材料的英文
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2023年2月28日发(作者：切口妊娠)材料学专业英语词汇（一）(2009-05-0808:33:35)转载标签：材料专业英语文化
化学元素（elements）化学元素，简称元素，是化学元素周期表中的基本组成，现有113种
元素，其中原子序数从93到113号的元素是人造元素。
物质(matter)物质是客观实在，且能被人们通过某种方式感知和了解的东西,是元素的载体。
材料(materials)材料是能为人类经济地、用于制造有用物品的物质。
化学纤维(man-madefiber,chemicalfiber)化学纤维是用天然的或合成的高聚物为原料，主
要经过化学方法加工制成的纤维。可分为再生纤维、合成纤维、醋酯纤维、无机纤维等。
芯片（COMSchip）芯片是含有一系列电子元件及其连线的小块硅片，主要用于计算机和
其他电子设备。
光导纤维（opticalwaveguidefibre）光以波导方式在其中传输的光学介质材料，简称光纤。
激光(laser)（lightamplificationbystimulatedemissionofradiation简写为：laser）
激光是利用辐射计发光放大原理而产生的一种单色（单频率）、定向性好、干涉性强、能量
密度高的光束。
超导(Superconduct)物质在某个温度下电阻为零的现象为超导，我们称具有超导性质的材料
为超导体。
仿生材料(biomimeticmatorials)仿生材料是模仿生物结构或功能，人为设计和制造的一类材
料。
材料科学(materialsscience)材料科学是一门科学，它从事于材料本质的发现、分析方面的研
究，它的目的在于提供材料结构的统一描绘，或给出模型，并解释这种结构与材料的性能
之间的关系。
材料工程(materialsengineering)材料工程属技术的范畴目的在于采用经济的而又能为社会
所接受的生产工艺、加工工艺控制材料的结构、性能和形状以达到使用要求。
材料科学与工程(materialsscienceandengineering)材料科学与工程是研究有关材料的成
份、结构和制造工艺与其性能和使用性能间相互关系的知识及这些知识的应用，是一门应
用基础科学。材料的成份、结构，制造工艺，性能及使用性能被认为是材料科学与工程的
四个基本要素。
成份(composition)成分是指材料的化学组成及其所占比例。
组织、结构(morphology、structure)组织结构是表示材料微观特征的。组织是相的形态、
分布的图象，其中用肉眼和放大镜观察到的为宏观组织，用显微镜观察到的为显微组织，
用电子显微镜观察到的为电子显微组织。结构是指材料中原子或分子的排列方式。
性能（property）性能是指材料所具有的性质与效用。
工艺(process)工艺是将原材料或半成品加工成产品的方法、技术等。
使用性能(performance)材料在具体的使用条件和环境下所表现出来的行为
电负性(electronegativity)周期表中各元素的原子吸引电子能力的一种相对标度为
电负性，又称负电性。元素的电负性愈大,吸引电子的倾向愈大,非金属性也愈强。电负性的
定义和计算方法有多种,每一种方法的电负性数值都不同,比较有代表性的有3种:①LC鲍林
提出的标度。根据热化学数据和分子的键能,指定氟的电负性为3.98,计算其他元素的相对电
负性。②RS密立根从电离势和电子亲合能计算的绝对电负性。③AL阿莱提出的建立在核
和成键原子的电子静电作用基础上的电负性。利用电负性值时,必须是同一套数值进行比较。
离子键(ionicbond)离子键是通过异性电荷之间的吸引产生的化学结合作用，又称电价键。
电离能小的金属原子(如碱金属)和电子亲合能大的非金属原子(如卤素)接近时,前者将失
去电子形成正离子,后者将获得电子形成负离子,正负离子通过库仑作用相互吸引。当这种吸
引力与离子的电子云之间的排斥力达到平衡时,形成稳定的以离子键结合的体系。
共价键(covalentbond)共价键是原子之间通过共享电子而产生的化学结合作用。典型的
共价键存在于同核双原子分子中,由每个原子提供一个电子构成成键电子对。这对电子的自
旋方向相反,集中在中间区域,并吸引带正电的两个原子的核心部分而把它们结合起来。在异
核双原子分子中,2个原子的核心部分对成键电子的吸引力不同,成键电子偏向一方
金属键(metallicbond)使金属原子结合成金属的相互作用。金属原子的电离能低,容易失去
电子而形成正离子和自由电子,正离子整体共同吸引自由电子而结合在一起。金属键可看作
高度离域的共价键,但没有饱和性和方向性。金属键的显著特征是成键电子可在整个聚集
体中流动,这使金属呈现出特有的属性:良好的导热性和导电性、高的热容和熵值、延展性和
金属光泽等。
分子键(moleculebond)惰性气体分子间是靠分子键结合的，其实质是分子偶极矩间的库仑相
互作用，这种结合键较弱。其分子间相互作用力为范德华力。
氢键(hydrogenbond)一个与电负性高的原子X共价结合的氢原子(X-H)带有部分正电荷,能
再与另一个电负性高的原子(如Y)结合,形成一个聚集体X-H…Y的化学结合作用。X、Y原
子的电负性越大、半径越小,则形成的氢键越强。例如,F-H…F是最强的氢键。氢键表面上
有饱和性和方向性:一个H原子只能与两个其他原子结合,X-H…Y要尽可能成直线。但氢键
H…Y之间的作用主要是离子性的,呈现的方向性和饱和性主要是由X和Y之间的库仑斥力
决定的。氢键的键能比较小,通常只有17～25千焦/摩尔。但氢键的形成对物质的性质有显
著影响,例如使熔点和沸点升高;溶质与溶剂之间形成氢键,使溶解度增大;在核磁共振谱中氢
键使有关质子的化学位移移向低场;在红外光谱中氢键X-H…Y的形成使X-H的特征振动频
率变小并伴有带的加宽和强度的增加;氢键的形成决定蛋白质分子的构象,在生物体中起重
要的作用。
晶体(crystal)微粒(原子、分子或离子)在空间呈三维周期性规则排列的固体。自然界的物
质有3种存在形态,即气体、液体和固体,固体物质又有晶体和非晶态之分,例如玻璃是非晶
态物质。固体物质中绝大多数都是晶体,如金属、合金、硅酸盐,大多数无机化合物和一些有
机化合物,甚至植物纤维都是晶体。有些晶体具有规则的多面体外形,如水晶,称为单晶体;有
些则没有规则整齐的外形,如金属,整个固体是由许多取向随机的微小单晶颗粒组合而成,这
样的固体称为多晶体。
晶体的一切性质无不与其内部结构有三维周期性这个特征密切相关,如晶体具有固定的熔
点、各向异性、对称性、能使X射线发生衍射。固体物质是否为晶体,一般用X射线衍射法
予以鉴定。另外，晶体还具有对称性。
准晶（Quasicrystal）准晶是同时具有长程准周期平移性和非晶体学旋转对称性的固
态有序相。准周期性和非晶体学对称性构成了准晶结构的核心特征。
非晶（amorphism）与晶体不同，非晶体原子排列是短程有序、长程无序，固体的性能
是各向同性的。
液晶（liquidcrystal）液晶态是介于三维有序晶态与无序晶态之间的一种中间态。在热
力学上是稳定的，它既具有液体的易流动性，又具有晶体的双折射等各向异性的特征。处
于液晶态的物质，其分子排列存在位置上的无序性，但在取向上仍有一维或二维的长程有
序性，因此液晶又可称为“位置无序晶体”或“取向有序液体”。液晶材料都是有机化合物，
有小分子也有高分子，其数量已近万种，通常将其分为二大类，热致液晶和溶致液晶。热
致液晶只在一定温度范围内呈现液晶态，即这种物质的晶体在加热熔化形成各向同性的液
体之前形成液晶相。热致液晶又有许多类型，主要有向列型、近晶型和胆甾型。溶致液晶
是一种只有在溶于某种溶质中才呈现液晶态的物质。
基元(element)组成晶体的原子、离子、分子或原子团统称称为晶体的基本结构单元，
简称基元。
点阵(lattice)晶体基元周期性排列的点的集合，它就称为“晶格”（或点阵），这些点被称
为格点。因此，可以说晶体的结构是由组成晶体的基元加上空间点阵来决定的。
晶胞(crystalcell)晶胞是晶体的基本结构单位。反映晶体结构三维周期性的晶格将晶体
划分为一个个彼此互相并置而等同的平行六面体,即为晶胞。晶胞包括两个要素:一是晶胞的
大小、型式;另一是晶胞的内容,前者主要指晶胞参数的大小,即平行六面体的边长a、b、c
和夹角α、β、γ的大小,以及与晶胞对应的空间点阵型式,即属于简单格子P还是带心格子
I、F或C等;后者主要指晶胞中有哪些原子、离子以及它们在晶胞中的分布位置等。
面心立方结构（fcc——face-centered-cubic），体心立方结构（bcc——body-centered-cubic）
和密排六方结构（hcp——hexagonalclose-packed）
金属所具有的典型晶体结构为面心立方结构（fcc）（图2-27），体心立方结构（bcc）（图2-28）
和密排六方结构（hcp）（图2-29），皆属于立方结构晶系。
具有面心立方结构的常见金属有:γ-Fe、Al、Ni、Cu、Ag、Au、Pt，等
具有体心立方结构的常见金属有：β-Ti、V、Cr、α-Fe、β-Zr、Nb、Mo、Ta、W等
具有密排六方结构的常见金属有：α-Ti、α-Zr、Co、Mg、Zn等
离子键(ionicbond)离子键是通过异性电荷之间的吸引产生的化学结合作用，又称电价
键。电离能小的金属原子(如碱金属)和电子亲合能大的非金属原子(如卤素)接近时,前者将
失去电子形成正离子,后者将获得电子形成负离子,正负离子通过库仑作用相互吸引。当这种
吸引力与离子的电子云之间的排斥力达到平衡时,形成稳定的以离子键结合的体系。离子键
的特征是作用力强,而且随距离的增大减弱较慢;作用不受方向性和饱和性的限制,一个离子
周围能容纳多少个异性离子及其配置方式,由各离子间的库仑作用决定。以离子键结合的体
系倾向于形成晶体,以便在一个离子周围形成尽可能多的离子键,例如NaCl分子倾向于聚集
为NaCl晶体,使每个钠(或氯)离子周围的离子键从1个变为6个。
硅酸盐结构(silicatestructure)硅酸盐结构是一种共价晶体的结构，硅酸盐的基本结构单
元就是四面体(图2-33)，硅原子位于氧原子四面体间隙中，每个氧原子外层只有7个电子，
为-1价，还能和其他金属离子键合，其中Si的配位数是4，氧的配位数是2，Si-O-Si的结
合键间键角接近145°。这种硅氧四面体可以孤立地在结构中存在，如镁橄榄石Mg2SiO4，
