材料科学与工程专业英语吐血整理版

United 1 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。

Unit 2 Classification of Materials

Solid materials have been conveniently grouped into three basic classifications: metals, ceramics, and polymers. This scheme is based primarily on chemical makeup and atomic structure, and most materials fall into one distinct grouping or another, although there are some intermediates. In addition, there are three other groups of important engineering materials—

composites, semiconductors, and biomaterials.

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。

Composites consist of combinations of two or more different materials, whereas semiconductors are utilized because of their unusual electrical characteristics; biomaterials are implanted into the human body. A brief explanation of the material types and representative characteristics is offered next.

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

Metallic materials are normally combinations of metallic elements. They have large numbers of nonlocalized electrons; that is, these electrons are not bound to particular

atoms. Many properties of metals are directly able to these electrons.

be bound to 被约束于。。

be attribute to 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。

Metals are extremely good conductors of electricity and heat and are not transparent to visible light; a polished metal surface has a lustrous appearance. Furthermore, metals are quite strong, yet deformable, which accounts for their extensive use in structural applications.

科技英语在讲述科学真理的时候通常用主动语态。如：Metals are extremely good conductors of electricity Deformable ？

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，也是可变形的，这个性质解释了它们广泛使用在结构方面的应用。

CERAMICS

Ceramics are compounds between metallic and nonmetallic elements; they are most frequently oxides, nitrides, and carbides. The wide range of materials that falls within this classification includes ceramics that are composed of clay minerals, 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。

These materials are typically insulative to the passage of electricity and heat, and are more resistant to high temperatures and harsh environments than metals and polymers. With regard to mechanical behavior, ceramics are hard but very brittle. more…. Than…..

with regard to….

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

Polymers include the familiar plastic and rubber materials. Many of them are organic compounds that are chemically based on carbon, hydrogen, and other nonmetallic elements; furthermore, they have very large molecular structures. These materials typically have low densities and may be extremely flexible.

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

A number of composite materials have been engineered that consist of more than one material type. Fiberglass is a familiar example, in which glass fibers are embedded within a polymeric material.

more than…

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。

A composite is designed to display a combination of the best characteristics of each of the component materials. Fiberglass acquires strength from the glass and flexibility from the polymer. Many of the recent material developments have involved composite materials.

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

Semiconductors have electrical properties that are intermediate between the electrical conductors and insulators. Furthermore, the electrical characteristics of these materials are extremely sensitive to the presence of minute concentrations of impurity atoms, which concentrations may be controlled over very small spatial regions.

be sensitive to 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。

The semiconductors have made possible the advent of integrated circuitry that has totally revolutionized the electronics and computer industries (not to mention our

lives) over the past two decades.

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

Biomaterials are employed in components implanted into the human body for replacement of diseased or damaged body parts. These materials must not produce toxic substances and must be compatible with body tissues (i.e., must not cause adverse biological 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）。

All of the above materials—metals, ceramics, polymers,

composites, and semiconductors—may be used as biomaterials. For example, some of the biomaterials such as CF/C (carbon fibers/carbon) and CF/PS (polysulfone) are utilized in artificial hip replacements.

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。

ADV ANCED MATERIALS

Materials that are utilized in high-technology (or high-tech) applications are sometimes termed advanced materials. By high technology we mean a device or product that operates or functions using relatively intricate and sophisticated principles; examples include electronic equipment (VCRs, CD players, etc.), computers, fiberoptic systems, spacecraft, aircraft, and military rocketry.

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。

These advanced materials are typically either traditional materials whose properties have been enhanced or newly developed,

high-performance materials. Furthermore, they may be of all material types (e.g., metals, ceramics, polymers), and are normally relatively expensive.

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。

In subsequent chapters are discussed the properties and applications of a number of advanced materials—for example, materials that are used for lasers, integrated circuits, magnetic information storage, liquid crystal displays (LCDs),

fiber optics, and the thermal protection system for the Space Shuttle Orbiter.

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。

MODERN MATERIALS’NEEDS

In spite of the tremendous progress that has been made in the discipline of materials science and engineering within the past few years, there still remain technological challenges, including the development of even more sophisticated and specialized materials, as well as consideration of the environmental impact of materials production. Some comment is appropriate relative to these issues so as to round out

this perspective.

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。

Nuclear energy holds some promise, but the solutions to the many problems that remain will necessarily involve materials, from fuels to containment structures to facilities for the disposal of radioactive waste.

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。

Significant quantities of energy are involved in transportation. Reducing the weight of transportation vehicles (automobiles, aircraft, trains, etc.), as well as increasing engine operating temperatures, will enhance fuel efficiency. New high strength,

low-density structural materials remain to be developed, as well as materials that have higher-temperature capabilities, for use in engine components.

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, there is a recognized need to find new, economical sources of energy, and to use the present resources more efficiently. Materials will undoubtedly play a significant role in these developments.

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。

For example, the direct conversion of solar into electrical energy has been demonstrated. Solar cells employ some rather complex and expensive materials. To ensure a viable technology, materials that are highly efficient in this conversion process yet less costly must be developed.

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, environmental quality depends on our ability to control air and water pollution. Pollution control techniques employ various materials. In addition, materials processing and refinement methods need to be improved so that they produce less environmental degradation, that is, less pollution and less despoilage of the landscape from the mining of raw materials.

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, in some materials manufacturing processes, toxic substances are produced, and the ecological impact of their

disposal must be considered.

Many materials that we use are derived from resources that are nonrenewable, that is, not capable of being regenerated.

These include polymers, for which the prime raw material is oil, and some metals. These nonrenewable resources are gradually becoming depleted.

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

which necessitates: 1) the discovery of additional reserves, 2) the development of new materials having comparable properties with less adverse environmental impact, and/or 3) increased recycling efforts and the development of new recycling technologies.

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。

As a consequence of the economics of not only production but also environmental impact and ecological factors, it is becoming increasingly important to consider the ‘‘cradle-to-grave’’life cycle of materials relative to the overall manufacturing process.

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。

Unit3 Atomic Structure of Materials

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多种不同种类的原子存在于整个宇宙中

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 最内层有两个电子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去电子使电子层变空。这些即是金属元素。当金属原子结合，

Unit10 Introduction to Ceramic Materials

The word "ceramic" is derived from the Greek keramos, which means "potter's clay" or "pottery." Its origin is a Sanskrit term meaning "to burn." So the early Greeks used "keramous" when describing products obtained by heating clay-containing materi als. The term has long included all products made from fired clay, for example, bricks, fireclay refractories, sanitaryware, and t ableware.

“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。

In 1822, refractory silica were first made. Although they contained no clay, the traditional ceramic process of shaping, drying, and firing was used to make them. So the term" ceramic," while retaining its original sense of a product made from clay, began to include other products made by the same manufacturing process. The field of ceramics (broader than the materials themselv es) can be defined as the art and science of making and using solid articles that contain as their essential component a ceramic. This definition covers the purification of raw materials, the study and production of the chemical compounds concerned, their f ormation into components, and the study of structure, composition, and properties.

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。

Ceramics are usually associated with "mixed" bonding-a combination of covalent, ionic, and sometimes metallic. They consist of arrays of

interconnected atoms; there are no discrete molecules. This characteristic distinguishes ceramics from molecular solids such as iodine crystals

(composed of discrete I2 molecules) and paraffin wax (composed of long-chain alkane molecules). It also excludes ice, which i s composed of discrete H20 molecules and often behaves just like many ceramics. The majority of ceramics are compounds of metals or metalloids and nonmetals. Most frequently they are oxides, nitrides, and carbides.

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, diamond and graphite are also classified as ceramics. These forms of carbon are inorganic in the most basic meaning of the term: they were not prepared from the living organism.

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。General Properties一般属性

Ceramics generally have specific properties associated with them. We will look at some properties and see how closely they m atch our expectations of what constitutes a ceramic.

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 This probably comes from personal experiences such as dropping a glass beaker or a dinner_ plate. The reason that the maj ority of ceramics are brittle is the mixed ionic-covalent bonding that holds the

constituent atoms together. At high temperatures (above the glass transition temperature), glass no longer behaves in a brittle m anner; it behaves as a viscous liquid. That is why it is easy to form glass into intricate shapes. So what we can say is that most c eramics are brittle at room temperature but not necessarily at elevated temperatures.

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。

Poor electrical and thermal conduction恶劣的电气和热传导 The valence electrons are tied up in bonds, and are not free as they are in metals. In metals it is the free electrons-the electr on gas-that determines many of their electrical and thermal properties. Diamond, which is classified as a ceramic, has the high est thermal conductivity of any known material. The conduction mechanism is due to Phonons, not electrons. Ceramics can als o have high electrical conductivity,(1)the oxide ceramic, ReO3, has an electrical conductivity at room temperature similar to th at of Cu; (2) the mixed oxide YBa2Cu3O7 is an HTSC; it has zero resistivity below 92K. 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，ReO3，

有一个类似的铜在室温下的电导率;（2）混合氧化物YBa2Cu3O7是高温超导;它具有零电阻低于92K。

These are two examples that contradict the conventional wisdom when it comes to ceramics.

这些都违背了传统的智慧，当谈到陶瓷的两个例子。

Compressive strength抗压强度 Ceramics are stronger in compression than in tension, whereas metals have comparable tensile and compressive strengths. This difference is important when we use ceramic components for load-bearing applications. It is necessary to consider the str ess distributions in the ceramic to ensure that they are compressive. An important example is in the design of concrete bridges-t he concrete, a CMC, must be kept in compression. Ceramics generally have low toughness, although combining them in comp osites can dramatically improve this property.

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，中央军委，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。

Chemical insensitivity 化学不灵敏度 A large number of ceramics are stable in both harsh chemical and thermal environments. Pyrex glass is used widely in che mistry laboratories specifically be-cause it is resistant to many corrosive chemicals, stable at high temperatures (it does not soft en until 1100K), and is resistant to thermal shock because of its low coefficient of thermal expansion (33×10-7K-1). It is also widely used in bakeware.

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 Many ceramics are transparent because they have a large Eg. Examples include sapphire watch covers, precious stones, an d optical fibers. Glass optical fibers have a percent transmission >96%km-1. Metals are transparent to visible light only when they are very thin, typically less than 0.1μm.

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。

Although it is always possible to find at least one ceramic that shows a typical behavior, the properties mentioned above are in many cases different from those shown by metals and polymers.

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，上面提到的属性不同的金属和聚合物中的许多案件。Types of Ceramic and Their Applications陶瓷及其应用的类型 Large numbers of materials are ceramics. The applications for these materials are diverse, from bricks and tiles to electronic and magnetic components. These applications use the wide range of properties exhibited by ceramics. Some of these propertie s are listed in Table 3.1 together with examples of specific ceramics and applications. The functions of ceramic products are de pendent on their chemical composition and microstructure, which determines their properties. It is the interrelationship betwee n structure and properties that is a key element of materials science and engineering.

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。

You may find that, in addition to dividing ceramics according to their properties and applications, it is common to class them a s traditional or advanced. Traditional ceramics include high-volume items such bricks and tiles, toilet bowls (whitewares), and pottery. Advanced ceramics include newer materials such as laser host materials, piezoelectric

ceramics .ceramics for dynamic random access memories (DRAMs), and so on, often produced in small quantities with higher prices. There are other characteristics that separate these categories.

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。

Traditional ceramics are usually based on clay and silica. There is sometimes a tendency to equate traditional ceramics with lo w technology, however, advanced manufacturing techniques are often used. Competition among producers has caused processi ng to becom1 more efficient and cost effective. Complex tooling and machinery is often used and may be coupled with compu ter-assisted process control.

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。

Advanced ceramics are also referred to as "special", “technical",or“engineering" ceramics. They exhibit superior mechanical p roperties, corrosion/oxidation resistance, or electrical, optical, and/or magnetic properties. While traditional clay-based ceramic s have been used for over 25000 years, advanced ceramics have generally been developed within the last 100 years.

