材料。

SEMICONDUCTORS

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Semiconductorshaveelectricalpropertiesthatareintermediatebetweentheelectrical

rmore,theelectricalcharacteristicsofthematerials

areextremelynsitivetotheprenceofminuteconcentrationsofimpurityatoms,which

concentrationsmaybecontrolledoververysmallspatialregions.

bensitiveto对⋯敏感的

译文：半导体有电的性质，它们是介于电导体和绝缘体之间的中间物。除此之外，这些材

料的电学性质对微量杂质原子的存在十分敏感，杂质原子浓度可能只是在一个十分小的区

域内可以控制。

Themiconductorshavemadepossibletheadventofintegratedcircuitrythathastotally

revolutionizedtheelectronicsandcomputerindustries(nottomentionour

lives)overthepasttwodecades.

译文：这些半导体使得集成电路的出现变得可能，在过去20多年间，这些集成电路革新了电子

装置和计算机工业（更不用说我们的生活）

。

BIOMATERIALS

Biomaterialsareemployedincomponentsimplantedintothehumanbodyforreplacement

aterialsmustnotproducetoxicsubstances

andmustbecompatiblewithbodytissues(i.e.,mustnotcauadverbiological

reactions).

译文：生物材料被应用于移植进入人类身体以取代病变的或者损坏的身体部件。这些材料

不能产生有毒物质而且必须同人身体器官要相容（比如，不能导致相反的生物反应）。

Alloftheabovematerials—metals,ceramics,polymers,composites,andmiconductors—

mple,someofthebiomaterialssuchasCF/C(carbon

fibers/carbon)andCF/PS(polysulfone)areutilizedinartificialhipreplacements.

译文：所有以上材料－金属，陶瓷，聚合物，复合材料和半导体材料

可能用作生物材料。比如，如CF/C和CF/PS（聚砜）这些生物材料被用作人工肾的取代物。

ADVANCEDMATERIALS

Materialsthatareutilizedinhigh-technology(orhigh-tech)applicationsaresometimes

technologywemeanadeviceorproductthat

operatesorfunctionsusingrelativelyintricateandsophisticatedprinciples;examples

includeelectronicequipment(VCRs,CDplayers,etc.),computers,fiberopticsystems,

spacecraft,aircraft,andmilitaryrocketry.

译文：用在高科技中的材料有时被称作先进材料。借助于高科技，我们预定一个装置或者

产品，这些产品用相对复杂和熟练的原理运转或者起作用；这些例子包括电子设备

（VCRs,CD

播放器），计算机，光纤系统，宇宙飞船，航天飞机和军事火箭。

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Theadvancedmaterialsaretypicallyeithertraditionalmaterialswhoproperties

havebeenenhancedornewlydeveloped,rmore,

theymaybeofallmaterialtypes(e.g.,metals,ceramics,polymers),andarenormally

relativelyexpensive.

译文：这些高级材料或是典型的传统材料，它们的性质被提高，最近开发出来的，高性能

材料。除此之外，它们可能是所有材料类型（比如，金属、陶瓷和聚合物），通常相对较

贵。

Insubquentchaptersarediscusdthepropertiesandapplicationsofanumberof

advancedmaterials—forexample,materialsthatareudforlars,integratedcircuits,

magneticinformationstorage,liquidcrystaldisplays(LCDs),

fiberoptics,andthethermalprotectionsystemfortheSpaceShuttleOrbiter.

译文：

在下面的章节将讨论众多先进材料的性质和应用－比如被用作激光，集成电路，磁信息存

储，液晶显示器，光纤和空间舱轨道的热保护系统的材料。

MODERNMATERIALS’NEEDS

Inspiteofthetremendousprogressthathasbeenmadeinthedisciplineofmaterials

scienceandengineeringwithinthepastfewyears,therestillremaintechnological

challenges,includingthedevelopmentofevenmoresophisticatedandspecialized

materials,aswellasconsiderationoftheenvironmentalimpactofmaterialsproduction.

Somecommentisappropriaterelativetotheissuessoastoroundoutthisperspective.