锆英石ZrSiO4等；也可以通过其顶点互相连接；除可以连成骨架状外，还可以连成链状和
层状（图2-34）。莫莱石就是链状硅酸盐，高岭土和滑石则是层状硅酸盐。
离子晶体结构(ioncrystalstructure)离子晶体是由正负离子通过离子键，按一定方式
堆积起来而形成的，也就是说，离子晶体的基元是离子而不是原子了，这些离子化合物的
晶体结构必须确保电中性，而又能使不同尺寸的离子有效地堆积在一起。多数盐类，碱类
（金属氢氧化物）及金属氧化物都形成离子晶体。
周期性(periodicity)对空间点阵，可以看成是由几何点沿空间三个不共面的方向各按一定
距离无限重复地平移构成（图2-20），每个方向的一定平移距离称为该点阵在该方向的周期，
故周期性也可以称之为平移对称性。理想晶体的内部结构是组成晶体的原子、分子或原子
团等在三维空间中有规则地周期性重复排列，这种周期性排列是晶体最基本的特点，也是
研究晶体各种物理性质的重要基础。
对称性(symmetry)晶体的对称性是指晶体经过某种几何变换（平移、旋转等操作）
仍能恢复原状的特性。
配位数(CN——coordinationnumber)对于简单晶格，配位数CN为晶格中任一原子周围最
近邻且等距离的原子数；
致密度(堆积因子)（Packingfactor）原子体积占总体积的百分数。若以一个晶胞来计算，
致密度就是晶胞中原子体积与晶胞体积之比，即k=nv/V，其中v为单个原子的体积，V
为晶胞体积，n为一个晶胞中的原子数。
离子半径（ionicradius）离子半径是反映离子大小的一个物理量。离子可近似视
为球体,离子半径的导出以正、负离子半径之和等于离子键键长这一原理为基础,从大量X
射线晶体结构分析实测键长值中推引出离子半径。离子半径的大小主要取决于离子所带电
荷和离子本身的电子分布,但还要受离子化合物结构型式(如配位数等)的影响。
负离子配位多面体(Anioncoordinationpolyhedron)负离子配位多面体指的是离子
晶体结构中，与某一个正离子成配位关系而且相邻的各个负离子中心线所构成的多面体。
空位(vacancy)如果晶格中某格点上的原子空缺了，则称为空位，这是晶体中最重要的点缺
陷。
间隙原子(interstice)脱位原子有可能挤入格点的间隙位置，形成间隙原子。
色心(colorcenter)离子晶体的某些点缺陷是有效电荷的中心，他们可能束缚电子，这种
缺陷的电子结构能吸收可见光而使该晶体着色，故称这种能吸收可见光的晶体缺陷为色心。
刃位错、螺位错(edgedislocation、screwdislocation)晶体中由于滑移或晶体失配,
原子或离子排列的点阵结构发生畸变的线型缺陷轨道称为位错线,简称位错(dislocation)。晶
体中位错的基本类型为刃型位错和螺型位错。图2-47是刃型位错模型，可以看到，与完整
晶格相比，它多了一个半原子面，而且这个半原子面象个"劈"一样，楔入完整晶体，终止
于晶体中，面的边缘是一条线，这条线周围若干个原子距离内的原子的规则排列遭到破坏，
这就形成了刃位错。如果让晶体中的一部分在切应力作用下滑移，如图2-47所示，可以发
现，发生滑移与未发生滑移的交界处也是一条直线，其附近原子的规则排列也被破坏了，
如图2-48所示，这些原子呈螺旋状分布，称这种位错为螺型位错。
晶界（grainboundary）不同取向的晶粒之间的界面。
孪晶界(twinboundary)孪晶间的界面叫孪晶界，其界面两侧的原子排列成镜面对
称。
相(phase)相是指系统中的物质结构均匀的部分。气体在平衡条件下，不论有多
少组分，都是均匀的，因此气相只有一种，固体内部就比较复杂了，在固体材料中，具有
同样聚集状态，同样原子排列特征性质,并以界面相互隔开的均匀组成部分称之为“相”。相
可以是单质，也可以是化合物。材料的性能与各组成相的性质、形态、分布和数量直接有
关。
组织(morphology)组织是相的形态、分布的图象，其中用肉眼和放大镜观察到的为
宏观组织，用显微镜观察到的为显微组织，用电子显微镜观察到的为电子显微组织。
相图（phasediagram）平衡状态下物系的组分、物相和外界条件间相互关系的几何
描述,也称状态图或平衡图。凝聚体系的相图多数是恒压下的温度-组分关系图。
杠杆定律(leverlaw)确定某种成份的合金在二相区中各相的相对含量的法则。首先要
确定各单相的成份。在一定温度下，两单相的成份是确定的，就是温度水平线与相界线的
交点所对应的成份。如图2-58所示，现在我们考虑成份为C%(wt)的A合金在t1温度下
液、固二相的相对含量。从图中可以看出，液相浓度为CL%(wt)，固相浓度为Cα%(wt),
假设合金的质量为1，液相质量为WL，固相质量为Wα，则WL+Wα=1，另外合金A中的
含Ni量应该等于液相含Ni量和固相合Ni量之和，即WLCL+WαCα=1xC，由这二式可
以得出WL/Wα=(Cα-C)/(C-CL)=rb/ar，再变换一下可得WL•ar=Wα•rb，这个关系
式与以r为支点，以a、b二点为受力端点的杠杆平衡时的关系类似，故称其为杠杆定律。
匀晶相图(somorphous)这种相图的特点是两组元不但在液态无限互溶，而且在固态也
无限互溶。结晶时，都是从液相中结晶出单相固溶体。我们把从液相结晶出单相固溶体的
结晶过程称为匀晶转变。具有这类相图的二元合金系有Cu-Ni、Ag-Au、Fe-Ni、Cr-Mo、
Cu-Au等，有些硅酸盐材料如镁橄榄石(Mg2SiO4)-铁橄榄石(Fe2SiO2)等也具有此类特征。
共晶反应（eutecticreaction）在共晶相图上有单相区。两单相区之间为双相区。另外
还都有一条水平线，如Pb-Sn相图上MEN，这表示在水平线所对应的这个特定温度下有三
相共存。E点是二条液相线AE和BE的交点，在E点的上方是液相，其下方是α、β二相
共存区。这说明，相当于E点成份的液相在冷却至三相共存线的温度时，会同时结晶出成
份为M的α相和成份为N的β相，这种反应可以写成如下形式：这种由某一成份液相在恒
温下同时结晶出二个成份不同的固相的反应称为共晶反应，发生共晶反应的温度TE为共晶
温度，成份为E点的合金为共晶合金。共晶组织为α相和β相的机械混合物，它们通常呈
层片状相间分布。
共晶相图（eutecticphasediagram）两组元在液态无限互溶，固态有限互溶或完全不互溶，
冷却过程中发生共晶反应的相图为共晶相图。具有共晶相图的合金系有Pb-Sn、Al-Si、Pb-Bi
等，一些硝酸盐也具有共晶相图。
包晶反应（peritecticreaction）包晶反应是由一固定成份的液相和一固定成份的固相相互作
用生成另一个固定成份的固相,其反应式可表示为，包晶反应的产物是单相固溶体。
包晶相图(peritecticphasediagram)两组元在液态无限固溶，固态下有限互溶（或不互溶）
并发生包晶反应的二元系相图称为包晶相图，Pb-Ag就形成包晶相图，陶瓷ZrO2-CaO也
形成包晶相图。在包晶相图上也存在单相区、双相区、三相区，也是只有在特定的温度下
才能三相共存。
Fe-C相图(Fe-Cphasediagram)Fe-C相图是Fe-C合金的二元相图，是材料科学尤其是金
属热处理最重要的相图之一。
共析反应（eutectoidreaction）共析反应是由一固定成份的固相在特定温度下同时析出
两种固相的反应,其反应式可表示为，共析反应的产物是两种固相的机械混合物。
铁素体α(ferrite)铁或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的、晶体点阵为体心立方的固
溶体。
奥氏体γ（austenite）铁内固溶有碳和〔或〕其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶
体。它是以英国冶金学家的名字命名的。
珠光体(pearlite)本意是奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的产物，其立体形
态为铁素体薄层和碳化物（包括渗碳体）薄层交替重叠的层状复相物。广义则包括过冷奥
氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。这种组织是以其金相形态酷似珍珠母甲壳外表
面的光泽而得名。
固溶体（solidsolution）固态条件下,一种组分(溶剂)内“溶解”了其他组分(溶质)而形成的
单一、均匀的晶态固体。固溶体有置换型(替位型)和间隙型(填隙型)两种：溶质原子位于溶
剂晶格中某些结点位置时形成置换型固溶体；溶质原子位于溶剂晶格中某些间隙位置时形
成间隙型固溶体。
能带（energyband）能带是描述晶体中电子能量状态的一个物理概念。晶体是由大量原子
规则排列组成的,在晶体中原子的外层电子运动已不再局限在该原子附近,而是可以在整个
晶体中运动。这种情况称为电子运动的共有化。其结果是：Ｎ个孤立原子有Ｎ个相同的能
级,在晶体中变成Ｎ个能量略有差别的不同等级，构成能带。
空带(vacancyband)没有被电子或空穴填充的能带。
导带（conductionband）
金属的价带之上的最低能带有大量电子,但没有占满所有的能带,这些电子在电场作用下,可
以在晶体中运动,引起电流,因此这种能带称为导带。
价带（valenceband）一系列能带中，能量最高的满带被称为价带。
禁带（forbiddenband）有些晶体中,能带和能带之间有一定的间隔,这个间隔中的能量一般
是该晶体电子不能具有的,所以称此间隔为禁带。禁带往往表示价带和最低导带之间的能量
间隔。
能隙（energygap）固体中电子两相邻能带相隔的能量范围称为能隙,亦称为禁带宽度。
弹性(elasticproperty)弹性是反映晶格中原子在外力作用下自平衡位置产生可逆位移的力学
性能之一。
虎克定律(Hooke'slaw)当材料发生弹性变形的时候，应力与应变呈线性关系，即σ＝Eε，这
就是著名的虎克定律，E为杨氏模量，σ为应力，既单位面积所受的力，ε为应变，既单位
长度的伸长。
塑性（plasticity）塑性是指材料断裂前发生塑性变形的能力。
延伸率(percentageofelongation)延伸率指的是试样拉断后标距的伸长和原始标距的百分
比。
断面收缩率（percentagereductionofarea）断面收缩率是试样拉断后，缩颈处横截面积的
最大缩减量与原始横截面积的百分比。