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。

Table 3.2 compares traditional and advanced ceramics in terms of the type of raw materials used, the forming and shaping proc esses, and the methods used for 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。

11微结构、加工过程和应用之间的联系

微结构、加工过程和应用之间的联系

材料科学与工程领域经常是根据四大方面—合成与加工，结构与组成，性质和性能之间的相互联系来定义的。为了理解任意材料的行为（性能表现）与性质，有必要去了解它的结构。结构可以从几个水平层次来考虑，这些都会影响材料的最终行为（性能表现）。能够对材料的颜色、电导性和磁性产生影响的电子构型是材料的最精细的水平。

原子中的电子排布方式影响它是如何与其他原子结合的。这（结合方式）反过来又对晶体结构有着重大影响；结晶陶瓷具有非常规则的原子排列，然而，这种长程有序的排列在非晶体和无定型陶瓷中却不存在，尽管在局部我们可以看到相似的多面体结构。这种材料相对于它们的晶体经常表现出不同的行为。我们不仅要考虑具有完美晶格和理想结构的情况，也要顾及到材料中不可避免的结构缺陷的存在，甚至是无定型的，这类缺陷例如杂质原子和位错。

多晶陶瓷的结构由许多晶粒组成。晶粒的尺寸，形状和位向在这些材料的许多微观性质中扮演者重要的角色，例如力学强度。在大多数陶瓷中，多相共存，每一相都有自己独特的结构、组成和性质。对材料中的这些相的类型、尺寸、分布和总量的控制为控制性质提供了一种方式。陶瓷的微观结构通常情况下是它所经历的加工过程的结果。例如，热压处理的陶瓷一般情况下只有极少数孔隙，烧结材料很少有这种现象。

通过这篇课文，结构、加工过程和性质之间的相互联系将会很明显地显示出来。但这里用5个例子来说明。

1. 根据霍尔派奇方程，多晶陶瓷的强度取决于晶粒尺寸。一般来说，晶粒尺寸降低时，强度升高。晶粒尺寸是由初始粉体颗粒的大小和它们的凝结方式所决定的。多晶陶瓷中的境界也很重要。强度自然取决于材料是否纯净、是否包含第二相或孔隙，抑或晶界处的玻璃态。对于纳米陶瓷来说，这些关系却并非总是非常明显的。

2. 透明或者半透明陶瓷需要限制由气孔和第二相粒子引起的光的散射。通过热压处理可使孔径减小从而得到高密度产品。这种方法应用在光电领域制出了透明的PLZT陶瓷，例如短暂失明护目镜。

3. 因为杂质的存在，主要是能够散播声子的氧气的存在，导致商业上应用的多晶体AlN的热导性通常比预计的理论值要低。添加稀土或碱金属氧化物（分别加Y2O3）作为吸气剂可以减少氧含量。这些氧化物要在AlN成型前与AlN混合。在氧化物添加剂和涂在AlN晶粒表面的氧化物之间形成的第二相，隔离了三相点（？）。

4. 软铁氧体如……在一系列不同的设备中得到应用。举个例子，在电视显像管中用作移动电子束的轱辘。软铁氧体的

磁导率是晶粒尺寸的一项功能。大的无缺陷晶粒是首选，因为我们正是需要这种移动磁畴壁。缺陷和境界钉扎在畴壁处会很难使磁化强度达到饱和。

5. 因为氧化铝陶瓷具有很高的电阻率和低介电常数，所以它可以作为绝缘体。很多情况下纯净的氧化铝是不会被用到的。取而代之的是我们将氧化铝和硅酸盐混合，降低烧结温度。这样的材料称为低强氧化铝，在氧化铝晶粒间含有玻璃态硅酸盐相。低强氧化铝通常情况下比纯氧化铝有高的导电率（低的电阻率），在火花塞上用到。

安全

涉及材料的工作，安全考虑应该放在第一位。与陶瓷工作相关时，几项重要的预防措施要被采取。

有毒粉末包括例如Pb或Cd，氟化物应该有所了解。在运输时，厂方要提供关于产品危害方面的信息。阅读这些信息并保持它们容易获取是很重要的。一些标准资源提供与有毒粉末和可接受的风险水平的信息，在“参考书”都有给出。小颗粒应该是不能被吸入人体内的。自从19世界60年代这些影响众所周知，文献中也都有，但起经常被忽视。适当通风，改善卫生和防护服已经显著地降低了许多工业风险的发生频率。处理任何粉末（有毒或者无毒材料）都应当格外小心。最具危险的被认为是颗粒尺寸<1微米；大颗粒不会在空气中停留住够长的时间而被吸入体内，即使被吸入，也不能与上呼吸道曲折的轮廓发生信息交流。目前纳米粉体的毒性与环境影响还没有被明显提出，但它却是许多研究的主题，2004年英国皇家科学院的研究报告就是其中一例。

高温处理在很多陶瓷加工过程中被用到。高温对人体的影响是很明显的，不那么明显的是热的东西到底怎么影响的。表格3.3给出了温度的颜色标度。从制表中可以看出，400度的铝管颜色没有变化但会灼伤皮肤。

有机物在加工过程中被用作溶剂和粘合剂。传统上，有机材料在陶瓷加工过程中充当很小的角色。现在他们被广泛地应用在成型处理上。再次强调，生产厂家要在他们运输的产品中提供安全数据表单，这些信息十分重要，要仔细阅读。约定俗成的是，使用材料时，材料安全数据表单应该容易阅读；很多时候他们要被保存在实验室中。

12生物陶瓷

生物材料是应用到医疗器械中并与生物系统发生相互作用的一种非活性材料。生物陶瓷领域相对来说较新，直到20世纪70年代才出现。不过，许多生物陶瓷却不是新材料。其中一种最重要的是Al203-许多传统陶瓷产品的一项组成成分。

如果一种接近惰性的材料被植入体内将会引起一种保护反应，这种反应可引起非粘着性纤维层的包裹，厚度大约1微米。随着时间流逝，将会以移植失败告终。当金属和聚合物植入人体时也会发生类似反应。但被植入人体内时，具有生物活性的陶瓷将会以以下方式结合——组织界面模仿人体自然修复过程。例如HA的生物活性陶瓷可以以（体相形式）或者复合物的组成成分抑或涂层来使用。可被吸收的生物陶瓷，例如TCP，的确可以在身体内溶解并被周围组织所取代。这是一项很重要的要求，当然，可溶性产品必须是无毒的。以HA为例，TCP经常用作涂层而非体相形式，亦可以以粉体形式来使用，例如填充在骨内空间中。

生物陶瓷在临床上已得到大量应用。使用的范围遍及全身，包括修复骨头、关节和牙齿。当现有的机体部分发生病变、损坏或只是简单的磨损时，这些修复就会变得很有必要。还有很多其他的生物陶瓷的应用包括心脏瓣膜上的热解碳涂层和治疗某些肿瘤具有特殊放射性的玻璃成分。

陶瓷的优势和劣势

选取作为特殊应用的材料时我们必须作出选择。材料选取在任何复合材料设计加工过程中都是至关重要的，尤其对于用来移植和其他医疗器具来说。

我们能进行承载应用的三种主要材料是金属，聚合物和陶瓷。陶瓷优于其他移植材料的地方在于陶瓷的生物兼容性。一些在生理环境中是惰性的，其他的在身体内却能发生可控反应。大多数陶瓷的不利之处在于低硬度（影响其可靠性），高的弹性模量（导致应力屏蔽）。

增加陶瓷硬度的一种主要方式为形成复合材料。陶瓷可以是增强相，或为基体抑或兼具两者。举个聚合物的例子——利用生物陶瓷进行基体复合增强的掺有HA颗粒增强项的PE。复合材料的硬度比HA的高，弹性模量也更接近骨头。生物陶瓷也会用做金属基片的涂层。不锈钢生物活性玻璃涂层就是一个例子，它主要是利用钢的强度和韧性以及玻璃的表面活性特征。

陶瓷移植

对陶瓷移植的要求取决于它将在身体中扮演的角色。例如、全髋关节置换术的要求和中耳移植的要求迥异。不过有两个基本标准：(1)、陶瓷应与生理环境相兼容；（2）力学性质应与被取代的组织相匹配。

大多数陶瓷移植跟骨头有关。骨头是由细胞和血液供给系统组成的活性材料，由强度较好的复合结构包裹。这种复合材料是由非常有弹性以及韧性的骨胶原和与该羟基磷灰石极为相似的钙磷灰石晶体组成的;与HA很相似，我们将会继续生产（？）。正是HA组分使得骨头有了硬度。在骨胶原组织中这种针状的磷灰石晶体20-40nm长，1.5-3nm宽。与生物陶瓷应用有很大联系的多种类型的骨头中的两种是骨松质（海绵骨）和骨皮质（密质骨）。

骨松质比骨皮质密度低。骨骼的每一块骨头都是外层致密的骨皮质（密质骨）覆盖在海绵骨上组成的，以小到针孔的蜂窝状或以被称为骨小梁的平坦片状形式存在。因为骨松质的密度较低，所以它的弹性模量比骨皮质低，断裂应变率比骨皮质高。两种骨头都比软骨组织的弹性模量高，例如肌腱和韧带。不同类型的连接组织的弹性模量不同，这种不同能够保证在骨、骨与骨之间以及肌肉与骨之间存在一个机械应力光滑梯度。

植入体的力学性质很明显十分重要。如果植入体比它将要取代的骨的弹性模量高，称为应力屏蔽的问题接着就会发生。应力屏蔽会削弱负载最低或者负载压缩区域的骨头（骨头必须负载拉伸应力以保持健康）。骨头在被卸载或者加载压力的时候会经历生物转变引起骨吸收。利用降低弹性模量的方法来排除应力屏蔽是生物陶瓷复合材料发展的一个主要目的。

氧化铝和氧化锆

氧化铝和氧化锆是两个惰性相近的生物陶瓷。长期处于体液包围中，他们经历很少的或者几乎没有化学转变。高密度高纯度的氧化铝被大量的用于植入物，特别是在需要承载压力的髋关节修复和移植中。到2006年，超过10^6髋关节假体用氧化铝球作为股骨头替代品。

尽管一些氧化铝牙齿植入体是用单晶制成的，但大部分氧化铝植入体是由细晶组成的多晶氧化铝。通常情况下是在1600——1800度下通过压缩烧结而成。少量氧化镁（<0.5%）也被加入，抑制晶粒长大，从而在无需高压条件下便可以烧结得到高密度产品。

任何移植材料打的一项重要要求就是它要比病人“活”的久。由于陶瓷失效的概率本质问题，对每个植入体来说，不可能提供具体的绝对的预测使用期限。研究表明，可能像你期待的那样，负荷的增加以及时间的延长会增加失效的概率。老化和疲劳的研究结果表明，氧化铝植入物要具有可能最高标准的质量保障，尤其是它们用于年轻患者的矫正假肢上。

尽管氧化铝陶瓷结合了优秀的生物兼容性和杰出的抗磨损能力，但它仅有一般的抗弯强度和较低的硬度。这将移植（用来替换的）髋关节的直径限制在32mm以下，氧化锆有较高的断裂强度和抗弯强度，且比氧化铝陶瓷的弹性模量低。不过这与ZrO2有关:<1> 浸没在体液中时，氧化锆的抗弯强度和硬度稍稍降低，原因与从正方晶系到单斜晶系相发生的马氏体转变有关。人们已经观察到在非水溶剂中的相似的转变；<2>氧化锆的抗磨损能比氧化铝查，在陶瓷或陶瓷复合材料中，氧化锆的磨损率远远高于氧化铝的磨损率，与超高分子量聚乙烯结合的聚合物的过度磨损也会发生;<3> 氧化锆也许会少量富集半衰期较长的例如Th和U的放射性元素，分离这些元素的技术难以实现，代价高昂。主要关心的在于它们会释放α粒子，可以对身体软硬组织造成毁灭性打击。这里有许多关于氧化锆陶瓷α辐射排放的长期效应问题，尽管这种作用很小。

13 聚合物的介绍

聚合物是由重复的结构单元通过化学键连接在一起组成的大分子。这个单词由希腊字母“”衍生出来。Poly的意思是很多，meros表示部分的。聚合物众所周知的包括塑料、DNA和蛋白质。举个例子，聚丙烯的重复结构单元如下所示：