译文：在过去几年内，不论材料科学与工程的规律取得了巨大的进步，仍然有一些技术挑

战，包括开发更加熟练的专业化的材料，并且考虑材料生产对环境导致的影响。针对这个

问题，一些评论是十分相关的。

Nuclearenergyholdssomepromi,butthesolutionstothemanyproblemsthatremain

willnecessarilyinvolvematerials,fromfuelstocontainmentstructurestofacilitiesforthe

disposalofradioactivewaste.

译文：核能还保持着一些承诺，但是解决许多仍然存在的问题，将有必要把材料包括在里，

从燃料到保护结构以便方便处置这些放射性废料。

ngtheweightof

transportationvehicles(automobiles,aircraft,trains,etc.),aswellasincreasingengine

operatingtemperatures,willenhancefuelefficiency.

Newhighstrength,low-densitystructuralmaterialsremaintobedeveloped,aswellas

materialsthathavehigher-temperaturecapabilities,foruinenginecomponents.

译文：相当数量的能源用在交通上。减少交通工具（汽车，飞机，火

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车等）的重量，和提高引擎操作温度，将提高燃料的使用效率。新的高强，低密度结构材

料仍在发展，用作引擎部位能耐高温材料也在发展中。

Furthermore,thereisarecognizedneedtofindnew,economicalsourcesofenergy,andto

alswillundoubtedlyplayasignificant

roleinthedevelopments.

译文：除此之外，寻找新的、经济的能源资源，并且更加有效的使用目前现存的资源是公

认为必须的。材料将毫无疑问的在这些发展过程中扮演重要的角色。

Forexample,thedirectconversionofsolarintoelectricalenergyhasbeendemonstrated.

reaviable

technology,materialsthatarehighlyefficientinthisconversionprocessyetlesscostly

mustbedeveloped.

译文：比如，太阳能直接转化为电能已经被证实了。太阳能电池使用相当复杂并且昂贵的

材料。为了保证技术的可行，在这个转化过程中的高效但不贵的材料必须被发展。

Furthermore,environmentalqualitydependsonourabilitytocontrolairandwater

tion,materials

processingandrefinementmethodsneedtobeimprovedsothattheyproduceless

environmentaldegradation,thatis,lesspollutionandlessdespoilageofthelandscape

fromtheminingofrawmaterials.

译文：除此之外，环境质量取决于我们控制大气和水污染的能力。污染控制技术使用了各

种材料。再者，材料加工和精制的方法需要改善以便它们产生很少的环境退化，也就是说，

在生材料加工过程中，带来更少的污染和更少的对自然环境的破坏。

Also,insomematerialsmanufacturingprocess,toxicsubstancesareproduced,and

terialsthatweu

arederivedfromresourcesthatarenonrenewable,thatis,notcapableofbeing

regenerated.

Theincludepolymers,forwhichtheprimerawmaterialisoil,andsomemetals.

Thenonrenewableresourcesaregraduallybecomingdepleted.

译文：也，在一些材料生产过程中，有毒物质产生了，并且它们的处置对生态产生的影响

必须加以考虑。我们使用的许多材料来源于不可再生的资源，不可再生也就是说不能再次

生成的。这些材料包括聚合物，最初的原生材料是油和一些金属。这些不可再生的资源逐

渐变得枯竭

whichnecessitates:1)thediscoveryofadditionalrerves,2)thedevelopmentofnew

materialshavingcomparablepropertieswithlessadverenvironmentalimpact,and/or

3)increadrecyclingeffortsandthe

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developmentofnewrecyclingtechnologies.

译文：下面是必须的：1）发现另外的储藏，2）开发拥有较少负环境影响的新材料，3)增加

循环的努力并且开发新的循环技术。

Asaconquenceoftheeconomicsofnotonlyproductionbutalsoenvironmental

impactandecologicalfactors,itisbecomingincreasinglyimportanttoconsider

the‘‘cradle-to-grave’’lifecycleofmaterialsrelativetotheoverall

manufacturingprocess.