强度（strength）强度是材料或物件经得起变形的能力。
屈服强度（yieldstrength）屈服强度是试样在拉伸过程中，开始产生塑性变形所须的应力。
通常用标距部分残余伸长达到原标距长度的规定数值时之力除以原横截面积所得的应力来
表示，一般取残余应变0.2%。
抗拉强度（tensilestrength抗拉强度是在拉伸试验中，试样所能承受的最大负荷除以原横
截面积所得的应力值。
韧性（toughness）韧性是材料在外力作用下,在塑性形变过程中吸收能量的能力。吸收能量
愈大,韧性愈好。
断裂韧性fracturetoughness断裂韧性是断裂力学中，量度裂纹扩展阻力的主要指标之一，
它反映具有裂纹的材料对外界作用的一种抵抗能力。
硬度（hardness）硬度是指材料表面上不大的体积内抵抗变形或破裂的能力。
布式硬度(Brinellhardness)用一定直径的球体（钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入
试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的表面压痕直径计算的一种压痕硬度值。
洛式硬度（Rockwellhardness）在初始试验力及总试验力先后作用下，将压头（金刚石圆
锥或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量
计算的一种压痕硬度值。
维式硬度（Vickershardness）将相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验
力（49.03～980.7N）压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的压痕对角线
长度计算的一种压痕硬度值
显微硬度(microhardness)显微硬度主要用于确定很薄的材料、细金属丝、小型精密零件(如
钟表和仪表零件)的硬度,测定淬硬表面的硬度变化率,研究小面积内硬度的变化以及在金相
学中研究金属中不同相体的硬度等。测量方法与维氏硬度基本相同,但载荷很小,以克力计数;
压痕的特征尺寸也很小,需要用读数显微镜测出,故得名。
固溶强化(solidsolutionstrengthening)在纯金属中加入溶质原子（间隙型或置换型）形成固
溶合金（或多相合金中的基体相），将显著提高屈服强度，此即为固溶强化。
形变强化(strainstrengthening)从图3-2的应力－应变曲线上可以看出，材料屈服以后，随
着塑性变形量的增加，所需的应力是不断增加的，这种现象叫形变强化，也叫加工硬化。
形变强化是金属强化的重要方法之一,它能为金属材料的应用提供安全保证,也是某些金
属塑性加工工艺所必须具备的条件，如拔制。
晶界强化(grainsizestrengthening)随着晶粒细化，晶界所占体积增加，金属的强度和塑性是
同时提高的。这种强化工艺称为晶界强化。
弥散强化(第二相强化)(dispersionstrengthening)所谓第二相强化是指在金属基体（通常是固
溶体）中还存在另外的一个或几个相，这些相的存在使金属的强度得到提高。
择优取向（preferredorientation）在一般多晶体中,每个晶粒有不同于相邻晶粒的结晶学取
向,从整体看,所有晶粒的取向是任意分布的。但某些情况下,晶体的晶粒在不同程度上围绕某
些特殊的取向排列,就称为择优取向或简称织构。
再结晶（recrystallization）金属塑性变形后，被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为等轴晶
粒这种现象称为再结晶。
再结晶温度（recrystallizationtemperature）再结晶温度是开始产生再结晶现象的最低温度。
对纯金属，再结晶温度约为０.４Tm，式中Tm为金属的熔点。
热处理（heattreatment）热处理是对固体金属或合金进行加热、保温和冷却处理以便得到
所需性质的一种加工工艺。其原理是利用扩散、晶核化、沉积和晶体增长等现象，使金属
或合金的组织发生变化，进而获得均匀的或改性的机械和物理性质。
扩散型相变、非扩散型相变(transformationinvolvingdiffusion、diffusionlesstransformation)
根据冷却速度的不同，存在着二大类固态相变，一类是相变时存在原子扩散，为扩散型相
变，如珠光体、贝氏体转变；还有一类是不存在原子的扩散，但原子也发生了重排，为非
扩散型相变，如马氏体相变。
马氏体（martensite）马氏体是高温相以很快的速度冷却，以非扩散转变形成的产物。钢在
高温奥氏体化后淬火得到马氏体。
贝氏体（bainite）贝氏体是在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马氏体转变
温度区间以上这一中温区间（所谓“贝氏体转变温度区间”）转变而成的由铁素体及其内分
布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织。
退火(annealing)将组织偏离平衡态的钢加热到适当温度,保温一段时间,然后缓慢冷却(炉冷)
以获得接近平衡态组织的热处理工艺叫退火
正火(normalizing)将钢件加热到Ac3以上30-50℃，保温后取出在空气中冷却，这是正火
淬火（quenching）将钢件加热到奥氏体化温度并保温后，急冷（油冷或水冷）至室温，从
而使奥氏体变成马氏体的处理为淬火。
回火（tempering）回火指将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度,保温一
段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。回火的作用在于:①提高组织稳定性,
使工件在使用过程中不再发生组织转变,从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。②消除内应
力,以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。③调整材料的力学性能以满足使用要求。
时效（ageing）时效是指合金经固溶处理或冷塑性变形后，在室温或一定温度保温，以达到
沉淀硬化目的的工艺。
人工时效（artificalaging）人工时效是在高于室温以上，通过过饱和固溶体中可溶组分的
脱溶，使合金强化的热处理。
自然时效（naturalaging）自然时效是在室温下，通过过饱和固溶体中可溶组分自发的脱溶，
使合金强化的处理。
控制轧制(controlledrolling)把金属材料压力加工和热处理工艺相结合，同时利用形变强化
与相变强化的一种形变热处理工艺。
铝-锂合金(Al-Lialloy)
铝-锂合金是一种新型铝合金材料,具有较高的强度和弹性模量,是航空航天工业理想的结构
材料,用于飞机上,可减轻飞机重量8～16%。铝锂合金还具有良好的抗辐照特性和较高的电
阻率,经受中子辐照后残留放射性低,可用作核聚变装置中的真空容器。此外,铝锂合金在一定
温度和应变速率下具有很好的超塑性,可用以制造超塑性/扩散焊接结构,应用于航空和车辆
等各个领域。
紫铜(redcopper)紫铜即纯铜。
黄铜(brass)黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金。
青铜(bronze)最早使用的青铜是Cu-Sn合金，现在把除黄铜以外的铜合金都称为青铜。
α型钛合金(α-titaniumalloy)金属钛有两种异构体，一种是密排六方结构的α相，是低温
稳定相；另一种是体心立方结构的β相，是高温稳定相。成分中含有α相稳定元素，在室
温稳定状态基本为α相的钛合金为α型钛合金。
β型钛合金(β-titaniumalloy)成分中含有β相稳定元素，在室温稳定状态基本为β相的钛
合金为β型钛合金。
α+β型钛合金（α+βtitaniumalloy）成分中含有较多的β稳定剂，在室温稳定状态由α及
β相所组成的钛合金为α+β型钛合金。
钛铝化合物为基的钛合金(Ti-Alintermetalliccompound)钛铝化合物是指Ti3Al,TiAl,TiAl3
这些金属间化合物。钛铝化合物为基的钛合金是一种新型钛合金。钛铝化合物为基的高温
钛合金与普通钛合金及镍基高温合金比较，高温性能明显优于普通钛合金，已与镍基高温
合金相近。
结构陶瓷(structureceramics)结构陶瓷是指作为工程结构材料使用的陶瓷材料，主要利用其
高机械强度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦，以及高硬度等性能。陶瓷虽然抗压强度相当高，
但抗拉强度却很小，是一种脆性材料。结构陶瓷按其组份可分为氧化物陶瓷和非氧化物陶
瓷，有些结构陶瓷也具有功能陶瓷的性能如ZrO2陶瓷等。
相变增韧(phasetransformationtoughening)相变增韧是一种有效的增强、增韧方法，利用多
晶多相陶瓷中某些相组分在不同温度的相变，从而达到增强、增韧的效果，这统称为相变
增韧。例如，利用ZrO2的马氏体相变可以改善陶瓷材料的力学性能。
ZrO2相变增韧又分为应力诱导相变增韧、微裂纹增韧和表面压应力三种。相变增韧不但存
在于ZrO2陶瓷中，将ZrO2相颗粒加入其它陶瓷材料中也能产生相变增韧的效果。
ZrO2相变增韧(zirconiumoxidephasetransfotmationtoughening)ZrO2存在三种晶型，立
方、四方、单斜。其中四方相向单斜相的相变伴随有较大的体积变化～7％，这种相变体积
变化是相变增韧的基础。
应力诱导相变增韧(stress-inducedphasetransformationtoughening)分散于陶瓷基体内的四
方ZrO2相颗粒，从高温向低温变化，当温度低于1100℃时，由于陶瓷基体的约束，不能
发生四方向单斜的相变，四方ZrO2相颗粒以亚稳态的形式存在于室温，当陶瓷基体受到外
力的作用，解除了对四方ZrO2相颗粒的约束，四方ZrO2相颗粒就发生相变，降低裂纹尖
端的应力场强度，达到增强、增韧的目的。
微裂纹增韧(microcracktoughening)分散于陶瓷基体内的四方ZrO2相颗粒，在降温过程或
受力后相变，在裂纹尖端产生多条微裂纹，从而增大了断裂表面能，达到增韧的效果。