零零圈圈窟窿窟窿洞

聚合物的俗名叫做塑料，这个词指的是一大类具有许多性质和用途的天然材料和合成材料。天然聚合物材料例如虫漆和琥珀，已经使用几个世纪了、生物高分子例如蛋白质和核酸在生命活动中起着至关重要的作用。聚合物的研究领域涉及聚合物化学、聚合物物理和聚合物科学。

历史进展

始于1811年，Henri Braconnot在纤维素衍生出的化合物做的开创性工作可能是高分子科学最早的重要贡献。术语

“polymer”由Joris，Jakob，Berzelius在1833年首次提出。19世纪后期橡胶硫化上取得的进展提高了天然聚合物橡胶的耐磨性，也标志着半合成聚合物的首次通用。1907年，Leo Baekeland 通过精确控制温度和压力使苯酚和甲醛发生反应，首次得到了全合成聚合物——酚醛树脂（电木），并与1909年公诸于众。

尽管对聚合物的合成与表征取得了巨大的进展，但是直到20世纪20年代，对聚合物分子的结构的正确理解初见端倪。而在此之前，科学家一直相信聚合物只是小分子团聚在一起（称为胶质），并没有固定的分子量，被一种未知的力结合在一起，也就是所谓的关联理论。1922年，Hermann Staudinger 提出聚合物是由共价键结合在一起组成的长链结构所构成，在十数年间这个想法并没有被广泛接受，但也因为他的想法Staudinger最终被授予诺贝尔奖。Wallace Carothers 在20世纪20年代的工作中也阐述了聚合物通过定向方式从他们的构成单体合成而来。对于聚合物科学的一项重要贡献是由在Ziegler-Natta催化剂取得重大进展而获得1963年诺贝尔化学奖的意大利化学家GIulio Natta和德国化学家Karl-Ziegler做出的。在本世纪末期，诸如尼龙、聚乙烯、特氟隆（聚四氟乙烯）和硅树脂等合成聚合物材料是聚合物工业萌芽的基础。这些年在定向合成聚合物的工作上业已取得了重大的进步。现在商业上重要的聚合物基本都是利用有机合成技术进行全合成并大量生产。

聚合物的合成

聚合物的合成是一个把叫做单体的小分子通过共价键的结合形成链的过程。在聚合过程中，一些化学基团会会从每个单体上脱去。参与形成聚合物不同片段的各单体叫做重复单元或者单体残基。

实验室合成：实验室合成方法一般分为两类：缩聚和加聚。当然，一些新方法例如等离子聚合不分属其中任何一类。合成聚合物的反应可能也有催化剂的参与。利用实验室合成方法进行生物大分子的定向合成，尤其是人工合成蛋白质，是一个很热门的研究方向。

生物合成：生物大分子主要有3个分类：聚糖、聚缩氨酸、聚核苷酸。在活细胞中可以通过酶促反应过程将他们合成出来。例如，DNA的行程就是由DNA聚合酶催化得到的。蛋白质的合成涉及转录来自DNA和持续翻译将氨基酸合成特定蛋白质的信息的多种酶促反应过程。蛋白质在翻译之后会进一步得到修饰以使其具有适当的结构和功能。

天然聚合物的改性

很多商业上重要的聚合物都是通过天然存在的聚合物进行修饰合成而来。代表例子包括硝酸和纤维素形成硝酸纤维的反应和用存在的硫对天然橡胶加热而得到的硫化橡胶。

聚合物结构

聚合物的结构性质与沿着主链上单体残基的排布息息相关。结构对聚合物的其它性质有很大程度上的影响。举个例子，线性链状聚合物是否溶于水取决于它的单体是极性的（例如环氧乙烷）还是非极性的（例如苯乙烯）。另一方面，尽管天然橡胶的两个样品可以是由相同的单体组成，但是它们也可以展示出不同的性质。聚合物科学家已经提出相应的术语来精确描述单体的特征（nature？）和它们的相关排布。

单体特性（identity）：一般来说，组成聚合物单体的特性是聚合物第一位也是最重要的属性。重复单元也就是聚合物重复排列的单元，也是聚合物最明显的特征。聚合物的命名一般是基于组成聚合物单体的类型来说的。只包含一种单体的聚合物即为所熟知的均聚物，由多种单体组成的称为共聚物。举个例子，聚苯乙烯，仅有苯乙烯单体组成，所以归类为是聚物；乙烯基醋酸纤维包含多种单体，所以是一个共聚物。某些生物聚合物是由一系列不同的但是结构上相联系的单体，例如，聚核苷酸是核苷酸组成的。

一个常见的错误就是用单体来代替指聚合物的重复单元。事实上，两者是不同的。单体是将被用来作为聚合反应开始的稳定分子。然后单体至少脱去两个化学基团形成重复单元。举个简单的例子聚乙烯，单体是乙烯分子，重复单元是—C-C-。

包含离子单元的聚合物也叫做聚合电解质。离子交联聚合物是聚合电解质的一个子集，占据其中的一小部分。（？）链的线性：聚合物链的直观线性形貌是在液体介质表面用原子力显微镜（AFM）观察到的。最简单的聚合物的形式是一条直链或称之为线性聚合物，仅有一条主链组成。无支链的聚合物的柔顺性是由它的持久长度来表征的。支链聚合物分子是由一条主链和一个或者多个侧链或者分支构成。支链聚合物的典型例子包括星型聚合物、梳形聚合物和刷状聚合物。如果聚合物包含有一条与主链的组成和构型不同的侧链，称之为接枝聚合物。交叉结合的聚合物表明聚合物是从一个节点向四个或者更多的方向呈放射状分布。具有高交联度的聚合物分子能够形成聚合物的网状结构。足够高的交联度也会形成“无线网络”，即为“凝胶”。链的网状结构无限延伸，所以有的链交联成一个大分子。

链长：聚合物本体性质很大程度上依赖于其链的尺寸。与任何分子一样，一个聚合物分子的大小可以用分子量或者分

子质量来描述。聚合物的分子质量可以用聚合度来表示，本质上就是组成聚合物单体的数目。对于合成聚合物来说，分子量是由对样品中分子量的统计来描述的。因为事实上，工业合成过程并不会得到单一尺寸链的聚合物。统计的例子包括数均分子量和重均分子量。比值为分子量分布指数（多分散系数）。一般用描述分子量分布的“宽度”。聚合物链的最大长度是伸直长度。

14软质材料：聚合物和塑料

很长时间以来人们把天然形成的聚合物，例如羊毛、皮革、丝和天然橡胶加工成为有用的材料。在过去的70年左右，化学家开始通过控制化学反应使单体聚合，从而形成聚合物。大量合成的聚合物具有-C-C-骨架，这是因为碳原子具有与其它原子更强跟稳定键的优异性能。

塑料是一种通常经过热压处理后可以被塑成各种形状的材料。热塑性材料是一类（加热固化冷却后）可以被再次加工成型的。举个例子，塑料牛奶容器是由一被称为聚乙烯的聚合物材料制成的，该聚合物具有很高的分子质量。这些容器可以被融化，得到的聚合物还可以经循环为其它所用。相反，热固性材料是通过不可逆化学过程形成的，因此不能被再次加工成型。

高弹体是一类表现出橡胶或弹性行为的材料。假如没有超过弹性限度，拉伸或者弯曲，撤除变形力后它依旧可以回来原来的形状。一些聚合物，例如尼龙和聚酯，可以加工成纤维，就像毛发一样，相对于它们的横截面积而言非常长，这一特点与弹性无关。这些纤维可以被编织成纤维织物或绳索，亦可以做成衣服、轮胎帘布（帘子线）或者其他有用的物件。

合成（制造）聚合物

聚合物反应最简单的离子是由乙烯分子到聚乙烯的形成。在这个反应过程中，每个乙烯分子中的双键打开，来自这个键中的两个电子被用来与其他两个乙烯分子形成新的-C-C-单键。

通过重键使原子结合而发生的聚合作用叫做加聚反应。

我们可以写出如下的聚合反应方程：

失败+男生=成功

这里n代表着较大的数字——参与形成一个大的聚合物分子的从几百到几千的单体分子（这里指乙烯）数目。在一个聚合物中，重复单元（上面方程括号中显示的单元）在整条链中出现。链端以C-H键作尾，因此链端碳原子有四个键。聚乙烯是一种很重要的材料。在美国每年有超过200亿磅的聚乙烯被生产出来。尽管组成简单，但这种聚合物却不容易制得。只有在多年的研究之后（齐格勒-纳塔），人们才获得了适当的条件来制造商业上广泛应用的聚合物。

另一类用来合成商业上重要的聚合物通用的一般反应时缩聚反应。在缩聚反应中，两个分子通过消去一个例如水的小分子形成一个大分子。举个例子，伴随着水的形成，胺（一种含有-NH2基团的化合物）会和羧酸（含有-COOH基团的化合物）反应在N和C之间形成单键。

在很多尼龙的形成中，在每端都有一个-NH2基团的化合物二元胺会和每段都有一个-COOH基团的二元酸发生反应。例如尼龙-66就是由每端有一个氨基的含6个碳原子的二元胺和也含有6个碳原子的脂肪酸反应得到的。

缩聚反应在二元胺和酸的末端发生。化合物水排出，N-C键在分子之间形成。

仅仅通过一种分子得到缩聚产物是否也有可能呢？

聚合物的结构与物理性质

所给出的聚乙烯和其他聚合物的简单结构式并不是真实的反映。因为聚乙烯中每个碳原子被其他四个键所包围。原子以四面体形式排布，因此键是不直的。而且，原子可以绕着C-C单键进行相对自由的转动，并非直而僵硬，链是具有柔顺（韧）性的，而且易折叠。分子链的柔顺（韧）性引起整个聚合物非常柔顺（韧）性。

合成和天然形成的聚合物都是由不同分子质量的大分子集合形成的。分子质量取决于形成条件，因此分子质量在平均值附近可能分布很宽或者很窄。这种分布部分因为聚合物在很大程度上是无定型（非晶）材料。它们在一定温度范围内软化，这与完美晶体相具有非常明确的熔点不同。

聚合物的主链旁有侧链，这些侧链阻碍结晶区的形成，降低材料的密度。高密度聚乙烯用来制作瓶子，鼓和管道。这种形式支链少，因此结晶度相对较高。聚乙烯可以通过改变链长度、结晶度和支链数使其性质得到调整，做成通用材料。

我们可以在聚合物中加入各种不同的化合物，使聚合物具有抗日照和抗氧化降解的性质。材料的物理性质也可以通过

加入较低分子质量的物质，塑化剂，进行很大程度上的改性，以降低链间相互作用的程度，使其更加柔顺（韧）。例如，聚氯乙烯，分子质量大，为硬质坚固材料，被用作家用排水管。当它与合适的低分子质量物质等混合后，就能形成柔顺（韧）性的聚合物，这种聚合物可用来制造雨靴和玩偶的零部件。在一些应用中，由于蒸发，在塑制品中的塑化剂会随着时间消失。当这种情况发生后，塑料失去柔顺（韧）性而易于开裂。

通过在聚合物链之间引入化学键，聚合物可以变得更加坚固。在链间形成键称之为交联。聚合物中的交联数目越大，材料就会越坚硬。热塑性聚合物是由独立聚合物链组成的，热固性聚合物在加热之后变成交联，也正是交联才使它们维持固定的形状。

交联的一个重要例子是天然橡胶的硫化，是由Charles Goodyear在1839年发现的一种加工工艺。天然橡胶是由源于巴西橡胶树的树皮上的液体树脂形成的。化学上来讲，它是异戊二烯的聚合物。由于碳碳双键的旋转不易发生，与碳原子相连的基团的取向固定不变。在天然形成的橡胶中，链扩展发生在双键的同一侧。天然橡胶不是一种有用的聚合物，因为它太软，并且太容易发生化学反应。Goodyear偶然发现把硫磺加到橡胶中然后加热混合物会使橡胶坚固，而且降低其对氧化和化学侵蚀的敏感性。双键的5%左右的交联度会得到柔顺（韧）、有弹性的橡胶。当橡胶被拉伸时，交联会使链免于滑移，因此，橡胶会保持弹性。