译文：结果，不仅是生产，而且环境影响和生态因子，和材料整个生产过程紧密相关的材

料“一生”的生命周期的考虑变得越来越重要。

Unit3AtomicStructureofMaterials

1￡?众所周知

所有的物质都是由原子组成的。在下面周期表中我们可以知道仅仅大约有100

空气，到各种各样性质迥异的金属成千上万的物种均是由一百多种原子组成的。金属与

陶瓷有不同表现行为，陶瓷又与聚合物有所差异。物质的性能取决于组成他们的原子类

型以及原子的结合方式。材料的结构可以根据我们所认为的各种特性的的数量级来分类，

三种最常见的主要结构上的分类通常按尺寸的增大列出它们是，原子的结构是指不可见

的结构例如原子间的结合方式以及原子的排布。微观结构是指不能同肉眼观察到而能用

显微镜观察到的结构。宏观结构是指可以用肉眼直接观察到的结构。

2￡?原子结构主要影响物质的化学性质、物理性质、耐热性、电性、磁性、光学性质。微观结

构和宏观结构也能影响这些性质但它们通常在力学性质和化学反应速率方面的影响更大。

材料的性能为材料的结构提供了一定的线索。金属的具有的强度就说明构成他的原子是通

过很强的成健能力结合在一起的.然而由于金属经常成型，这些结合力必须允许原子运动。

为了了解材料的结构，我们必须知道原子所呈现的类型，原子是如何排布的、如何结合的。

3￡?从基础化学我们知道任何元素的原子结构都是有被电子围绕的带正电的原子核组成。

一个元素的原子数目显示了原子核中带正电的质子数。为了确定在一个原子里有多少中

子，只需要把原子的数目从原子的重量中减去。

4￡?原子具有平衡的电荷。因此，通常有和质子数目相同的带负电荷的电子围绕在原子核

周围。我们都知道电子以不同的能量存在，那些围绕在原子核周围的电子可以方便的认

为是一个能源层。例如。镁原子序数是12

8个电子，最外层有两个电子。

所有的化学键都包含电子。如果原子共用一个或多个电子时他们会保持很紧密。当原子

没有部分填充的电子层时，它们会处于最稳定的状态。如果一个原子在电子层上仅有几

个电子那么它就趋向于失

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属键就出现了。

Unit10IntroductiontoCeramicMaterials

Theword"ceramic"isderivedfromtheGreekkeramos,whichmeans"potter'sclay"or

"pottery."ItsoriginisaSanskrittermmeaning"toburn."SotheearlyGreeksud

"keramous"

termhaslongincludedallproductsmadefromfiredclay,forexample,bricks,fireclay

refractories,sanitaryware,andtableware.

“陶瓷”这个词是来自希腊keramos，这意味着“陶土”或“陶”。

它的起源是梵文术语，意思是“燃烧”。因此，早期的希腊人用“keramous”描述加热含粘土

的物料获得的产品。这个词早已包括所有陶土

制成的产品，例如，砖，粘土质耐火材料，卫生洁具，餐具。

In1822,ghtheycontainednoclay,the

traditionalceramicprocessofshaping,drying,

term"ceramic,"whileretainingitsoriginalnofaproductmadefromclay,beganto

ldofceramics

(broaderthanthematerialsthemlves)canbedefinedastheartandscienceofmaking

an

definitioncoversthepurificationofrawmaterials,thestudyandproductionofthe

chemicalcompoundsconcerned,theirformationintocomponents,andthestudyof

structure,composition,andproperties.

1822年，耐火材料二氧化硅被首次提出。虽然他们中没有粘土，传统陶瓷的塑造过程，

干燥和烧成使用，使它们。所以说，“陶瓷”，同时保留其原来意义上的粘土制成的产品，

开始向包括由同一制造工艺制成的其他产品。陶瓷比材料本身更广泛的领域可以被定义为制

作和使用含有固体的文章作为自己的重要组成部分陶瓷艺术和科学。这个定义涵盖了原料的

净化，研究和生产有关的化学成分，他们到组件的形成，结构，组成和性质的研究。

Ceramicsareusuallyassociatedwith"mixed"bonding-acombinationofcovalent,ionic,

nsistofarraysofinterconnectedatoms;thereareno

aracteristicdistinguishesceramicsfrommolecularsolidssuch

asiodinecrystals(compodofdiscrete

2

Imolecules)andparaffinwax(compodoflong-

chainalkanemolecules).Italsoexcludesice,whichiscompodofdiscreteH

2

0

orityofceramicsare

equentlytheyareoxides,

nitrides,andcarbides.