表面增韧(surfacetoughening)分散于陶瓷基体表面的四方ZrO2相颗粒，由于在一个面上没
有受到约束，相对于基体内的四方ZrO2相颗粒，比较容易相变，在降温或受力后，表面的
四方ZrO2相颗粒发生相变，产生体积膨胀，使得陶瓷材料的表面受到压应力，达到增强、
增韧的效果。
晶须（whisker）晶须是一种直径为零点几至几个微米的针状单晶体纤维材料。在单晶体中
的原子排列非常整齐，几乎没有多晶材料中存在的各种缺陷，如杂质、空穴和位错等，因
此从强度而言，晶须的强度接近理论极限。
功能材料（functionalmaterials）功能材料是与结构材料相对应的另一大类材料，主要利用
材料的光学、电学、磁学等性能。
一次功能(primaryfunction)当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，
材料仅起能量传递的作用，材料的此种功能为一次功能。
二次功能(secondaryfunction)当向材料输入的能量和从材料输出的能量不属于同一种形式
时，材料起能量转换作用，材料的此种功能为二次功能。
导电性（conductivity）导电性是评价材料所具有的传导电流的性质。
电阻率（electricresistivity）电阻率是单位横截面积、单位长度的物质的电阻值，表征材
料对电流的阻碍能力的物理量。
电导率（conductivity）电导率是电阻率的倒数，表征材料导电能力的物理量。
载流子(carrier)简单地说,材料能导电是由于在电场作用下材料中产生了电荷的定向运动,
而电荷的运动是通过一定的微观粒子来实现的。将带电荷的微观粒子统称为载流子,可以是
自由电子或空穴;也可以是正、负离子或空位。前者为电子电导，后者为离子电导。
迁移率(mobility)电导率的大小应该与载流子的数目有关系，还应该与载流子的运动速度
有关。为了表征这个关系，人们定义了迁移率的概念，，物理薏义是在单位电场作用下
载流子的运动速度，这样可得到的关系，为载流子所带电荷。
本征半导体(intrinsicsemiconductor)具有禁带宽度小于2ev能带结构的材料为半导体。无掺
杂的单质半导体为本征半导体。
n型半导体(n-typesemiconductor)以电子为主要导电载流子的半导体材料被称为N型半导
体，也叫做施主型半导体，因为在本征半导体中添加了施主杂质。
P型半导体(P-typesemiconductor)以空穴为主要导电载流子的半导体材料被称为P型半导
体，也叫受主半导体，因为在本征半导体中添加了受主杂质。
固体电解质（solidelectrolyte）固体电解质是具有离子导电性的固态物质。这些物质或因其
晶体中的点缺陷或因其特殊结构而为离子提供快速迁移的通道,在某些温度下具有高的电导
率(1～106西门子/厘米),故又称为快离子导体。
超导性（superconductivity）某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质被称为超导性。
材料表现超导性的条件实际有三个:
①超导体进入超导态时,其电阻率等于零。从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为
超导转变温度或超导临界温度,用Tc表示。
②外磁场可破坏超导态。只有当外加磁场小于某一量值Hc时才能维持超导电性,否则超导
态将转变为正常态,Hc称为临界磁场强度。Hc与温度的关系为Hc≈H0〔1-(T/Tc)2〕,H0
是T=0K时的临界磁场强度。
③超导体内的电流强度超过某一量值Ic时,超导体转变为正常导体,Ic称为临界电流。
超导体变为超导态后,除电阻为零外，体内的磁感应强度也恒为零,即超导体能把磁力线
全部排斥到体外,具有完全的抗磁性。另外，超导体具有能隙。
低温超导材料（lowtemperaturesuperconductingmaterial）具有低临界转变温度，在液氦
温度条件下工作的超导材料。
高温超导材料（hightemperaturesuperconductingmaterial）具有高临界转变温度，能在液
氮温度条件下工作的超导材料。
绝缘体(insulator)绝缘性通常是指材料阻滞热、电或声通过的能力。
极化率（polarizability）极化率是衡量原子、离子、分子在电场作用下极化强度的微观参数,
通常用α表示,α为原子、离子、分子在电场作用下形成的偶极矩与作用于原子、离子、分
子上的有效内电场之比。
极化强度（polarization）极化强度是电介质单位体积中电偶极矩的矢量和。
介质极化系数(polarizationcoeffecientofdielectricmaterials)为了将极化强度P和宏观实
际有效电场E相联系,人们定义,式中为真空介电常数，F/m(法/米),为电介质的极化系
数，是个无量纲的数。
绝对介电常数、相对介电常数(ablolute-dielectricconstant、relative-dielectricconstant)
电介质在电场E中极化后产生的电场可用电感应强度D表征,,
式中为电介质的绝对介电常数,为电介质的相对介电常数,也是一个无量纲的数，,可
见。绝对介电常数、相对介电常数都是物理学中讲平板电容时引入的参数,表征电介质极
化并储存电荷的能力，是个宏观物理量。
电子位移极化(也叫形变极化)(electronicpolarization)在外电场作用下,原子外围的电子云相
对于原子核发生位移形成的极化叫电子位移极化,也叫形变极化。
离子位移极化(ionicpolarization)离子晶体在电场作用下离子间的键合被拉长,导致电偶极
矩的增加,被称为离子位移极化,象Nacl在电场作用下就会发生位移极化。
偶极子取向极化(dipoleorientationpolarization)偶极子取向极化是极性电介质的一种极化
方式。组成极性电介质中的极性分子具有恒定的偶极矩。无外加电场时，这些极性分子的
取向在各个方向的几率是相等的，就介质整体来看，偶极矩等于零。在电场作用下，这些
极性分子除贡献电子极化和离子极化外，其固有的偶极矩将沿外电场方向有序化，沿外场
方向取向的偶极子比和它反向的偶极子的数目多，所以介质整体出现宏观偶极矩。这种极
化现象为偶极子取向极化。
松弛极化(relaxation)当材料中存在着弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点时，热运动使
这些松弛质点分布混乱，而电场力图使这些质点按电场规律分布，最后在一定温度下，电
场的作用占主导，发生极化。这种极化具有统计性质，叫作松驰极化。松驰极化是一种不
可逆的过程，多发生在晶体缺陷处或玻璃体内。
电介质的击穿(breakdownofdielectricmedium)电介质只能在一定的电场强度以内保持绝
缘的特性。当电场强度超过某一临界值时，电介质变成了导体，这种现象称为电介质的击
穿，相应的临界电场强度称为介电强度或击穿电场强度。
介质损耗(dielectricloss)将电介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。
氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝(alumina、berylliumoxide、siliconcarbide、aluminum
nitride)
氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝是几种新型高性能介电陶瓷材料。可作为集成电路基板
材料。其中的氧化铝应用最为普通。氧化铝陶瓷介电损耗低，电性能与温度的关系不大，
机械强度高，化学稳定性好，已被广泛应用于基板材料。氧化铍的最大优点是导热系数高，
介电常数较低，但由于其毒性大，价格高而限制了其应用。碳化硅的导热性优于氧化铝，
但烧结困难。近年来，氮化铝基板由于其得天独厚的优点，已引起国内外的普遍关注。日
本商品化AlN的热传导率已达260W/m.k,是目前普遍使用的氧化铝的10倍,而其他电性能
与Al2O3相当。目前氮化铝作为基板使用要解决的是其金属化技术的可靠性,多层布线技术
及降低成本等问题。
光透射（transmittance）光透射是指光对介质的穿透现象。
吸收(absorptionoflight)光的吸收是光在介质中传播时部分能量被介质吸收的现象
反射（reflection）光反射是指光被表面折回的现象，遵循光的反射定律，既反射角等于入
射角。这种反射为镜反射。
折射(refraction)当光从一种介质1进入另一种介质2时,其速度和传播方向发生变化，即发
生了折射。与界面法向形成入射角和折射角(图3-2-17),与间关系与两种材料的折射率有
关。，式中、分别为光在材料1和材料2中的传播速度,为材料2相对于材料1的折射
率。
折射率还与入射光的频率有关，随频率的减小（或波长的增加）而减小，这种性质称为折
射率的色散。
光子(photons)光具有波动和微粒二重性，当考虑光与电子之间的能量转换时，把光当成粒
子来看待，称为光子。光子是最早发现的构成物质的基本粒子之一。光子所具有的能量不
是连续的，而是与其频率v有关，光子能量，式中v为光的频率，为光的波长，h为普
朗克常数，
选择吸收(selectireabsorption)材料对不同波长的光的吸收能力不同，对某种波长的光吸收
率很高，而对另外一些波长的光吸收率很低，这种现象被称为选择吸收。
漫反射（diffusereflection）当光线照射到一粗糙不平的表面，则在局部位置入射角的实际
大小并不一样，因而反射光的方向也不一致，形成了漫反射。
光泽(luster)光泽是材料表面在光照条件下所显现出的色泽，光泽与镜反射和漫反射的相对
含量密切相关，当镜反射光带宽度窄但强度高时，可以获得高的表面光泽。
透光性(transmittance)透光性是指光对介质的穿透能力。
荧光材料(fluorescence)荧光材料是一类发光材料。由于当外界任一形式的能量将电子由价
带激发至导带后,该电子又返回到价带时发出的光子频率在可见光范围内，所以材料发光。
如果在激发除去之后的内，电子跳回价带时，同时发光。这种光为荧光，该发光材料为荧
光材料。
磷光材料(phosphorescentmaterials)磷光材料是一类发光材料。发磷光的材料含有杂质，