15用于食品包装的生物降解聚合

目前全球塑料的消费超过2亿公吨，并且每年大约以5%的速度增加，这代表着原油的最大应用领域。它重点表明塑料工业是多么地依赖原油，也正是如此，日益增长的原油和天然气的价格将对塑料市场带来难以预知的冲击。利用可替代原材料正变得越来越重要。由于它们的价格低和很好的力学性能，例如抗拉和撕裂强度，对氧、二氧化碳、酐和芳香族化合物的阻碍性和热密封性等，（但是由于科技的限制）直到现在以石化产品为基础的塑料诸如：PET、PVC、PP、PS和PA等才作为包装材料得到广泛应用。塑料包装材料经常被食品和生物物质污染，因此回收利用这些材料是不可行的，大多数情况经济上也不划算。日趋广泛的环保认识把好用和环保这两个属性强加到包装薄膜和加工过程中。我们可以得到这样的一个结论。生物降解能力不仅是一项功能要求，也是一个重要的环境需要属性（特点）。

对生物降解材料来说，堆肥能力也很重要。因为回收的代价高昂，堆肥能力会允许包装材料在土壤里自行降解。通过生物降解，它只生成水、二氧化碳和无机化合物，而没有残毒。

用可再生原料生产的生物聚合物必须可被降解，尤其是堆肥能力，这样它们可以作为肥料和土壤调节剂。但是基于可再生原料制成的塑料不必具有生物降解性和堆肥能力；另外，生物塑料材料也不必基于可再生原料，因为生物降解能力与与材料的化学结构直接相关，而不是原材料。特别要说的是：化学键的类型决定着细菌是否能够降解材料以及什么时候降解。几个（天然）合成的聚合物具有生物降解性以及堆肥能力，例如淀粉、纤维素和木质素，这些是天然碳基聚合物。反之亦然，基于天然单体的相同原生质体，通过像聚合反应这样的化学改性，可能会失去生物降解性质，举个例子，通过聚合反应由油酸单体得到的尼龙9型聚合物或者经聚合反应由蓖麻油单体得到的聚酰胺11型聚合物。塑料是以聚合物为基体和其它像添加剂、稳定剂、着色剂、加工助剂类化学物质组成的复合物。它的数量与类型从一个聚合物向另一个变化，因为每次最终产物都必须根据它的加工过程和将来的应用而达到最佳化。因为这些原因，在不久的将来，由100%的可再生原料生产产品是可能的，而且趋势正是尽可能利用最高比例的可再生原料。生物塑料，（在某种程度上）就像塑料，代表着一个很大的应用范围像堆肥收集袋、农业箔、园艺学应用、托儿所用品、玩具、纤维、织物等等。其他领域如包装和技术应用也正愈加重要。食品包装应用的生物塑料材料的期望性能为包装食品、使其与环境隔离，保持食品质量。显而易见，对其力学性质和阻隔性能进行改性来实现其功能要求很重要，这最终还是要取决于聚合物包装材料的结构.

从我们的观点来看，重要的是不仅要根据人物来理解这些材料的物理和力学性质，而且还要理解其与食物的兼容性，这在食品质量性质中作为潜在的资源已为人们所熟知。

化学降解

生物塑料的目标是为了例模仿生物的生存周期，包括节约石化资源、水和二氧化碳产品，正如图4-5所示：图片儿

以聚合物为基体的产品要求在一个可控的方式下进行生物降解。天然聚合物（像橡胶、木质素和腐殖质）和像聚烯烃的合成聚合物生物降解，不能满足通用的生物降解对迅速矿化作用标准的要求。在羧酸、醇、醛、酮的含氧生物降解过程，由水和热引发的过氧化反应可以使之降解成低摩尔质量的物质，这就是碳氢聚合物力学性能降低的主要原因。

（细菌、真菌和酶的生物同化作用可以减少单位面积的生物的数量和二氧化碳的含量，并最终形成腐殖质）一般来说，合成聚合物包含加到聚合物中的抗氧化剂和稳定剂，借以使聚合物抵抗加工过程中的力学氧化和提供要求的保质期。因此，一方面，为改变这些材料的力学性能加入抗氧化剂是有必要的；另一方面，对生物降解过程来说，聚合过程中最好不要加入这些。

由于聚烯烃结合了柔性、韧性、优秀的阻隔性质，且所有的聚烯烃均由低价值的油分离产物制得，使其在包装领域中居于中心地位，这也让它们作为生物降解聚合研究的一项基本选择。

合成和天然聚合物的光谱性质截然不同。聚烯烃是憎水的碳氢聚合物，抗过氧化，难以生物降解和水解。这也是它们作为包装材料的主要属性——不可生物降解。为了使其能进行生物降解，有必要引入能够提升其氧化-生物降解的氧化强化剂。这样微生物可以通过同化作用产生小分子量的氧化物。纤维素，淀粉等天然聚合物是亲水性聚合物，是水可湿的或可溶胀的，因此是生物所能降解的。在对防水有要求的地方，这种包装材料是无用的。

用持久耐用的聚合物做短期使用的包装材料并不合理，另外也是因为包装材料被食物污染后再进行物理回收是不切实际的。大部分商业化的生物高聚物材料是可被生物所降解的，当然这与材料所处条件如温度和相对湿度有很大关系。

16复合材料的介绍

复合材料通常定义为由两种或多种不同的物质结合在一起所构成的具备任何一种组分单独存在时都不拥有的某些性能的新材料，而这种新型材料又保留了各组分原来所特有的性能。由这个定义我们可以知道，很大范围内的工程材料都属于这个种类。举个例子，多相金属在微观尺度上是复合材料。但一般意义上的“复合材料”是指通过键的作用使两种或者多种不同的材料结合在一起的材料。得到的材料有独立组分中不具备的性能。复合材料的概念由来已久，一个简单的例子就是把秸秆加入到泥土中做成坚固的土墙。最常见的是：复合材料有个连续的叫基体的本体相，还有一个分散的非连续的叫做增强相。一些基本复合材料的其他例子如：混凝土（水泥和沙子的结合体），增强混凝土（钢筋混凝土）和纤维玻璃（玻璃丝加入到树脂基体中）。

大约20世纪60年代一组称之为“高级工程复合材料”（简称先进复合材料）的复合物出现。先进材料为采用了树脂与纤维结合的复合材料，一般为碳/石墨，凯芙拉或玻璃纤维与环氧树脂的复合材料。纤维具有高的硬度，而将其包围着的聚合物树脂基体能保持复合材料的结构。复合材料的基本设计概念是由本体相来承载覆于其表面上的大量负荷，然后将其转移到能够承载更多负荷的增强相材料上。其意义在于许许多多的基质材料和纤维规格，可以以难以数计的方法相结合，并产生期望的性能。这些材料首先被研发用于航天航空工业，因为只有使它们比纯金属具有较高的硬度和重量或者强度—重量比才能得到应用。这意味着金属部分可以由先进复合材料人工制得较轻的部分来取代。一般来说，碳-环氧树脂复合物的重量是铝的2/3,硬度确是其2.5倍。复合材料可以抵抗疲劳破坏和恶劣的环境，且具有可修复性。微观尺度上满足通过键结合的标准的复合材料也能被生产出来。在钴粉末中加入碳化物粉末，然后加压烧结成型，碳化钨保留其原有性能。得到的材料是以钴为基体，其中含有碳化钨颗粒。这种材料被用来作钻孔机，材料被称为金属基复合材料。金属基复合材料是这样的一类材料—金属材料由另一种材料来增强，借以提高其强度、抗磨损和其它的一些性质。

一般来说复合材料有两个相。增强相是沉积在金属基体上的纤维、片材或粒子。增强材料和基体材料可以使金属、陶瓷或者聚合物。典型的为增强材料密度低，强度高，而基体材料通常为易延展或者硬质材料。

复合材料的一些常见分类如下

1增强材料；

2金属基复合材料；

3 陶瓷基复合材料；

4 三明治结构；

5 混凝土。

复合材料能够以很多形式呈现，不过基于其强化机理一般将其分为三类。这些类别为弥散强化、粒子强化和纤维强化。弥散增强复合材料是指在金属集体上第二相粒子有很好的分布。这些例子阻碍材料的变形（材料变形的机理包括位错的运动和滑移，稍后将进行讨论）。很多金属基复合材料都可以归入弥散强化复合材料这一类别中。粒子强化复合材料是指占有很大体积分数的粒子分散在基体中，负荷由和基体共同承载。大多数商业陶瓷和很多填充型聚合物是粒子强化复合材料。在纤维增强复合材料中，纤维是基体的承载部分，纤维玻璃和碳纤维复合物是纤维强化复合材料的粒子。

如果复合材料设计和制备合理的话，复合材料就会既具有增强相的强度又具有基体的韧性从而得到了性能的理想结合，这是任何一种组分单独存在是所不具备的性能。一些复合材料也具有可被剪切的优势，因此一些像强度和刚度的性质可以通过改变增强材料的总量或位向而轻易改变。不利的是这样的复合材料要比传统材料要昂贵。

17复合材料的性质

一般来说，复合材料的物理性质并非各向同性（受力方向上的独立性），而是呈典型的各向异性（因受力方向不同而不同）。举个例子，复合嵌板的刚度通常取决于受力方向或受力部分的位向。嵌板硬度也取决于其设计。例如：所使用的纤维增强相和基体相，嵌板制造的方法，热固性与热塑性、编排方式及纤维轴所受主要力的方向。

相反，各向同性材料（例如铝和钢）在标准铸造过程中具有相同的硬度，而不受作用力或力矩的影响。

对于各向同性材料来说，受力和应变之间的关系可以用以下材料的性质来描述：杨氏模量、剪切模量和泊松比这些相对来说较简单的数学关系。就各向异性材料来说，它涉及数学中的二阶常量，并且有多达21种材料性能参数。特别要说的是正交各向同性。对于杨氏模量，剪切模量和泊松比，每个都有三个值—共有9个常量来描述受力与应变之间的关系。

复合材料的失效

振动、碰撞或者重复的周期应力均可以导致层状材料在两层之间的界面上发生分离，这种情形称为分离成层。独立的纤维可以从基体种分离出来（纤维剥离）。

在微观或者宏观尺度上复合材料都会失效。在宏观尺度或者在压缩失效都会变形。拉变失效可以是局部的网状区域失效或者微观尺度上复合材料的一个或者多个片层由于基体拉伸失效而发生降解或者基体与纤维之间键的断裂。

一些复合材料很脆，失效几乎没有残余应力，其它的却能遭受有较大的变形和保有吸收能量的能力。纤维和基体的变化可见。混合物可以通过掺杂获得，并且其性质变化范围广，可被设计成复合结构。众所周知，哥伦比亚号航天飞机的机翼是碳-纤维，升空的时候受到撞击破损，终于酿成了在它于2003年2月1号返回大气层时飞行器解体的灾难性后果。

复合材料的优势

为什么使用复合材料呢，复合材料最大的优势在于其将质轻、高强度和刚度完美结合起来。通过选择适当的增强和基体材料结合，生产者就可以制造出极其满足为某些特殊目的所需要特定结构的标准。

现代航空技术，包括军用和民用都是最好的例子。如果没有复合材料，效率就会大打折扣。事实上，工业上对材料既要轻又要具有很好的强度的要求是复合材料发展的主要推动力。用先进复合材料去做机翼、尾翼、螺旋桨、水平悬疑叶片已经很常见，而且很多内部结构和装置也是这样。一些小型航空器的整个机体是由复合材料制成的；对于大型商业航空器，其机翼尾翼和主板也主要是由复合材料构成。

想到飞机，制得注意的是复合材料不像金属（如铝）那样在压力作用下会完全解体。一块金属上的裂纹可能会迅速蔓延，并带来严重的后果（尤其一旦发生在航空器上）。复合材料的纤维可以阻止小裂缝的扩散，并且可以分担周围应力。好的复合材料应具有好的稳定性和抗腐蚀性，这使得他们成为处于极端环境中的理想材料，如船舶、化学处理器和航空器。通俗地说，复合材料是相当耐用的。

