材料科学与工程11-20专业英语翻译.docx

v1.0可编辑可修改材料科学与工程专业英语参考翻译(11-20)专业：材料物理姓名：刘伟吉林大学材料科学科学与工程材料物理57#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一合成与加工，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品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，品 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粘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 A1203-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一一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，TC叱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 碳涂层和治疗某些月中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一一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、全牌关节置换 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，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培氧化铝和氧化培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牌关节修复和移植中到 2006年，超过10A6牌 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 细品组成的多晶氧化铝通常情况下是在16001800度下通过压缩烧结而成 少量氧化镁（ ＜的也被加入，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）牌关节的直径限制在 32mm以下，氧化培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，氧化培的抗弯强度和硬度稍稍 降低，原因与从正方晶系到单斜品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＞氧化培的抗磨损能比氧化铝查，在陶瓷或陶 瓷复合材料中，氧化结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＞氧化培也许会少量富集半衰期较长 的例如Th和U放放射性元素，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a粒子，可以对身体软硬组织造成毁灭性打击这里有 许多关于氧化培陶瓷a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、DN唇口蛋白质举个例子，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一一酚 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。