并在禁带中建立施主能级。当激发的电子从导带跳回价带时，首先跳到施主能级上并被捕
获。当电子再从捕获陷阱溢出返回价带时，才会发光，因而延迟了发光的时间（图3-2-25c)。
通常人们把这种激发停止后一定时间内能够发光的材料称为磷光材料。
粒子数反转(turningelectronnumbersover)粒子数反转是产生激光的必要条件,即通过使
高能级上的电子数多于低能级的电子数，从而实现受激辐射几率大于吸收几率。
光导纤维（opticalwaveguidefibre）光以波导方式在其中传输的光学介质材料，简称光纤。
光导纤维由纤芯和包层两部分组成。有两种纤维结构可以形成波导传输,即阶跃(折射率)型
和梯度(折射率)型。阶跃型光导纤维的纤芯与包层间折射率是阶梯状的,纤芯的折射率大于
包层,入射光线在纤芯和包层间界面产生全反射,因此呈锯齿状曲折前进。梯度型光导纤维的
纤芯折射率从中心轴线开始向着径向逐渐减小。因此,入射光线进入光纤后,偏离中心轴线的
光将呈曲线路径向中心集束传输,光束在梯度型光导纤维中传播时,形成周期性的会聚和发
散,呈波浪式曲线前进。故梯度型光导纤维又称聚焦型光导纤维。
全反射（totalreflection）全反射是光从光密介质射向光疏介质且当入射角大于临界角时,光
被界面全部反射回原介质不再进入光疏介质中的现象。
光存储材料(opticalmemorymaterials)光存储材料是通过调制激光束，以光点的形式把信息
编码记录在镀膜介质中的一类功能材料。根据存储方式不同，光存储材料可分为三种类型，
①只读式，②一次写入多次读出，③可擦重写方式。
光电转换材料（photoelectricconversionmaterial）光电转换材料是将太阳能转换为电能的
一类材料。主要用于制作太阳能电池。
磁感应强度（magneticintensity）任何物质在外磁场作用下，除了外磁场外，由于物质内部
原子磁矩的有序排列，还要产生一个附加磁场。在物质内部，外磁场和附加磁场的总和称
之为磁感应强度，是矢量,常用符号B表示。在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯
拉,简称特(T)。
介质磁导率（magneticpermeability）磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一。常用符号μ
表示,等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比。
相对磁导率(relativemagneticpermeability)相对磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一，其
定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比。
磁化强度（magnatization）描述磁介质磁化状态的物理量，常用符号M表示。定义为单位
体积内分子磁矩m的矢量和。在国际单位制(SI)中,磁化强度M的单位是安培/米(A/m)。
磁化率（magneticsusceptibility）表征磁介质属性的物理量。常用符号χm表示,等于磁
化强度M与磁场强度H之比,即M=χmH
抗磁性(diamagnetism)根据磁化强度的大小、正负，可将磁性分为抗磁性、顺磁性、铁磁性
和反铁磁性四类(图3-2-32)。
当磁化强度为负值时，物质表现出抗磁性。抗磁性一般较弱，磁化率为负值，在量级。
金属等具有这种性质。周期表中前18种元素的单质表现为抗磁性,而且这些元素构成了陶
瓷材料中几乎所有的阴离子,故陶瓷材料的大多数原子是抗磁性的。
顺磁性(paramagnetism)当磁化强度与外磁场方向一致，为正值且与磁场强度成正比时，物
质为顺磁性。顺磁性的大小还与温度有关，温度越高，顺磁磁化率越小。顺磁物质的磁化
率一般也很小，室温下约。一般含有奇数个电子的原子或分子，电子未填满壳层的原子或
离子如过渡族单质、稀土、锕系及铝、铂等金属都属于顺磁物。
铁磁性(ferromagnetism)对于铁、钴、镍这几种金属，磁化率均为正，且可达量级,属于强
磁性物质,这种磁性称为铁磁性。铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来，超过这一
温度，铁磁性转变为强顺磁性。这个温度称之为居里点。
反铁磁性(antiferromagnetism)反铁磁性物质磁性特征是磁化率几乎为零。这种现象的存在
与温度有关，只在某个温度以下存在，这个温度称为尼尔点。当，反铁磁体与顺磁体有
相同的磁化行为。反铁磁性物质大都是非金属化合物，如。
磁滞回线（hysteresisloop）磁滞回线是显示磁滞现象的闭合磁化曲线。
剩磁（residualmagnetism）剩磁是移去外加磁场，仍保留在试件中的磁性。
矫顽力（coercivefield）铁磁体磁化到饱和后，使他的磁化强度或磁感应强度降低到零所需
要的反向磁场称为矫顽力。
晶须（whisker）晶须是一种直径为零点几至几个微米的针状单晶体纤维材料。在单晶体中
的原子排列非常整齐，几乎没有多晶材料中存在的各种缺陷，如杂质、空穴和位错等，因
此从强度而言，晶须的强度接近理论极限。
功能材料（functionalmaterials）功能材料是与结构材料相对应的另一大类材料，主要利用
材料的光学、电学、磁学等性能。
一次功能(primaryfunction)当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，
材料仅起能量传递的作用，材料的此种功能为一次功能。
二次功能(secondaryfunction)当向材料输入的能量和从材料输出的能量不属于同一种形式
时，材料起能量转换作用，材料的此种功能为二次功能。
导电性（conductivity）导电性是评价材料所具有的传导电流的性质。
电阻率（electricresistivity）电阻率是单位横截面积、单位长度的物质的电阻值，表征材
料对电流的阻碍能力的物理量。
电导率（conductivity）电导率是电阻率的倒数，表征材料导电能力的物理量。
载流子(carrier)简单地说,材料能导电是由于在电场作用下材料中产生了电荷的定向运动,
而电荷的运动是通过一定的微观粒子来实现的。将带电荷的微观粒子统称为载流子,可以是
自由电子或空穴;也可以是正、负离子或空位。前者为电子电导，后者为离子电导。
迁移率(mobility)电导率的大小应该与载流子的数目有关系，还应该与载流子的运动速度
有关。为了表征这个关系，人们定义了迁移率的概念，，物理薏义是在单位电场作用下
载流子的运动速度，这样可得到的关系，为载流子所带电荷。
本征半导体(intrinsicsemiconductor)具有禁带宽度小于2ev能带结构的材料为半导体。无掺
杂的单质半导体为本征半导体。
n型半导体(n-typesemiconductor)以电子为主要导电载流子的半导体材料被称为N型半导
体，也叫做施主型半导体，因为在本征半导体中添加了施主杂质。
P型半导体(P-typesemiconductor)以空穴为主要导电载流子的半导体材料被称为P型半导
体，也叫受主半导体，因为在本征半导体中添加了受主杂质。
固体电解质（solidelectrolyte）固体电解质是具有离子导电性的固态物质。这些物质或因其
晶体中的点缺陷或因其特殊结构而为离子提供快速迁移的通道,在某些温度下具有高的电导
率(1～106西门子/厘米),故又称为快离子导体。
超导性（superconductivity）某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质被称为超导性。
材料表现超导性的条件实际有三个:
①超导体进入超导态时,其电阻率等于零。从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为
超导转变温度或超导临界温度,用Tc表示。
②外磁场可破坏超导态。只有当外加磁场小于某一量值Hc时才能维持超导电性,否则超导
态将转变为正常态,Hc称为临界磁场强度。Hc与温度的关系为Hc≈H0〔1-(T/Tc)2〕,H0
是T=0K时的临界磁场强度。
③超导体内的电流强度超过某一量值Ic时,超导体转变为正常导体,Ic称为临界电流。
超导体变为超导态后,除电阻为零外，体内的磁感应强度也恒为零,即超导体能把磁力线
全部排斥到体外,具有完全的抗磁性。另外，超导体具有能隙。
低温超导材料（lowtemperaturesuperconductingmaterial）具有低临界转变温度，在液氦
温度条件下工作的超导材料。
高温超导材料（hightemperaturesuperconductingmaterial）具有高临界转变温度，能在液
氮温度条件下工作的超导材料。
绝缘体(insulator)绝缘性通常是指材料阻滞热、电或声通过的能力。
极化率（polarizability）极化率是衡量原子、离子、分子在电场作用下极化强度的微观参数,
通常用α表示,α为原子、离子、分子在电场作用下形成的偶极矩与作用于原子、离子、分
子上的有效内电场之比。
极化强度（polarization）极化强度是电介质单位体积中电偶极矩的矢量和。
介质极化系数(polarizationcoeffecientofdielectricmaterials)为了将极化强度P和宏观实
际有效电场E相联系,人们定义,式中为真空介电常数，F/m(法/米),为电介质的极化系
数，是个无量纲的数。
绝对介电常数、相对介电常数(ablolute-dielectricconstant、relative-dielectricconstant)
电介质在电场E中极化后产生的电场可用电感应强度D表征,,
式中为电介质的绝对介电常数,为电介质的相对介电常数,也是一个无量纲的数，,可
见。绝对介电常数、相对介电常数都是物理学中讲平板电容时引入的参数,表征电介质极
化并储存电荷的能力，是个宏观物理量。
电子位移极化(也叫形变极化)(electronicpolarization)在外电场作用下,原子外围的电子云相
对于原子核发生位移形成的极化叫电子位移极化,也叫形变极化。
离子位移极化(ionicpolarization)离子晶体在电场作用下离子间的键合被拉长,导致电偶极
矩的增加,被称为离子位移极化,象Nacl在电场作用下就会发生位移极化。