复合材料的另一项优势是他们可以具有设计的柔顺性。复合材料可以被设计成复杂的形状—冲浪板或者船体外壳。

复合材料的劣势是其价格，虽然使用复合材料时加工过程会很高效，但原材料却很昂贵。尽管复合材料不可能完全替代传统材料，例如钢铁。但在许多情况下，复合材料是我们所需要的。毫无疑问，随着技术革命，新应用也会被发现。我们已经见证复合材料可以做到。

18聚合物纳米科技-纳米复合材料

基于纳米复合材料的聚合物基体

在最近所有技术科学的研究与发展中，纳米技术领域是最热门的领域之一。很明显这包括聚合物科学与技术，甚至在这个领域的研究还覆盖着很大范围内的不同其他主题。对现代设备来说，当期临界尺寸小于100nm时，这个领域还包括微电子学（更多时候会用纳米电子学来代替）。其他的还包括基于以聚合物为基体的生物材料、纳米粒子药物载体、微乳液颗粒、燃料电池用电极的聚合物固载的催化剂、逐层自组装聚合物薄膜、静电纺丝纳米纤维、平版印刷、混聚物和纳米复合材料。甚至在纳米复合材料领域，很多不同的主题—复合增强，隔绝性质，防火性，光电性质，美容应

用，抗菌性能。纳米科技在聚合科学中的研究中并不陌生，因为在（…）之前的研究已经涉及纳米级尺寸，只是没有像最近的纳米技术一样被专门提及。具有相分离的聚和物共混材料经常含有纳米尺度的相；嵌段共聚物在形态学上来讲主要也是纳米尺寸；不对称膜有纳米级孔隙结构，微乳液粒径小于100nm；混合物和复合材料的界面现象也涉及纳米尺寸。更有甚者对于纳米复合材料，合成橡胶中碳黑增强相，硅胶改性还有天然纤维（例如石棉纳米纤维直径）增强相也已经是被研究了数十年的课题。在过去几十年里研究的基于溶胶-凝胶化学的有机-无机纳米复合材料已基本淡出复合材料的研究。从根本上来说，纳米尺寸是宏观尺度到分子水平的过渡区。最近对基于纳米复合材料的聚合物基体的兴趣最初起于对涉及膨化粘土的有意思的观察，以及更多的最近的研究—碳纳米管，碳纳米纤维，膨化石墨（石墨烯），纳米晶态金属，还有大量的附加纳米无机填充物或者纤维改性物。

带有膨化粘土基于纳米复合材料的聚合物基体是重要的改性手段。尽管纳米复合材料的增强相是它的主要方面，但是纳米复合材料的许多其它性能和潜在的应用也很重要，包括阻抗性、阻燃性、电/电学性能、膜性能、混聚物兼容性。纳米尺寸和较大尺寸上性质的比较是一项重要的考虑。相对于较大尺寸改性，纳米尺寸的协同优势是重要的考虑因素。理解粒子的性质随着尺寸降低到纳米级别而发生改变，这对于优化所得到的纳米复合材料很重要。应该注意到纳米复合材料系统仍可以用连续介质模型来模拟，这种情况下绝对尺寸是不重要的，因为只有形貌和体积分数对于预测性质才是必须的。当粒子、板块或纤维改性的尺寸在1-100nm范围内时，应考虑到纳米级。对于板块或纤维，究其范围（板块厚度或纤维直径）最小的尺寸应该考虑到。

基于纳米复合材料的聚合物基体的未来

有一个纳米复合材料能够在其中成为很大影响力的商业杰出材料是先进复合材料。由于基体相的低模量和强度，碳纤维增强复合材料在可实现的性质改善上有局限（尤其在正交铺设复合材料中）。在小尺寸上利用碳纳米管对基体的改性和在相对较高尺寸下利用碳纳米纤维改性会使基体的模量和强度相对整个复合材料来说有很大程度上的改观。这可以让单向材料在很多方面得到改善，对于正交铺设复合材料材料（在先进复合材料中利用的主要复合材料的结构类型）来说效果也很显著。这个概念是对当前的考虑，也可以允许复合材料逐步改变。这个概念在特殊的运动器材（网球拍和曲棍球球棒）已经得到商业上的应用。这些改进对于未来航空器和风能涡轮机的应用意义重大。这个方法跟天然复合材料很类似—等级结构制造方法以纳米水平为起点，在多个尺寸范围内应用。同样的概念与更多的商品化的增强复合物相关—膨化粘土可以加入到不饱和聚酯—纤维玻璃复合材料基体或者其他的纤维玻璃增强基体聚合物中。随着通过纳米水平构造的天然优化材料性质的方法秘密的揭开（仿生学），这些发现转移应用到聚合物纳米材料会使进一步发展。值得注意的是，纳米结构的表面可以产生超疏水特性和独特的粘附性。生物和聚合科学的融合，通常涉及一些模仿生物系统的纳米级聚合物和复合系统的设计。

碳纳米管或者膨化石墨（石墨烯）为电/电子/光电子学领域提供了实质上的机遇，在一些特殊的衍生科技上也有潜在的价值。一个特殊的应用是由于其低成本和可随意更换设备的优势，碳纳米管将作为透明导电体而取代导电玻璃。碳纳米管也已经被提出来，而且如果它的高电导率可以获得的话（大于103S/cm），对于碳共轭纳米管聚合物材料的潜力也会很有价值。廉价石墨的生产尚未实现，石墨的广泛使用亟待石墨合成技术的突破。

另一领域涉及包括分散和校准的形态学控制的重要性。获得纳米材料的最优化性质常常要求纳米粒子要具有较好的分散性。纳米粒子（包括纳米尺寸的小片和纤维）并入到宏观结块中的趋势会大大影响其已有的性质。在特例中，较好的各向同性分散可能不会有预期的形态学结构，而是有层次的形态学结构且具有独特的性质—例如通过渗滤方式观察到的使电导率最大化或者较好的图案形态以获得新颖的光或电子学性质。

19纳米技术和纳米结构材料

随着越来越多的基于纳米材料的产品被引入市场，纳米技术和纳米结构材料不仅仅在科学、研发领域而且同时在人们的日常生活中扮演者日益重要的角色。

纳米技术处理具有纳米尺寸的材料，例如纳米结构材料，如果材料的大小到达纳米尺寸，它的物理化学性质会经历巨大的变化，这会在未来得到广泛应用，当然目前已实现的仅仅是小部分。至少有两种或者更多的力（因素）来推动纳米技术。大多数生物分子和其他生物材料是纳米尺寸的，因此纳米尺度提供了研究这些生物分子、材料和其他生物材料的最佳方法。由于一直对半导体小型化的要求，已经深入纳米领域的半导体产业是（纳米技术的）另一推动力。

由上述可知，很明显纳米技术不再仅仅限制在单一学科，而是要求交叉学科的方法，进行知识的融合以及要学习来自物理、化学、生物、医药、工程和其他很多不同领域的科学家的方法。

纳米结构材料的类型

纳米结构材料有很多不同的分类，例如：（1）纳米粒子；（2）特殊的纳米结构像纳米管，富勒烯，纳米线，纳米棒，纳米（洋葱），纳米（灯泡）（？）和其他相关材料；（3）厚度在小于100纳米的薄膜，可以自组装成纳米材料；（4）纳米复合材料。

纳米材料的性质

纳米技术处理尺寸在纳米范围内的材料(<100nm)。他们可能是由单一孤立的纳米粒子，像那样的纳米粒子的聚集体，二维纳米结构的薄膜，组分是纳米大小尺寸的复合材料，或者像经过光刻和蚀刻得到的例如半导体装置的纳米大小的结构，抑或单一纳米结构经过自组装形成的结构。不管纳米材料性质和它们的制作过程如何，纳米材料许多奇异、甚至令人兴奋的性质可以归结为一个简单道理：如果材料/结构的尺度接近纳米时，物理和化学性质将发生巨大的变化。后者是由于面积与体积比率的急剧增加。对于半径为1nm的求，几乎50%的原子落在表面（在纳米管中，所有原子都是表面原子！）

在物理学领域，除了在纳米范围内也有同样的巨大变化。（？）原因可以描述如下：如果它的大小（或者组分相的大小），也就是所谓的尺寸参数变得比与这些性质相联系的临界长度要小时，固体的性质会发生巨大的变化。下述是取自可能会用来描述这些现象的电学，光学和力学的几个例子。

电学/光学性质

如果纳米粒子的尺寸比德布罗意波长，比电子平均自由程（即量子点）短时，就会出现惊奇的效应。带隙变宽，若在本体材料中，其连续的态密度也会变大（？）：能级分离，跟原子的情况很相似（?）。这对纳米材料的光学性质产生巨大的影响：例如吸收光谱由红外向可见光区域移动。

量子阱（一维）的量子限域效应，量子线（二维）和量子点（三维）和能谱产生的变化对具有纳米结构的半导体的光电性质也会有重要的应用，目前已经在光电装置中得到使用。

磁效应

铁磁性材料是由经过平行磁化的区域组成的。若加一个外磁场H，即使移除外磁场，在磁场中所有取向磁化的区域都会保持原来的方向。如果铁磁性纳米粒子的尺寸变得比临界域尺寸（10-20nm）还要小，仅仅会有一个域保留在纳米粒子内（?）。当再次施加外磁场时，所有的离子会随着这个场对齐，但是一旦撤除这个场，由于热运动，会出现取向无序化。这种表现行为与顺磁体的永磁偶极子很相似，因此又被称为超顺磁性。另一方面，超顺磁性粒子在纳米技术和医学中起重要作用。

另外一种磁学上的纳米效应是所谓的巨磁电阻效应，已经被用来制作磁存储器件。其临界长度既可以是电子平均自由程也可以是自旋张弛长度，这取决于它的实现细节（形成过程）。

力学效应

韧性材料的变形依赖于位错的迁移和增殖。后者可以经过弗兰克-里德机理发生。如果位错在距离为L（例如分散的纳米粒子）的两个障碍处钉扎，临界剪切应力（公式不会打）被要求能实现弯曲半径R=L/2(G是剪切模量，b是位错的柏氏矢量)。达到这个点以后，半环会自动地继续增大，形成一个封闭的换，但是原始位错仍然存在，也就是说现在有两个位错存在。如果通过结构约束钉扎点的距离L是有限的（例如：纳米晶体或者分散的粒子的高密度），需要非常大的应力去激发弗拉克-里德源，会带来相当大的硬化。

在脆性材料中，失效通过裂缝扩展发生。可以这样来说明（格里菲斯理论）：当达到临界应力时，裂缝的长度a会延伸到整个材料中。根据这个方程可知：预置裂纹越小，临界应力越高。如果材料的结构限制最大裂缝长度达到纳米级，要引起灾难性的脆断就需要非常大的应力。

20 纳米结构材料的创造（生产、制造）

有两个获得纳米结构材料的基本方法：自上而下和自下而上。第一种方法是从宏观结构开始的，利用光刻和蚀刻技术使这些宏观结构降低到纳米尺寸范围。相反，第二种方法是从天然构建的原料例如原子和分子，利用某些自组装的优势去建立纳米结构。

这两种方法的原理在图6.1中的草图做了比较。

Figure6.1

表格6.1总结了利用两种方法去做出具有纳米结构的体相材料和具有纳米结构的薄膜所用到的技术。自上而下的技术

最好的例子是半导体工业，而人类的大自然母亲可以被认为是提供了自下而上方法的优秀的例子。当然，联合两种方法的融合技术已经发展起来。

从表格6.1可以看出，对于两种方法，都有很多种不同的生产纳米结构材料的技术。

Table6.1

通常情况下，主要有三种技术用来制造微观和纳米材料：（1）电子书光刻；（2）纳米球光刻或者胶体光刻；（3）微（纳米）接触印刷。相比之下，第一种是根据（绕过）瑞利准则用电子代替光子，较为常见，后两者是具有独创性的纳米技术发明。