陶瓷通常与“混合”接合的共价键，离子，有时金属结合。他们组

成的相互联系的原子阵列;没有离散的分子。这一特点区分，如碘晶体（离散碘分子组成）和

石蜡（长链烷烃分子组成）分子固体的陶瓷。它也排除了冰，这是由离散的水分子，往往表

现就像许多陶瓷。大多

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数陶瓷，金属或非金属化合物和非金属。他们最常见的氧化物，氮化物和碳化物。

However,ormsof

carbonareinorganicinthemostbasicmeaningoftheterm:theywerenotprepared

fromthelivingorganism.

然而，金刚石和石墨也被归类为陶瓷。这些形式的碳是无机一词的最基本的含义：他们

不准备从活的有机体。

GeneralProperties一般属性

lookatsome

propertiesandehowclolytheymatchourexpectationsofwhatconstitutesaceramic.

陶瓷一般都与他们相关的特定属性。我们将看看一些属性，看看他们如何紧密匹配何谓

陶瓷我们的期望。

Brittleness脆性Thisprobablycomesfrompersonalexperiencessuchasdroppingaglass

beakeroradinner_sonthatthemajorityofceramicsarebrittleisthemixed

temperatures

(abovetheglasstransitiontemperature),glassnolongerbehavesinabrittlemanner;it

whatwecansayisthatmostceramicsarebrittleatroomtemperaturebutnotnecessarily

atelevatedtemperatures.

这可能来自于个人的经验，如删除一个玻璃烧杯或餐盘。大多数陶瓷是易碎的原因是共

同持有的组成原子的混合离子共价键。在高温（玻璃化转变温度以上），玻璃不再表现脆

性的方式，它作为一种粘性液体的行为。这就是为什么它很容易形成复杂形状的玻璃。因

此，我们可以说是大多数陶瓷在室温下很脆，但在高温下不一定。

Poorelectricalandthermalconduction恶劣的电气和热传导The

valenceelectronsaretiedupinbonds,lsitis

thefreeelectrons-theelectrongas-thatdeterminesmanyoftheirelectricalandthermal

d,whichisclassifiedasaceramic,hasthehighestthermalconductivity

ductionmechanismisduetoPhonons,notelectrons.

Ceramicscanalsohavehighelectricalconductivity,(1)theoxideceramic,ReO3,hasan

electricalconductivityatroomtemperaturesimilartothatofCu;(2)themixedoxide

YBa

2

Cu

3

O

7

isanHTSC;ithaszeroresistivitybelow92K.

价电子被捆绑起来的债券，是不是免费的，因为他们在金属。在金属，它是自由电子的

电子气，决定其电气和热性能。钻石，这是作为陶瓷的分类，有任何已知的材料的导热系

数最高。传导机制是由于声

子，没有电子。陶瓷也可以有高导电性，（1）氧化物陶瓷，ReO

3

，有一个类似的铜在室温下

的电导率;（2）混合氧化物YBa

2

Cu

3

O

7

是高

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温超导;它具有零电阻低于92K。

Thearetwoexamplesthatcontradicttheconventionalwisdomwhenitcomesto

ceramics.

这些都违背了传统的智慧，当谈到陶瓷的两个例子。

Compressivestrength抗压强度Ceramicsarestrongerincompressionthanintension,

fferenceis

cessary

toconsidert

importantexampleisinthedesignofconcretebridges-theconcrete,aCMC,mustbekept

csgenerallyhavelowtoughness,althoughcombiningthemin

compositescandramaticallyimprovethisproperty.

陶瓷在紧张的压缩比，而金属具有可比性的抗拉和抗压强度。这种差异是很重要的，当

我们使用承载应用的陶瓷元件。这是有必要考虑在陶瓷的应力分布，以确保它们是压缩。

一个重要的例子是在设计的混凝土桥梁，混凝土，中央，必须保持在压缩。陶瓷一般

有韧性低，虽然复合材料相结合，可以极大地提高这个属性。

Chemicalinnsitivity化学不灵敏度Alargenumberofceramicsarestableinbothharsh

lassisudwidelyinchemistrylaboratories

specificallybe-cauitisresistanttomanycorrosivechemicals,stableathigh

temperatures(itdoesnotsoftenuntil1100K),andisresistanttothermalshockbecauof

itslowcoefficientofthermalexpansion(33×10-7K-1).Itisalsowidelyudinbakeware.