偶极子取向极化(dipoleorientationpolarization)偶极子取向极化是极性电介质的一种极化
方式。组成极性电介质中的极性分子具有恒定的偶极矩。无外加电场时，这些极性分子的
取向在各个方向的几率是相等的，就介质整体来看，偶极矩等于零。在电场作用下，这些
极性分子除贡献电子极化和离子极化外，其固有的偶极矩将沿外电场方向有序化，沿外场
方向取向的偶极子比和它反向的偶极子的数目多，所以介质整体出现宏观偶极矩。这种极
化现象为偶极子取向极化。
松弛极化(relaxation)当材料中存在着弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点时，热运动使
这些松弛质点分布混乱，而电场力图使这些质点按电场规律分布，最后在一定温度下，电
场的作用占主导，发生极化。这种极化具有统计性质，叫作松驰极化。松驰极化是一种不
可逆的过程，多发生在晶体缺陷处或玻璃体内。
电介质的击穿(breakdownofdielectricmedium)电介质只能在一定的电场强度以内保持绝
缘的特性。当电场强度超过某一临界值时，电介质变成了导体，这种现象称为电介质的击
穿，相应的临界电场强度称为介电强度或击穿电场强度。
介质损耗(dielectricloss)将电介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。
氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝(alumina、berylliumoxide、siliconcarbide、aluminum
nitride)
氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝是几种新型高性能介电陶瓷材料。可作为集成电路基板
材料。其中的氧化铝应用最为普通。氧化铝陶瓷介电损耗低，电性能与温度的关系不大，
机械强度高，化学稳定性好，已被广泛应用于基板材料。氧化铍的最大优点是导热系数高，
介电常数较低，但由于其毒性大，价格高而限制了其应用。碳化硅的导热性优于氧化铝，
但烧结困难。近年来，氮化铝基板由于其得天独厚的优点，已引起国内外的普遍关注。日
本商品化AlN的热传导率已达260W/m.k,是目前普遍使用的氧化铝的10倍,而其他电性能
与Al2O3相当。目前氮化铝作为基板使用要解决的是其金属化技术的可靠性,多层布线技术
及降低成本等问题。
光透射（transmittance）光透射是指光对介质的穿透现象。
吸收(absorptionoflight)光的吸收是光在介质中传播时部分能量被介质吸收的现象
反射（reflection）光反射是指光被表面折回的现象，遵循光的反射定律，既反射角等于入
射角。这种反射为镜反射。
折射(refraction)当光从一种介质1进入另一种介质2时,其速度和传播方向发生变化，即发
生了折射。与界面法向形成入射角和折射角(图3-2-17),与间关系与两种材料的折射率有
关。，式中、分别为光在材料1和材料2中的传播速度,为材料2相对于材料1的折射
率。
折射率还与入射光的频率有关，随频率的减小（或波长的增加）而减小，这种性质称为折
射率的色散。
光子(photons)光具有波动和微粒二重性，当考虑光与电子之间的能量转换时，把光当成粒
子来看待，称为光子。光子是最早发现的构成物质的基本粒子之一。光子所具有的能量不
是连续的，而是与其频率v有关，光子能量，式中v为光的频率，为光的波长，h为普
朗克常数，
选择吸收(selectireabsorption)材料对不同波长的光的吸收能力不同，对某种波长的光吸收
率很高，而对另外一些波长的光吸收率很低，这种现象被称为选择吸收。
漫反射（diffusereflection）当光线照射到一粗糙不平的表面，则在局部位置入射角的实际
大小并不一样，因而反射光的方向也不一致，形成了漫反射。
光泽(luster)光泽是材料表面在光照条件下所显现出的色泽，光泽与镜反射和漫反射的相对
含量密切相关，当镜反射光带宽度窄但强度高时，可以获得高的表面光泽。
透光性(transmittance)透光性是指光对介质的穿透能力。
荧光材料(fluorescence)荧光材料是一类发光材料。由于当外界任一形式的能量将电子由价
带激发至导带后,该电子又返回到价带时发出的光子频率在可见光范围内，所以材料发光。
如果在激发除去之后的内，电子跳回价带时，同时发光。这种光为荧光，该发光材料为荧
光材料。
磷光材料(phosphorescentmaterials)磷光材料是一类发光材料。发磷光的材料含有杂质，
并在禁带中建立施主能级。当激发的电子从导带跳回价带时，首先跳到施主能级上并被捕
获。当电子再从捕获陷阱溢出返回价带时，才会发光，因而延迟了发光的时间（图3-2-25c)。
通常人们把这种激发停止后一定时间内能够发光的材料称为磷光材料。
粒子数反转(turningelectronnumbersover)粒子数反转是产生激光的必要条件,即通过使
高能级上的电子数多于低能级的电子数，从而实现受激辐射几率大于吸收几率。
光导纤维（opticalwaveguidefibre）光以波导方式在其中传输的光学介质材料，简称光纤。
光导纤维由纤芯和包层两部分组成。有两种纤维结构可以形成波导传输,即阶跃(折射率)型
和梯度(折射率)型。阶跃型光导纤维的纤芯与包层间折射率是阶梯状的,纤芯的折射率大于
包层,入射光线在纤芯和包层间界面产生全反射,因此呈锯齿状曲折前进。梯度型光导纤维的
纤芯折射率从中心轴线开始向着径向逐渐减小。因此,入射光线进入光纤后,偏离中心轴线的
光将呈曲线路径向中心集束传输,光束在梯度型光导纤维中传播时,形成周期性的会聚和发
散,呈波浪式曲线前进。故梯度型光导纤维又称聚焦型光导纤维。
全反射（totalreflection）全反射是光从光密介质射向光疏介质且当入射角大于临界角时,光
被界面全部反射回原介质不再进入光疏介质中的现象。
光存储材料(opticalmemorymaterials)光存储材料是通过调制激光束，以光点的形式把信息
编码记录在镀膜介质中的一类功能材料。根据存储方式不同，光存储材料可分为三种类型，
①只读式，②一次写入多次读出，③可擦重写方式。
光电转换材料（photoelectricconversionmaterial）光电转换材料是将太阳能转换为电能的
一类材料。主要用于制作太阳能电池。
磁感应强度（magneticintensity）任何物质在外磁场作用下，除了外磁场外，由于物质内部
原子磁矩的有序排列，还要产生一个附加磁场。在物质内部，外磁场和附加磁场的总和称
之为磁感应强度，是矢量,常用符号B表示。在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯
拉,简称特(T)。
介质磁导率（magneticpermeability）磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一。常用符号μ
表示,等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比。
相对磁导率(relativemagneticpermeability)相对磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一，其
定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比。
磁化强度（magnatization）描述磁介质磁化状态的物理量，常用符号M表示。定义为单位
体积内分子磁矩m的矢量和。在国际单位制(SI)中,磁化强度M的单位是安培/米(A/m)。
磁化率（magneticsusceptibility）表征磁介质属性的物理量。常用符号χm表示,等于磁
化强度M与磁场强度H之比,即M=χmH
抗磁性(diamagnetism)根据磁化强度的大小、正负，可将磁性分为抗磁性、顺磁性、铁磁性
和反铁磁性四类(图3-2-32)。
当磁化强度为负值时，物质表现出抗磁性。抗磁性一般较弱，磁化率为负值，在量级。
金属等具有这种性质。周期表中前18种元素的单质表现为抗磁性,而且这些元素构成了陶
瓷材料中几乎所有的阴离子,故陶瓷材料的大多数原子是抗磁性的。
顺磁性(paramagnetism)当磁化强度与外磁场方向一致，为正值且与磁场强度成正比时，物
质为顺磁性。顺磁性的大小还与温度有关，温度越高，顺磁磁化率越小。顺磁物质的磁化
率一般也很小，室温下约。一般含有奇数个电子的原子或分子，电子未填满壳层的原子或
离子如过渡族单质、稀土、锕系及铝、铂等金属都属于顺磁物。
铁磁性(ferromagnetism)对于铁、钴、镍这几种金属，磁化率均为正，且可达量级,属于强
磁性物质,这种磁性称为铁磁性。铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来，超过这一
温度，铁磁性转变为强顺磁性。这个温度称之为居里点。
反铁磁性(antiferromagnetism)反铁磁性物质磁性特征是磁化率几乎为零。这种现象的存在
与温度有关，只在某个温度以下存在，这个温度称为尼尔点。当，反铁磁体与顺磁体有
相同的磁化行为。反铁磁性物质大都是非金属化合物，如。
磁滞回线（hysteresisloop）磁滞回线是显示磁滞现象的闭合磁化曲线。
剩磁（residualmagnetism）剩磁是移去外加磁场，仍保留在试件中的磁性。
矫顽力（coercivefield）铁磁体磁化到饱和后，使他的磁化强度或磁感应强度降低到零所需
要的反向磁场称为矫顽力。
磁致伸缩(magnetostriction)当铁磁体磁化状态改变时，磁体的尺寸及形状会变化，这种现象
叫磁致伸缩。定义沿磁化方向单位长度发生的变化为磁致伸缩系数，磁化强度饱和时的磁
致伸缩系数是材料常数。
磁矩（magneticmoment）描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量。平面载流线圈的磁矩
定义为式中i为电流强度；S为线圈面积；n为与电流方向成右手螺旋关系的单位矢量。
交换作用(exchangeeffect)交换作用是指处于不同原子的、未被填满壳层上的电子之间发生
的特殊相互作用。由这种交换作用所产生的交换能J与晶格的原子间距有密切关系(图
3-2-36)。当原子间距离很大时，J接近于零,随着距离的减小,相互作用增加。当原子间距a