胶体光刻是利用纳米球构成的单层通过自组装形成的膜。（？）。它由以下四步构成：

（1）:在衬底上涂一层材料A，A的选择根据其用途决定；

（2）：球状纳米粒子构建的单层组成的胶质模板通过自组装过程形成。球体颗粒的尺寸、体相组成和表面化学也是由用途所决定的。典型的材料由玻璃、二氧化硅和聚合物（例如聚苯乙烯）；尺寸范围从几纳米到几百纳米。有几种方法实现球粒子的组装，例如静电吸附，2维晶体化，L-B技术等等。

（3）：通过等离子蚀刻步骤，球的尺寸减少，其中暴露的部分材料A被除去，另一种材料B沉积在这种结构表面，再说明一下，选择材料的性质和沉积方法也取决于其用途。

（4）：最后，移除胶体膜，得到基质（衬底）上的具有纳米结构的材料A和B。

显然，这是自上而下和自下而上方法的结合。材料A和B的沉积和构建遵循自上而下的方法，而胶质模板的形成则通过自下而上的步骤。

微接触印刷和纳米接触印刷同属于被总结并标为“软光刻”的一组技术中。微接触印刷自20世界90年代起步得到发展。该结。有记录显示结构的底片是在耐用材料（一般是二氧化硅）上获得的，并拿来作为磨具。接着把聚合物投入这个模具中，“邮票”就可以形成。通常，用聚二甲基硅氧烷来达到这种目的：在铸造工序中应用一种预聚物和固化剂的粘性混合物，然后这种混合物通过缓慢升温进行固化。这种PDMS邮票（? ）软且柔顺（因此名为软光刻），很容易从模具上取下来。接下来的成型加工过程邮票用将被印刷的材料去覆盖。然后材料可以可以选择的基质（衬底）上印刷。这种方法的优势是：邮票可以被多次用来制造相同的样式，模板可以制造更多的邮票。这项技术的空间分辨率在很大程度上由制作模板的工序的分辨率决定的，同时由所用的PDMS的性质决定。

实现亚微米分辨率的一个有趣的可能性是利用胶体光刻技术来生产模板。首先，单层聚苯乙烯珠子被组装到硅表面。接着通过等离子蚀刻珠子尺寸降低，以与印刷区域的尺寸相匹配。在这个结构上SiOx膜就形成了。最后，聚苯乙烯珠子通过超声波处理的机械方法出去后，印制邮票的底片被留下来。

Unit1：

2.英译汉

材料科学石器时代

肉眼青铜器时代

光学性质集成电路

机械(力学)强度热导率

1.材料科学指的是研究存于材料的结构和性能的相互关系。相反，材料工程指的是，在基于材料结构和性能的相互关系的基础上，开发和设计预先设定好具备若干性能的材料。

2. 实际上，固体材料的所有重要性质可以概括分为六类：机械、电学、热学、磁学、光学和腐蚀降解性。

3. 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。

4. 工程师与科学家越熟悉材料的结构-性质之间的各种相互关系以及材料的加工技术，根据这些原则，他或她对材料的明智选择将越来越熟练和精确。

5. 只有在极少数情况下材料在具有最优或理想的综合性质。因此，有必要对材料的性质进行平衡。

3. 汉译英

Interdispline dielectric constant

Solid materials heat capacity

Mechanical properties electro-magnetic radiation

Materials processing elasticity modulus

1.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。

It was not until relatively recent times that scientists came to understand the relationship between the structural elements of materials and their properties .

2.材料工程学主要解决材料的制造问题和材料的应用问题。

Material engineering mainly solve the problems of materials processing and materials application.

3.材料的加工过程不但决定了材料的结构，同时决定了材料的特征和性能。

Materials processing process determines not only their structure but also their characteristic and performance.

4.材料的力学性能与其所受外力或负荷而导致的形变有关。

Material mechanical properties is relative with(relates with) its deformation coming from(resulting from, due to ) outside(applied) force or load.

Unit2：

2.英译汉

复合材料游离电子

先进材料刚度、刚性

半导体生物材料

智能材料纳米工程材料

1.金属导电、导热能力特别强，对可见光不透明；一个抛光的金属表面具有光泽。

2.陶瓷是典型的绝热、绝缘体，在对高温和苛刻环境的抵抗力方面，优于金属和高聚物。

3.应用与高技术领域的材料有时候被称为先进材料。

4.响应外加电场(或电压)，压电陶瓷会膨胀和收缩；相反的，当尺寸改变时，压电陶瓷也会产生一个电场。

5.随着扫面探针显微镜的问世，这种显微镜允许观察单个原子或者分子，使得操作和移动原子和分子形成新的结构、

基于简单原子水平上设计新材料成为可能。

3.汉译英

Advangced materials ceramic materials

High-performance materials clay minerals

Alloys implant

Glass fiber carbon nanotube

1、金属元素有许多有利电子，金属材料的许多性质可直接归功于这些电子。

Metallic materials have large numbers of nonlocalized electrons，many properties of metals are directly attributable to these electrons.

2、许多聚合物材料是有机化合物，并具有大的分子结构。

Many of polymers are organic compounds,and they have very large molecular structures.

3、半导体材料的电性特征介于导体材料（如金属、金属合金）与绝缘体（陶瓷材料和聚合体材料）之间。Semiconductors have electrical properties that are intermediate between the electrical conductors ( viz. metals and metal alloys ) and insulators ( viz. ceramics and polymers ).

4、生物材料不能产生毒性，并且不许与人体组织互相兼容。

Biomaterials must not produce toxic substances and must be compatible with body tissues.

Unit3：

2.英译汉

肉眼过渡元素

力学性能原子序数

基础(元素)化学带正电的质子

1.金属行为不同于陶瓷，陶瓷行为不同于高聚物。

2.原子结构主要影响材料的化学性能、物理性能、热性能、电学性能、磁学性能、光学性能，微观结构和宏观结构

也影响这些性能但更主要影响材料的力学性能和化学反应速率。

3.金属的强度表明这些原子靠强键结合。

4.元素原子序数表明原子核中带正电的质子数目。原子量表明原子核中有多少个质子和中子。

3.汉译英

Microstructure macrostructure

Chemical reaction atomic weight

Balanced electric charge positively charge nucleus

1、从我们呼吸的空气到各种各样性质迥异的金属，成千上完中物质均是由100多种院子组成的。

These same 100 atoms form thousands of different substances ranging from the air we breathe to the metals of various properties.

2、事实证明金属原子是通过很强的键结合在一起的。

The facts suggests that metal atoms are held together by strong bonds.

3、微观结构是指能够通过显微镜观察到的而不是用肉眼直接观察到的结构，宏观是指可以直接用肉眼观察到的结构。Microstructure indicates features that cannot be seen with the naked eye, but macrostructure indicates features that can be seen with the naked eye.

4、原子核中质子和中子的量的综合就是原子量。

The combination(total) of protons and neutrons in the nucleus is the atomic weight of an atom.

Unit4：

2.英译汉

相转变温度比重

热导率熔点

重力加速度磁导率

1.物体密度比水轻时将漂浮在水面，密度比水大时将下沉。类似第，比重小于1的物体将漂浮，比重大于1的物体

将下沉。

2.使磁力线相互分开，导致磁通量比真空小，这种材料被称为反磁性材料。使磁通集中、相对磁导率大于1小于或

等于10的材料被称为顺磁性材料；使磁通集中、相对磁导率大于10的材料被称为铁磁性材料。

无机非金属材料专业英语复习题

材料科学与工程专业英语 （要懂得变通，背了的词组里有些词可以换了以后变成另一个词，背词组建议把词组拆开背会各词的意思。） 一、二单词、词组翻译（英译汉' 15 '2= 30 ?） ?汉译英' 15 15 '1= 单词： 1 H 氢Hydrogen11 Na 钠Sodium 2 He 氦Helium 12 Mg 镁Magnesium 3 Li 锂Lithium 13 Al 铝Aluminum 4 Be 铍Beryllium 14 Si 硅Silicon 5 B 硼Boron 15 P 磷Phosphorus 6 C 碳Carbon16 S 硫Sulfur 7 N 氮Nitrogen17 Cl 氯Chlorine 8 O 氧Oxygen18 Ar 氩Argon 9 F 氟Fluorine 19 K 钾Potassium 10 Ne 氖Neon 20 Ca 钙Calcium barium nitrate硝酸钡magnesium carbonate 碳酸镁manganese sulfate硫酸锰 （此处结构注意后面酸的写法，前面元素可换） PS：常用单词 Mechanical 力学的magnetic 磁学的electrical 电学的thermal 热学的Optical 光学的deteriorative 化学的 carbonate碳酸calcium carbonate 碳酸钙oxide 氧化物nitride 氮化物Carbide 碳化物Processing 加工stiffness 刚度toughness 韧性 structure 结构property 性质performance 性能strength 强度density 密度ceramic 陶瓷plastic 塑料semiconductor 半导体polymer 聚合物 metal 金属alloy 合金composite 复合材料 Atomic 原子的electronic 电子的phase 相 PS:加粗的必掌握。 英译汉: Elastic modulus 弹性模量Stiffness and toughness 刚度和韧性，机械性能Naked eye肉眼Optical property 光学性质 Thermal conductivity 热导率Mechanical strength 机械强度 Transition elements 过渡元素magnetic permeability 磁导率 Alkali metals 碱金属integrated circuit 集成电路 Positively charged protons 正电荷质子specific gravity 比重 The melting point 熔点conduction bands 导带 The ion lattice 离子晶格polycrystalline ceramics 多晶陶瓷 Composite materials 复合材料 汉译英: Materials science and engineering 材料科学与工程 1.257×10-6 1.257 times ten to negative six power High-performance materials 高性能材料

半导体行业专业词汇

半导体行业专业词汇 . acceptance testing (WAT: wafer acceptance testing) 2. acceptor: 受主，如B，掺入Si中需要接受电子 3. ACCESS：一个EDA（Engineering Data Analysis）系统 4. Acid：酸 5. Active device：有源器件，如MOS FET（非线性，可以对信号放大） 6. Align mark(key)：对位标记 7. Alloy：合金 8. Aluminum：铝 9. Ammonia：氨水 10. Ammonium fluoride：NH4F 11. Ammonium hydroxide：NH4OH 12. Amorphous silicon：α-Si，非晶硅（不是多晶硅） 13. Analog：模拟的 14. Angstrom：A（1E-10m）埃 15. Anisotropic：各向异性（如POLY ETCH） 16. AQL(Acceptance Quality Level)：接受质量标准，在一定采样下，可以95%置信度通过质量标准（不同于可靠性，可靠性要求一定时间后的失效率） 17. ARC(Antireflective coating)：抗反射层（用于METAL等层的光刻） 18. Antimony(Sb)锑 19. Argon(Ar)氩 20. Arsenic(As)砷 21. Arsenic trioxide(As2O3)三氧化二砷 22. Arsine(AsH3) 23. Asher：去胶机 24. Aspect ration：形貌比（ETCH中的深度、宽度比） 25. Autodoping：自搀杂（外延时SUB的浓度高，导致有杂质蒸发到环境中后，又回掺到外延层） 26. Back end：后段（CONTACT以后、PCM测试前） 27. Baseline：标准流程 28. Benchmark：基准 29. Bipolar：双极 30. Boat：扩散用（石英）舟 31. CD：（Critical Dimension）临界（关键）尺寸。在工艺上通常指条宽，例如POLY CD 为多晶条宽。 32. Character window：特征窗口。用文字或数字描述的包含工艺所有特性的一个方形区域。 33. Chemical-mechanical polish（CMP）：化学机械抛光法。一种去掉圆片表面某种物质的方法。 34. Chemical vapor deposition（CVD）：化学汽相淀积。一种通过化学反应生成一层薄膜的工艺。 35. Chip：碎片或芯片。 36. CIM：computer-integrated manufacturing的缩写。用计算机控制和监控制造工艺的一种综合方式。 37. Circuit design ：电路设计。一种将各种元器件连接起来实现一定功能的技术。

金属材料专业英语(带音标)