大量的陶瓷，在苛刻的化学和热环境是稳定的。硼硅玻璃是在化学实验室中广泛使用，

具体原因是抵抗许多腐蚀性化学品的，稳定的高温（不软化，直到1100K），抵抗热冲

击，由于其低的热膨胀系数（33×10-7K-1）。它也被广泛用于在烤盘。

Transparent透明ManyceramicsaretransparentbecautheyhavealargeEg.

Examplesincludesapphirewatchcovers,preciousstones,and

-1

pticalfibershaveapercenttransmission>96%are

transparenttovisiblelightonlywhentheyareverythin,typicallylessthan0.1μm.

许多陶瓷是透明的，因为他们有一个大的如。例子包括蓝宝石手表

盖，宝石，和光纤。玻璃光纤具有传输％>96％每公里。金属可见光是透明的的，只有当他们

是非常薄，通常小于0.1微米。

Althoughitisalwayspossibletofindatleastoneceramicthatshowsatypical

behavior,thepropertiesmentionedaboveareinmanycasdifferentfromthoshownby

metalsandpolymers.

虽然它总是可以找到至少一个陶瓷，显示了一个典型的行为，上

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面提到的属性不同的金属和聚合物中的许多案件。

TypesofCeramicandTheirApplications陶瓷及其应用的类型

licationsforthematerialsare

diver,pplications

thepropertiesare

functionsofceramicproductsaredependentontheirchemicalcompositionand

microstructure,einterrelationshipbetween

structureandpropertiesthatisakeyelementofmaterialsscienceandengineering.

大量的材料是陶瓷。这些材料的应用是多种多样的，从砖瓦，电子和磁性元件。这些应

用程序使用广泛的陶瓷展出的属性。这些属性与

特定的陶瓷和应用的例子，在表3.1列出了一些。陶瓷产品的功能上取决于其化学成分和微观

结构，这就决定了它们的属性。它的结构和性能的关键因素是材料科学与工程之间的相互关系。

Youmayfindthat,inadditiontodividingceramicsaccordingtotheirproperties

andapplications,ional

ceramicsincludehigh-volumeitemssuchbricksandtiles,toiletbowls(whitewares),

edceramicsincludenewermaterialssuchaslarhostmaterials,

piezoelectric

csfordynamicrandomaccessmemories(DRAMs),andsoon,often

reothercharacteristicsthat

paratethecategories.

您可能会发现，除了除以陶瓷根据其性质和应用，它是常见他们为传统或先进的阶级。

传统的陶瓷，包括高容量的项目，如砖瓦，马桶（whitewares），和陶器。先进陶瓷新材料，

如激光基质材料，压电陶瓷，陶瓷，动态随机存取存储器（DRAM的）等，往往在价格较高

的小批量的生产。有单独的这些类别的其他特点。

ssometimesa

tendencytoequatetraditionalceramicswithlowtechnology,however,advanced

itionamongproducershascaud

xtoolingandmachineryis

oftenudandmaybecoupledwithcomputer-assistedprocesscontrol.

通常是基于传统的陶瓷粘土和二氧化硅。然而，有时也有一种倾向等同于低技术传统

陶瓷，先进的制造技术通常用于。生产者之间的竞争已经引起处理becom1更有效率和成本

效益。经常使用复杂的工具和机械，并可能与计算机辅助工艺控制。

Advancedceramicsarealsoreferredtoas"special",“technical",

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or“engineering"hibitsuperiormechanicalproperties,

corrosion/oxidationresistance,orelectrical,optical,and/

traditionalclay-badceramicshavebeenudforover25000years,advancedceramics

havegenerallybeendevelopedwithinthelast100years.

先进陶瓷也被称为“特殊”，“科技”，或“工程”的陶瓷。他

们表现出优越的机械性能，耐腐蚀/抗氧化性能，电，光，和/或磁学性质。虽然已超过25000

年的使用传统的粘土基陶瓷，先进陶瓷已普遍被发达国家在过去100年。

Table3.2comparestraditionalandadvancedceramicsintermsofthetypeofraw

materialsud,theformingandshapingprocess,andthemethodsudfor

characterization.

表3.2比较传统和先进的陶瓷，在原材料的使用类型方面的形成和塑造的过程和方法

用于表征。