与未被填满的电子壳层的直径D之比大于3时,交换能为正值,材料呈现铁磁性；当时,交换
能为负值,材料呈现反铁磁性
磁畴(domains)磁畴是磁矩方向一致的小区域，含有个原子,体积约。磁畴的形成是由于近
邻原子间的交换作用。
自发磁化(spontaneousmagnetization)铁磁体内部自发地形成了磁化到饱和的小区域－磁
畴。铁磁体的这种作用不是依赖外磁场的作用，因此称为自发磁化。自发磁化是铁磁物质
的一个基本特性，是其与顺磁物质的区别所在。
软磁材料(softmagnetmaterials)软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材
料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金
(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。
硬磁材料(permanentmagneticmaterial)硬磁材料也称为永磁材料，具有宽磁滞回线、高矫
顽力、高剩磁,一经磁化即能保持恒定磁性的材料。
磁记录材料(magneticrecordingmaterials)磁记录材料是主要被用于磁记录的一类材料，其
原理是利用磁头气隙中随信息变化的磁场将磁记录介质磁化，即将随时间变化的信息磁场
转变为磁记录介质按空间变化的磁化强度分布，经过相反的过程，可将记录的信息经磁头
重放出来（图？3-2-43）。磁记录材料是作为硬磁材料来应用的,但它与传统硬磁材料不同,
它往往不是以块状形态使用。
铁氧体(ferrites)铁氧体是含铁酸盐的陶瓷磁性材料，按材料结构分，铁氧体有尖晶石型、石
榴石型、磁铅石型、钙钛矿型、钛铁矿型和钨青铜型等六种。
亚铁磁性(ferrimagnetism)铁氧体磁性与铁磁性相同之处在于有自发磁化和磁畴，因此有时
也被统称为铁磁性物质。但其也有与铁磁物质不同之处，表现在铁氧体一般都是多种金属
氧化物复合而成，因此铁氧体中有两种取向不同的磁矩，它们方向相反，大小不等，两种
磁矩之差就产生了自发磁化现象，所以严格地说，铁氧体磁性称为亚铁磁性。
材料工艺(materialtechnics)制造材料本身，以及把材料制造成为人类所能利用的产品的过
程，都必须通过一定的工艺才能实现，这一系列工艺称为材料工艺。材料工艺包含两个方
面的内容，一是材料的生产工艺，一是材料的加工工艺。
材料生产工艺(materialproductiontechnics)材料的生产工艺就是把天然原料（包括初级人造
原料）经过物理和化学变化而变成工程上有用的原材料的工艺技术，如钢铁厂冶炼生产钢
材、化工厂合成塑料颗粒的过程。
材料加工工艺(materialprocesstechnics)材料的加工就是把材料制备成具有一定形状尺寸和
性能的制品的过程。主要指材料的成形加工、内部组织结构的控制以及表面处理等，如制
罐厂把薄金属带制造成易拉罐、塑料厂生产出塑料制品的过程。
工艺性能(processproperties)通常指材料可被加工的能力，也称加工性能。根据特定的制造
方法要求，材料的加工性能包括可焊接性、可铸造性、可切削性、可成型性和可变形性等
等。它是材料能否大量工业应用的一个重要因素。
冶金(metallurgy)金属材料一般从矿石中提取，往往涉及到冶炼过程，因此金属材料的生产
通称为冶金。根据工艺特点的不同可分为：火法冶金、湿法冶金、电冶金以及粉末冶金等。
火法冶金(firemetallurgy)火法冶金是指利用高温（超过金属熔点温度）从矿物中提取金属
或其他化合物的方法，典型的例子是钢铁材料的冶炼。
湿法冶金(wetmetallurgy)利用溶剂，借助于氧化、还原、中和、水解、络合等化学作用，
对原料中金属进行提取和分离，得到金属或其化合物的过程，称为湿法冶金。其优点是环
境污染少，并且能提炼低品位的矿石，但成本较高。主要用于生产锌、氧化铝、氧化铀及
一些稀有金属。
电冶金(electricitymetallurgy)电冶金是指应用电能从矿石或其它原料中提取、回收、精炼金
属的冶金过程，一般仅指电解（电化学）冶金，包括水溶液电解和熔盐电解冶金。电冶金
通常用于获得高纯度金属，如高纯铝、镁、钠等金属的生产。
粉末冶金(powdermetallurgy)把原料粉末在固态条件下压制成型，通过加热烧结的方式得到
制品的过程称粉末冶金。与陶瓷产品的生产工艺非常相近。多用于制造切削用的硬质合金
（碳化钨、碳化钛等难熔碳化物的混合物）刀头，钨、铌、钽、钛等高熔点致密合金零件
等。
陶瓷生产工艺(ceramicproductiontechnics)陶瓷生产工艺就是以相图和高温物理化学为理
论基础的矿物合成工艺。主要步骤为：配料、压制成型、坯块烧结和后处理。陶瓷制品的
生产工艺和加工工艺是通常是合二为一的，烧结成型之后除了磨削和抛光以外，几乎不进
行任何加工，因此陶瓷的生产工艺直接影响到制品的性能。
陶瓷成型(ceramicforming)陶瓷成型就是把准备好的原材料加工成一定形状和尺寸的半成
品的过程。根据坯料（可塑泥料、粉料、浆料）的不同，成型的方法主要有以下几种：湿
塑成型、注浆成型、干压成型、注射成型、热压成型等。
陶瓷烧结(ceramicsinter)将干燥好的坯体放到窑或炉内加热到高温，通过一系列物理化学变
化，成瓷并获得所要求的性能的过程就是烧结。日用瓷的烧结温度一般在1250-1450℃烧结。
在烧结过程中会发生膨胀、气体产生、收缩、液相出现、晶相的长大和转变等变化，随着
这些变化，气孔率降低，体积密度增大，坯体转变成具有一定尺寸形状和强度的制品。
玻璃成型(glassforming)熔融的玻璃在固化时，没有明显的凝固点，也没有体积的突变，材
料的粘度连续变化，在液态流动性很好，可以进行吹制成型，也可以象金属一样进行铸造、
轧制、拉丝和挤压。
单晶制备(singlecrystalmaking)单晶材料的制备关键使是避免多余晶核的形成，保证唯一晶
核的长大，因此，要求材料纯度高，凝固过程过冷度低。目前单晶制备已发展成为一种重
要的专门技术。按照单晶材料原子的来源，可以分为液相法、气相法和固相法，其中液相
法应用较多，如单晶硅的制备。
铸造(casting)铸造是将金属材料由液态直接凝固成型的一种通用方法，即将熔融金属浇注
到型腔内，凝固后得到一定形状的铸件。成本低廉，能大批制造出内腔形状复杂的零件，
但铸件的机械性能较差。
压力加工(pressureprocess)对固态金属施加外力，通过塑性变形得到一定形状尺寸和性能的
制品的过程就是压力加工。根据加工方式的不同，压力加工可分为锻造、轧制、挤压、拉
拔、冲压等过程。压力加工的一个重要特点是可改善金属材料的机械性能，可以提高材料
的强度和韧性。根据加工温度的不同，通常分为热加工和冷加工。
热加工(thermo-process)热加工是指在再结晶温度以上进行的加工过程（再结晶温度可近似
用熔点的0.4倍来估计（以绝对温度表示），如纯铁为450℃）。锻造和热轧就是典型的热加
工。热加工可以改善材料的内部组织结构，缺点是表面的氧化不可避免，影响表面质量，
同时尺寸精度也较低，常常用于成形毛坯。
冷加工(coldwork)冷加工是指低于再结晶温度下进行的加工过程。由于温度较低，冷加工过
程不能产生回复和再结晶现象。冷加工过程中工件将不断受到加工硬化，使工件成形同时
也得到强化。冷加工可以获得较精密的尺寸和良好的表面质量，多用于加工比较薄的产品。
焊接(weld)焊接是使两个分离的固态物质借助于原子间结合力而连接在一起的连接方法，
通过压结、熔合、扩散、合金化、再结晶等现象，而使金属零件永久地结合。焊接是一种
高速高效的连接方法，广泛地用于制造桥梁、船舶、车辆、压力容器、建筑物等大型工程
结构。焊接过程对材料的影响很大，是一个很重要的工艺过程。包括电弧焊、气焊、气体
保护焊、电渣焊、压力焊和钎焊等等。
切削加工(cuttingprocess)切削加工是指利用各种刀具，单纯改变零件的外形和尺寸的物理
加工过程。切削加工一般不引起材料内部组织和性能的变化（少量的加工硬化除外），可提
高零件尺寸精度和表面光洁度，或者获得其它手段不易得到的特殊的形状。金属的切削加
工可分为车、铣、刨、钻和磨五种基本的方法。切削过程生产效率较低，成本较高。
注射成型（注塑）(injectforming)利用注塑机将熔化的塑料快速注入闭合的模具内，使之冷
却固化，开模得到定型的塑料制品的方法。注塑过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模
等工序。
挤出成型（挤塑）(pressingforming)）利用挤出机，借助柱塞或螺杆的挤压作用，使受热熔
化的塑料连续通过口模成型的过程。挤塑主要用于生产各种热塑性的塑料板材、棒材、管
材、异型材、薄膜、电缆护层等，具有生产效率高、用途广、适应性强等特点。
模压成型（压塑）(coiningforming)将原料放入加热的模具型腔内，加压加热使塑料发生交
联化学反应而固化，得到塑料制吹制成型（吹塑）(blow-mouldingforming)吹塑类似于吹制
玻璃器皿，是制造塑料中空制品或薄膜等的常用工艺。通常是把挤塑、注塑得到的管状坯
料，加热软化，置于对开的模具中，将压缩空气通入使其吹胀，紧紧贴于模具的内壁，冷
却后脱模即得到制品。
浇铸成型（铸塑）(castingforming)类似于金属的铸造，将处于流动状态的高分子材料注入
特定的模具，使之固化并得到与模具型腔一致的制品的过程。其特点是铸模的成本低，可
以把塑料与其它材料包封在一起，但生产效率低，尺寸精度差。浇铸成型还可以用于橡胶
制品的生产。
压延成型(drawingforming)压延成型是生产橡胶片材（胶片）的主要成型方法，类似于金属
材料的轧制。压延成型就是使材料在相对旋转的加热辊之间被压延，而连续形成一定厚度
和宽度的薄板材的过程。压延之后可以趁热通过压花辊，得到压花薄膜。
表面改性(surfacemodification)为获得材料表面与内部不同的性能，可以借助许多特殊方法
改变材料表面的化学成分、物理结构和相应的性能，或者获得新的薄膜材料，这就是表面
改性。表面改性包括：离子注入、离子束沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子体
化学气相沉积和激光表面改性等等。
离子注入(ioninjecting)离子注入就是在真空中把气体或固体蒸汽源离子化，通过加速后把