金属材料专业英语 材料科学 材料科学定义 [m???'] 加工性能 .[?θ] 强度 & .[k?'r????n] &['?] .[ '?r?'b?l?t?] 抗腐蚀及耐用金属特性 , & 抗敏感及环境保护[?'l??] 化学元素'?] 元素的原子序数 原子及固体物质 原子的组织图['k?] 周期表[?'?]. 周期的；定期的 原子键结合 金属与合金['?l?i, ?'l?i] & 铁及非铁金属['?s]. [化]亚铁的；铁的，含铁的金属的特性 晶体结构['?l]n. 水晶；结晶，晶体；水晶饰品 . 水晶的；透明的，清澈的 , & 晶体结构，定向格子及单位晶格['l?]n. 格子；格架；晶格 . 使成格子状

X – X线结晶分析法[,?n?'?l] 金属结晶格子 点阵常数 's 米勒指数 金相及相律 固熔体 置换固熔体[?:??n?l] 间隙固熔体[?'??l]n. 填隙原子；节间 . 间质的；空隙的；填隙的 金属间化合物[?'t?]['k?, k?m']. 混合；合成；和解妥协；搀合 . 妥协；和解 n. 化合物；复合词；混合物 . 复合的；混合的 转变 转变点 磁性转变[m?ɡ'] 同素转变[m?ɡ']. [化]同素异形的 热平衡['θ??l]. 热的，热量的 n. 上升暖气流. 热的，热量的['?m] 自由度 临界温度

共晶[:']n. 共熔合金 . 共熔的；容易溶解的 [’] 包晶温度 包晶反应 包晶合金 亚共晶体[?']n. 低级低共熔体. 亚共晶的 过共晶体 金属塑性[?:'??n]n. 变形 滑动面 畸变['t?:??n] 硬化 退火 回复柔软 再结晶[?'??n] & 金属材料的性能及试验化学性能['?p?] 物理性能 磁性['m?ɡ?m] & 比电阻 & 比重 比热

石油工程专业英语单词

石油工程专业英语单词 A abnormal pressure 异常高压 absolute open flow potential 绝对敞喷流量 absolute permeability 绝对渗透率 acetic acids 乙酸 acid-fracturing treatment 酸化压裂处理 acidize 酸化 acidizing 酸化 additives 添加剂 Alkali/Surfactant/Polymer（ASP）tertiary combination flooding 三元复合驱anhydrite 无水石膏 annular space 环形空间 appraisal well 估计井，评价井 aquifer 含水层 areal sweep efficiency 面积波及系数 artificial lift methods 人工举升方法

B beam pumps 游梁式抽油机 bitumen 沥青 blast joint 耐磨钻头 block and tackle 滑轮组 blowout preventes 防喷器 blowout 井喷 bone strength 胶结强度 borehole 井筒，井眼 bottomhole/wellhead pressure 井底/井口压力bottorm water 底水 breakthrough 突破，穿透 bubble point 泡点 bubble point pressure 泡点压力 C cable tool drilling 顿钻钻井 capillary action 毛细管作用

carbonate reservoirs 碳酸盐储层 casing hanger 套管悬挂器 casing head 套管头 casing collapse 套管损坏 casing corrosion 套管腐蚀 casing leak 套管漏失 casing pressure 套管压力 casing string 套管柱 casing 套管 casing-tubing configuration 套管组合casing-tubing configuration 油套管井身结构caustic flooding 碱水驱油 cavings 坍塌 cement additive 水泥浆添加剂 cement job 固井作业 cement plug 水泥塞 cement slurry 水泥浆

(整理)集成电路英文代码对照

集成电路英文代码及中文对照（一） 我的文摘2009-11-21 11:32:53 阅读111 评论0 字号：大中小订阅 性能说明 产品名称 型号规格 LM LM24J 四运放(军用级) LM148J 通用四运放 LM1875T 无线电控制/接收器 LM224J 四运放(工业级) LM258N 分离式双电源双运放 LM2901N 四电压比较器 LM2904N 四运放 LM301AN 通用运算放大器 LM308N 单比较器 LM311P 单比较器 LM317L 可调三端稳压器/100mA LM317T 可调三端稳压器/1.5A LM317K 可调三端稳压器/3A LM318 高速宽带运放 LM324K 通用四运放 LM331N V-F/F-V转换器 LM336-2.5V 基准电压电路 LM336 5V 基准电压电路 LM337T 基准电压电路1A LM338K 可调三端稳压器5A LM339N 四比较器 LM348N 四741运放 LM358N 低功耗双运放

LM361N 高速差动比较器 LM386N 声频功率放大器 LM3914N 十段点线显示驱动 LM393N 低功耗低失调双比较器 LM399H 精密基准源(6.9) LM723CN 可调正式负稳压器 LM733CN 视频放大器 LM741J 单运放 LM741CN 双运放 NE NE521 高速双差分比较器 NE5532 双运放 NE5534 双运放 NE555N 单运放 NE555J 时基电路军品极 NE556 双级型双时基电路 NE564 锁相环 NE565 锁相环 NE567 音调译码器 NE592 视频放大器 OP OP07 低噪声运放 OP27 超低噪声精密运放 OP37 超低噪声精密运放 光电耦合 4N25 晶体管输出 4N25MC 晶体管输出 4N26 晶体管输出 4N27 晶体管输出 4N28 晶体管输出 4N29 达林顿输出

(完整版)土木工程专业英语常用词汇

Part IV：Commonly Used Professional Terms of Civil Engineering development organization 建设单位 design organization 设计单位 construction organization 施工单位 reinforced concrete 钢筋混凝土 pile 桩 steel structure 钢结构 aluminium alloy 铝合金 masonry 砌体（工程）reinforced ~ 配筋砌体load-bearing ~ 承重砌体unreinforced ~非配筋砌体 permissible stress (allowable stress) 容许应力plywood 胶合板 retaining wall 挡土墙 finish 装修 finishing material装修材料 ventilation 通风 natural ~ 自然通风 mechanical ~ 机械通风 diaphragm wall (continuous concrete wall) 地下连续墙 villa 别墅 moment of inertia 惯性矩 torque 扭矩 stress 应力normal ~ 法向应力shear ~ 剪应力 strain 应变 age hardening 时效硬化 air-conditioning system空调系统 (air) void ration（土）空隙比 albery壁厨，壁龛 a l mery壁厨，贮藏室 anchorage length锚固长度 antiseismic joint 防震缝 architectural appearance 建筑外观 architectural area 建筑面积 architectural design 建筑设计 fiashing 泛水 workability (placeability) 和易性 safety glass安全玻璃 tempered glass (reinforced glass) 钢化玻璃foamed glass泡沫玻璃 asphalt沥青 felt (malthoid) 油毡 riveted connection 铆接 welding焊接 screwed connection 螺栓连接 oakum 麻刀，麻丝 tee三通管 tap存水弯 esthetics美学 formwork 模板（工程） shoring 支撑 batching 配料 slipform construction (slipforming) 滑模施工 lfit-slab construction 升板法施工 mass concrete 大体积混凝土 terrazzo水磨石 construction joint 施工缝 honeycomb蜂窝，空洞，麻面 piled foundation桩基 deep foundation 深基础 shallow foundation浅基础 foundation depth基础埋深 pad foundation独立基础 strip foundation 条形基础 raft foundation筏基 box foundation箱形基础 BSMT=basement 地下室 lift 电梯electric elevator lift well电梯井 escalator 自动扶梯 Poisson’s ratio 泊松比μ Young’s modulus , modulus of elasticity 杨氏模量，弹性模量E safety coefficient 安全系数 fatigue failure 疲劳破坏 bearing capacity of foundations 地基承载力bearing capacity of a pile 单桩承载力 two-way-reinforcement 双向配筋 reinforced concrete two-way slabs钢筋混凝土双向板 single way slab单向板 window blind 窗帘sun blind wind load 风荷载 curing 养护 watertight concrete 防水混凝土 white cement白水泥 separating of concrete混凝土离折segregation of concrete mortar 砂浆~ joint 灰缝 pilaster 壁柱 fire rating耐火等级 fire brick 耐火砖 standard brick标准砖

金属材料相关英语词汇(2)

金属材料相关英语词汇(2) 金属材料相关英语词汇(2)金属材料相关英语词汇(2)base metal, application, jis astm standard, and normal thickness of galvanized steel sheet 锌镀层质量zinc coating mass 表面处理surface treatment 冷轧钢片cold-rolled steel sheet/strip 热轧钢片hot-rolled sheet/strip 电解冷轧钢片厚度公差 thickness tolerance of electrolytic cold-rolled sheet 热轧钢片厚度公差 thickness tolerance of hot-rolled sheet 冷轧或热轧钢片阔度公差 width tolerance of cold or hot-rolled sheet 长度公差length tolerance 理论质量theoretical mass 锌镀层质量(两个相同锌镀层厚度) mass calculation of coating (for equal coating)/mm 锌镀层质量(两个不同锌镀层厚度) mass calculation of coating (for differential coating)/mm

镀锡薄铁片(白铁皮/马口铁) (日工标准jis g3303) 简介 general 镀锡薄铁片的构造 construction of electrolytic tinplate 镀锡薄钢片(白铁皮/马日铁)制造过程 production process of electrolytic tinplate 锡层质量 mass of tin coating (jis g3303-1987) 两面均等锡层 both side equally coated mass 两面不均等锡层 both side different thickness coated mass 级别、电镀方法、镀层质量及常用称号 grade, plating type, designation of coating mass common coating mass 镀层质量标记 markings designations of differential coatings 硬度hardness 单相轧压镀锡薄铁片(白铁皮/马口铁) single-reduced tinplate

石油工程专业英语单词总结

3-D seismic survey (D: dimension:) 三维地震勘探 5-spot pattern n.五点井网Abandon v.（油井）报废，废弃Abandon well n.废井Acid wash n.酸洗 Acidization n.酸化（作用）Acidization n.酸化（作用） Acidize v.酸化Additive n.添加剂 Agent n.试剂，媒介Alkane n.烷烃，链烷烃 Analytic solution n.解析解Anisotropic a.各向异性的，非均质的Annular a.环形的Annular mist flow n.环雾流 Annulus n.环形空间，环空Anticline n.背斜 API standards n.美国石油协会标准Aromatic n.芳香族，芳香族环烃；a. 芳香的 Artifical lift n.人工举升Artificial lift n.人工举升 Artificial water drive n.人工注水驱Asphaltene n.沥青烯 Asphaltic a.含沥青的，沥青质的；n.沥青质Associated a.伴生的 Attribute n.属性，特征，标志Baffle n.隔板；v.阻碍，挫折Barefoot completion n.裸眼完井Barite n.重晶石 Barrel n.桶Barrier n.隔层 Bbl (blue barrel) Bean n.油嘴，节流器 Belt cover n.皮带盖Bentonite n.膨润土，斑脱岩 Bit n.钻头Black-oil simulator n.黑油模拟器Blender truck n.混砂车Blow out v.井喷 Blowout n.井喷Blowout preventer (BOP) n.防喷器Borehole n.井眼Bottom hole n.井下 Collapse v.坍塌，倒塌Collar n.钻铤 Compaction n.压实作用Compaction n.压实（作用），挤压Completion n.完井，完成，结束Compress v.压缩 Compressor n.压缩机Concentration n.浓度；集中Condensate n.凝析油Condensate n.凝析油 Conductor casing n.导管Conductor casing n.导管 Conductor hole n.导管孔Conductor pipe n.导管 Cone n.圆锥，（锥形）牙轮Configuration n.构造 Connate a.原生的，共生的Connate water n.原生水，共生水Contaminant n.杂质，污染物Continuous lift n.连续气举 Core n.岩心Core n.岩心 Core holder n.岩心夹持器Core slug n.岩心塞 Coring bit n.取芯钻头Corrode v.腐蚀 Corrode v.腐蚀，侵蚀；锈蚀Corrosion n.腐蚀 Corrosion n.腐蚀Corrosive a.腐蚀的；n.腐蚀剂Corrosive a.腐蚀的；n.腐蚀剂Counterbalance n.平衡（块）；v.使平衡，抵消 Counterweight n.平衡块Crack v.裂开 Crank n.曲柄，摇把Crown block n.钻台 Crumble v.坍塌，破碎Crust n.地壳 Curve n.曲线Cutting/chips n.钻屑

工程常用英语

鑽孔加工 1.The tolerance of NPTH +0.05/-0mm is too tight to meet. Relax it to: +/-0.05mm. 2.The tolerance of the slot is 0.0365”+/-0.001”. For ease of manufacture capability we suggest to relax it to 0.0365’’+/-0.002’’. 3.The tolerance of the holes with dia.0.92mm & dia.2.3mm is +/-0.05mm.We couldn’t ensure this tolerance to PTH at all. Suggestion: Relax it to +/-0.076mm. 4.There is a small overlap between the two PTH. Suggestion: We will build the holes as the slots 1.30mm*3.5mm. Please confirm. 5.The finish hole size on the drill chart is different from the Gerber data. Drill chart :0. 6mm. Gerber data:0. 675mm. Drill chart: 2.0mm. Gerber data: 2.1mm. See attachment 3 Suggestion: We will follow the Gerber data. Please confirm! 6.There are some duplicate holes in the Gerber. For attachment 8, if there are no slots we will only retain one NPTH. For attachment 7 we will remove the small hole. 7.The quantities of the stamp holes on the drawing (19) are different from the Gerber data (11). We will build the PCB according to the Gerber data. 8.We will use routing process to build the slots because of the long slots will take long time during drilling process. But the tolerance of the slots is only +/-0.05mm.For ease of manufacture capability we suggest to relax it to +/-0.127mm. 9.The size of the two PTH (dia.1.6mm) is just the same as the Pads and the solder mask openings. Suggestion: We couldn't build the PTH without annular ring so please choose A or B: A: Build the two holes as NPTH and we will enlarge S/M opening and keep the clearance 0.003" each side. B: Build the two holes as PTH and we will enlarge the pads and keep the annular ring 0.008" and also will enlarge the S/M opening and keep the clearance 0.003" each side. We will build the rectangle slot (1.7X3.0mm) as oval one. 10.The quantity of the stamp holes on the drawing (19) is different from the Gerber data (11). Suggestion: We will build the PCB according to the Gerber data. 11.There are some data on the drill map are different from the Gerber data. Suggestion: We will follow the Gerber data to build the PCB.

金属材料_专业英语词汇对照

Material Science 材料科学 Material Science Definition 材料科学定义 Machinability[m??i:n?'biliti]加工性能 Strength .[stre?θ]强度 Corrosion & resistance durability.[k?'r????n] &[ri'zist?ns] .[ 'dj?r?'b?l?t?] 抗腐蚀及耐用Special metallic features 金属特性 Allergic, re-cycling & environmental protection 抗敏感及环境保护 Chemical element 化学元素 Atom of Elements 元素的原子序数 Atom and solid material 原子及固体物质 Atom Constitutes 原子的组织图 Periodic Table 周期表 Atom Bonding 原子键结合 Metal and Alloy 金属与合金 Ferrous & Non Ferrous Metal 铁及非铁金属 Features of Metal 金属的特性 Crystal Pattern 晶体结构 Crystal structure, Space lattice & Unit cell 晶体结构，定向格子及单位晶格 X – ray crystal analytics method X线结晶分析法 Metal space lattice 金属结晶格子 Lattice constant 点阵常数 Mill's Index 米勒指数 Metal Phase and Phase Rule金相及相律 Solid solution 固熔体 Substitutional type solid solution 置换固熔体 Interstitial solid solution 间隙固熔体 Intermetallic compound 金属间化合物 Transformation 转变 Transformation Point 转变点 Magnetic Transformation 磁性转变 Allotropic Transformation 同素转变 Thermal Equilibrium 热平衡 Degree of freedom 自由度 Critical temperature 临界温度 Eutectic 共晶 Peritectic [.peri’tektik] Temperature包晶温度 Peritectic Reaction 包晶反应 Peritectic Alloy 包晶合金 Hypoeutectic Alloy 亚共晶体 Hypereutectic Alloy 过共晶体 Plastic Deformation 金属塑性 Slip Plan 滑动面 Distortion 畸变 Work Hardening 硬化 Annealing 退火 Crystal Recovery 回复柔软 Recrystallization 再结晶 Properties & testing of metal 金属材料的性能及试验 Chemical Properties 化学性能 Physical Properties 物理性能 Magnetism 磁性 Specific resistivity & specific resistance 比电阻 Specific gravity & specific density比重 Specific Heat比热

石油工程专业英语词汇复习课程

石油工程专业英语词 汇

石油工程专业英语单词 A abnormal pressure 异常高压 absolute open flow potential 绝对敞喷流量 absolute permeability 绝对渗透率 acetic acids 乙酸 acid-fracturing treatment 酸化压裂处理 acidize 酸化 acidizing 酸化 additives 添加剂 Alkali/Surfactant/Polymer（ASP）tertiary combination flooding 三元复合驱anhydrite 无水石膏 annular space 环形空间 appraisal well 估计井，评价井 aquifer 含水层 areal sweep efficiency 面积波及系数 artificial lift methods 人工举升方法 B beam pumps 游梁式抽油机 bitumen 沥青 blast joint 耐磨钻头 block and tackle 滑轮组 blowout preventes 防喷器 blowout 井喷 bone strength 胶结强度 borehole 井筒，井眼 bottomhole/wellhead pressure 井底/井口压力 bottorm water 底水 breakthrough 突破，穿透 bubble point 泡点 bubble point pressure 泡点压力 C cable tool drilling 顿钻钻井 capillary action 毛细管作用 carbonate reservoirs 碳酸盐储层 casing hanger 套管悬挂器 casing head 套管头 casing collapse 套管损坏 casing corrosion 套管腐蚀 casing leak 套管漏失 casing pressure 套管压力

LCD专业术语中英文版

LCD专业术语中英文版 Backlight:背光。 CCFL(CCFT) (Cold Cathode Fluorescent Light/Tube):冷阴极荧光灯。 Composite vide复合视频。 Component vide分量视频。 COB(Chip On Board):IC裸片通过邦定固定于印刷线路板上。 COF(Chip On Film):将IC封装于柔性线路板上。 COG(Chip On Glass):将IC封装于玻璃上。 CRT(Cathode Radial Tube):阴极射线管。 DPI(Dot Per Inch):点每英寸。

Duty:占空比，高出点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率。 DVI(Digital Visual Interface):（VGA）数字接口。 ECB(Electrically Controlled Birefringence):电控双折射。 EL(Electro luminescence):电致发光。EL层由高分子量薄片构成 FSTN(Formulated STN):薄膜补偿型STN,用于黑白显示。 HTN(High Twisted Nematic):高扭曲向列的显示类型。 IC(Integrate Circuit):集成电路。 Inverter:逆变器。 ITO(Indium-Tin Oxide):氧化铟锡。

LCD(Liquid Crystal Display):液晶显示器。 LCM(Liquid Crystal Module): 液晶模块。 LED(Light Emitting Diode):发光二极管。 LVDS(Low Voltage Differential Signaling):低压差分信号。 NTSC(National Television Systems Committee):NTSC制式,全国电视系统委员会制式 OSD(On Screen Display):在屏上显示。 PAL(Phase Alternating Line)AL制式(逐行倒相制式)。 PCB(Print Circuit Board):印刷线路板。 PDP(Plasma Display Panel):等离子体显示。 SECAM(SE quential Couleur Avec Memoire):SECAM

金属材料的英文词汇

加热炉 heating furnace, reheating furnace 火焰炉 flame furnace↓ 环形炉 circular rotating furnace↓ 退火炉 annealing furnace, annealer↓ ↓真空退火炉 vacuum annealing furnace 连续酸洗机组 pickle line↓ processor：带钢不间断地通过几个酸性槽进行酸性。轧辊 roll↓ 挤压辊 extrusion roll↓ 辊道↓ roll table 延伸辊道 extension roller table↓ 芯棒 mandrel↓ 卫板 guard↓ 导板 guide↓ 带卷箱 coil box↓ 活套 loop↓ 2.1.3 组织性能与测试 穿晶断裂↓ transgranular fracture：穿过多晶体材料的晶体内部发生的断裂。 晶间断裂 intergranular↓ fracture：沿着晶粒界间发生的断裂。 解理断裂 cleavage fracture：沿着给定的晶面—解理面发生的断裂（是穿晶断裂的方式之一）。↓ 剪切断裂 shear fracture：沿着最大剪应力的作用面发生的断裂。↓ 疲劳断裂 fatigue↓ fracture：在低于材料的屈服强度的反复或交变应力作用下发生的断裂。 延迟断裂 delayed↓ fracture：金属遭受本不足以直接引起断裂的静应力但经过一段时间却发生了断裂。 断口 fracture↓ surface：金属件的断裂面或破裂面。 断口形貌学 fractography↓ 杯锥断口 cup cone↓fracture：圆柱形拉伸试件于延性断裂（韧性断裂）后，一侧的断口呈杯状，另一侧的断口呈锥状，两者合称杯锥断口。 丝状断口 silky↓ fracture：表面光滑、有丝绸光泽的极细晶粒断口。 纤维状断口 fibrous↓ fracture：金属或合金的延性足够大，在断裂前晶粒被拉长了从而总体看上去象许多纤维的断口。 层状断口 lamination↓fracture：所含非金属夹杂物在轧制过程中被延展成薄层的金属材料垂直于轧制面的断口。 贝壳状断口 conchoidal↓ fracture：由许多同心圆圈组成的、好象贝壳状的断口。金相学↓ metallography：研究金属和合金的内部组织的学科。其主要内容是借助于金相显微镜和电子显微镜研究金属及合金的内部组织以及化学成分、凝固条件、形变加工、焊接和热处理等等所引起的内部组织的变化和由之引起的性能的变化。 金相检查 metallographic examination：用金相方法对金属或合金的宏观组织和显微组织进行的分析、研究或检验。↓ ↓光学显微镜 optical microscope：利用反射光研究对可见光并不透明的金属及合金的组织所用的显微镜。 镶样↓ mounting：将试样的体积过小（例如丝材、薄带等）或形状复杂，从而不便于以

石油工程专业英语下重点翻译完整版

All petroleum reservoirs experience pressure declines, and most wells require artificial lift at some point, most commonly where reservoir pressure is insufficient for natural flow. Artificial lift systems may also be used to enhance production from flowing wells with a reservoir pressure that is insufficient to produce a require amount of fluid. 所有的油气储层都要经历压力降低的过程，大多数井在某些阶段需要人工举升，通常是在储层的压力不足以自流自喷。人工举升系统也可以用于自喷井和储层压力不足以生产所需量时的增产。 Extensive research and field studies have been conducted on a range of artificial-lift systems that have been developed and applied extensively to meet industry needs. These systems include beam pumping, gas lift, electrical submersible pumps, progressive cavity pumps, and hydraulic.为满足行业的需求，广泛的研究和实地调查已经进行了，人工举升系统得到了广泛的发展和应用。这些系统包括游梁抽油机，气举，电潜泵（ESP），螺杆泵（PCP的），和液压泵。

电气专业英语

电力专业英语[转帖] （1）元件设备 三绕组变压器：three-column transformer ThrClnTrans 双绕组变压器：double-column transformer DblClmnTrans 电容器：Capacitor 并联电容器：shunt capacitor 电抗器：Reactor 母线：Busbar 输电线：TransmissionLine 发电厂：power plant 断路器：Breaker 刀闸(隔离开关)：Isolator 分接头：tap 电动机：motor （2）状态参数 有功：active power 无功：reactive power 电流：current 容量：capacity 电压：voltage 档位：tap position 有功损耗：reactive loss 无功损耗：active loss 功率因数：power-factor 功率：power 功角：power-angle 电压等级：voltage grade 空载损耗：no-load loss 铁损：iron loss 铜损：copper loss 空载电流：no-load current 阻抗：impedance 正序阻抗：positive sequence impedance 负序阻抗：negative sequence impedance 零序阻抗：zero sequence impedance 电阻：resistor 电抗：reactance 电导：conductance 电纳：susceptance 无功负载：reactive load 或者QLoad 有功负载: active load PLoad 遥测：YC(telemetering) 遥信：YX