离子直接注入到固体材料表面，从而改变材料表面（包括近表面数十到数千埃的深度）的
成分和结构，达到改善性能之目的。
物理气相沉积(physicalvapordiposition)用热蒸发或电子束、激光束轰击靶材等方式产生气
相物质，在真空中向基片表面沉积形成薄膜的过程称为物理气相沉积。包括：蒸发镀膜、
溅射沉积和离子镀膜等物理方法。
化学气相沉积(chemicalvapordiposition)利用气态物质在固体表面上进行化学反应，生成固
态沉积物的过程，称为化学气相沉积。包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积、激光
化学气相沉积、金属有机化合物化学气相沉积和等离子体化学气相沉积等。
激光表面改性(lasersurfaceimproving)利用激光产生的热量对工件表面进行处理的过程就
是激光表面改性。激光表面改性包括：激光相变硬化、激光表面熔融、激光涂敷、激光表
面合金化等。其优点是：非接触式的处理，热变形小；可以局部加热，能量密度高，处理
时间短，可以在线加工，能精确控制处理条件，便于自动化过程。缺点是：设备费用较贵，
成本高；处理效率低，不适宜大面积处理等等。
金属雾化喷射沉积(SprayatomizationanddepositionofMetals)金属雾化喷射沉积是指将金
属熔化成液态后，雾化为熔滴颗粒，然后直接沉积在具有一定形状的收集器上，从而获得
大块整体致密度接近理论密度的金属实体的过程。
金属半固态加工(semi-solidprocessing)
在金属凝固过程中，进行剧烈搅拌，或控制固-液态温度区间，得到一种液态金属母液中均
匀地悬浮着一定固相组分的固-液混合浆料，这种浆料具有某种流变特性，可以方便地进行
成型加工。利用这种金属浆料加工成型的方法，称为金属的半固态加工。半固态加工的主
要流程包括：金属浆料制备、半固态铸造、半固态压力加工等。
自蔓延高温合成技术(self-propagationhige-temperaturesynthesizingtechnology)
自蔓延高温合成技术也称燃烧合成，是一种利用化学反应（燃烧）本身放热制备材料的新
技术。其过程为把原料按一定比例混合成型，然后通过点火引燃，使其局部发生燃烧反应，
并得到所需要的反应产物。同时，燃烧反应放出的热量足以使其它部分原料逐步燃烧，使
整个坯料完全发生反应，获得具有所需的一定成分和结构的材料。
失效（failure）所谓失效就是产品失去了规定的功能，而这规定的功能是指国家有关法规、
质量标准以及合同规定的对产品适用、安全和其他特性的要求。
失效分析(failureanalysis)失效分析就是判断失效产品的失效模式、查找产品的失效机理和
原因，提出预防再失效的对策这样一系列的技术活动和管理活动。失效分析的对象是失效
产品及其相关的失效过程，因此它是一种全过程全方位的分析。
失效模式(failuremode)失效模式是指失效的外在宏观表现形式、过程规律和失效机理。
失效机理(failuremechanism)失效机理是指失效的物理、化学变化的本质和微观过程。既要
分析微观上原子、分子尺度和结构的变化，也要涉及宏观的性能。根据机械失效过程中材
料发生变化的物理、化学的本质不同和过程特征的差异，可作如下分类：变形、断裂、磨
损、腐蚀等，对于具体的失效问题，往往是几种不同的材料变化机理引起的。
淬透性（hardenability）淬透性表示奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小是
用钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度来表示的。淬透性是钢的重要工艺性能。是选材
和确定热处理工艺的重要依据。
脆性断裂（brittlefracture）脆性断裂是几乎不伴随塑性变形而形成脆性断口（断裂面通常
与拉应力垂直，宏观上由具有光泽的亮面组成）的断裂。脆性断裂一般包括沿晶脆性断裂、
解理断裂、准解理断裂、疲劳断裂、腐蚀疲劳断裂、应力腐蚀断裂、氢脆断裂等。
塑性断裂(ductilefracture)与脆性断裂不同，塑性断裂是材料断裂前产生明显宏观塑性变形
的断裂方式。
穿晶断裂(transgranularfracture)/font>穿晶断裂又称晶内断裂，裂纹穿过晶粒内部。
沿晶断裂(intergranularfracture)沿晶断裂又称晶间断裂，它是多晶体沿不同取向晶粒间晶
界分离的现象。
疲劳断裂（fatiguefracture）疲劳断裂指金属在循环载荷作用下产生疲劳裂纹萌生和扩展而
导致的断裂，其断口在宏观上由疲劳源、扩展区和最后破断区三个区域构成，在微观上可
出现疲劳条纹。
解理断裂（cleavagefracture）解理断裂是金属在正应力作用下，由于原子结合键破坏而造
成的沿一定的晶体学平面（即解理面）快速分离的过程，是一种脆性断裂。
准解理断裂(quasicleavage)准解理断裂是介于解理断裂和韧窝断裂之间一种过渡断裂形式，
准解理的形成过程是首先在许多不同部位同时产生许多解理裂纹核，然后按解理方式扩展
成解理小刻面，最后以塑性方式撕裂，与相邻的解理小刻面相连，形成撕裂岭。
韧窝断口(dimplefracture)韧窝是金属塑性断裂的主要微观特征。它是材料在微区范围
内塑性变形产生的显微空洞，经形核、长大、聚集最后相互连接而导致断裂后，在断口表
面上所留下的痕迹。韧窝的大小包括平均直径和深度。影响韧窝大小的主要因素从材料方
面讲为第二相的大小、密度、基体的塑性变形能力、形变硬化指数等，从外界条件讲与应
力大小和加载速率有关。一般在断裂条件相同时，韧窝尺寸越大，表示材料的塑性越好。
纤维区，放射区，剪切唇(radiationregion,fibrousregion,shearlip)
金属断裂的宏观断口通常可分为三个宏观特征区，即中间的纤维区，然后是放射区和
剪切唇区，这就是所谓的断口宏观特征三要素。纤维区的宏观平面与拉伸应力轴垂直，呈
粗糙的纤维状，断裂从这一区开始。放射区是裂纹由缓慢扩展向快速的不稳定扩展转化的
标志，其特征是放射线花样，放射线方向为裂纹扩展方向。剪切唇区是最后断裂区，表面
较光滑，与拉伸应力轴的交角约45°。对于不同的材料，不同的温度和受力状态，三个区域
的位置、形状、大小及分布有所不同，有时在断口上也可能只出现一种或二种形貌特征。
磨损失效（wearfailure）磨损失效是物体表面相接触并作相对运动时，材料自该表面逐渐
损失以致构件失效的现象。
粘着磨损（additivewear）粘着磨损是一种严重的磨损方式，是相对运动的物体接触表面发
生了固相粘着，使材料从一个表面转移到另一表面的现象
磨粒磨损(abrasirewear)磨粒磨损也称为磨料磨损或研磨磨损，它是当磨擦偶件一方的硬度
比另一方硬度大得多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子时，所产生的一种磨损。
疲劳磨损(fatiguewear)疲劳磨损是指两接触面作滚动，或滑动，或是滑动与滚动复合的磨
擦状态，同时在高交变接触应力的作用下，使材料表面疲劳而产生物质流失的过程，也称
表面疲劳磨损或接触疲劳磨损。
腐蚀磨损(corrosionwear)腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表层的腐蚀产物（主要是氧化
物）剥落，及与金属磨面之间的机械磨损相结合而出现的现象。
应力腐蚀(stresscorrosion)金属构件在静应力和特定的腐蚀环境共同作用下所导致的脆性断
裂为应力腐蚀。断裂前没有预兆，不易预防，危害性极大。
氢脆(hydrogenembrittlement)由于氢渗入金属内部导致损伤，从而使金属零件在低于材
料屈服极限的静应力作用下产生的失效称为氢脆。
氢致延迟断裂(hydrogeninduceddelaycracking)金属材料在加工、制造及使用环境下很容易
受到氢的侵入，而且随后在静应力作用下，会向应力高的部位扩散聚集，当聚集的氢含量
达到一定的临界浓度时，使金属原子间结合力下降而导致断裂。由于氢的扩散聚集需要一
定的时间，所以断裂的发生是在加载后的某个时间，故称之为氢致延迟断裂。
腐蚀疲劳（corrosionfatigue）腐蚀疲劳是在交变载荷和腐蚀环境协同、交互作用下发生的
材料破坏过程。
电极电位（electrodepotential）某电极与标准氢电极组成一特殊的原电池，其中标准氢电极
规定为负极，所测得的这种电池的电动势，称为该电极的电极电位或称氢标电极电位。各
种电极的氢标电极可以表示出电极与溶液界面间电位差的相对大小
化学腐蚀（chemicalcorrosion）化学腐蚀是金属在非电化学作用下的腐蚀(氧化)过程。通常
指在非电解质溶液及干燥气体中,由纯化学作用引起的腐蚀。
电化学腐蚀（electrochemicalcorrosion）电化学腐蚀是在电解质溶液中或金属表面的液膜
中,服从于电化学反应规律的金属腐蚀(氧化)过程。
点蚀（pittingcorrosion）产生点状的腐蚀，且从金属表面向内部扩展，形成孔穴。
晶间腐蚀（intercrystallinecorrosion）晶间腐蚀是指金属材料或构件沿晶界产生并沿晶界扩
展导致金属材料或物件的损伤。
缝隙腐蚀（crevicecorrosion）由于狭缝或间隙的存在，在狭缝内或近旁发生的腐蚀
老化（aging）高分子材料在加工储存和使用过程中由于对一些环境因素较为敏感而导致性
能逐渐下降的现象称为高分子材料的老化。
热老化（thermalaging）高分子材料在热环境因素作用下而导致性能逐渐下降的现象称为
高分子材料的热老化。高分子材料在真空中加热30分后损失一半重量所需要的温度称为半
分解温度，常用这个参量来表示高分子材料的热稳定性。
光老化(lightaging)高分子材料在光线作用下而导致性能逐渐下降的现象称为高分子材料的
光老化。
辐照老化(radiationaging)高分子材料在辐射线(α、β、γ、χ射线、快中子、慢中子、离子)
辐照下而导致性能逐渐下降的现象称为高分子材料的辐照老化。
氧化老化(oxidationaging)高分子材料与空气中氧（臭氧）发生反应而引起高分子降解或交
联称为氧化老化。
生物降解(biodegradation)生物降解是在环境介质中，通过生物的复杂作用，将有机物分子
分解的过程。