材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)第三版-翻譯以及答案

1、UNIT1一、材料根深蒂固于我們生活的程度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)了我們的想象，交通、裝修、制衣、通信、娛樂(lè)（recreation）和食品生產(chǎn)，事實(shí)上（virtually），我們生活中的方方面面或多或少受到了材料的影響。歷史上，社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步和生產(chǎn)材料的能力以及操縱材料來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的需求密切（intimately）相關(guān)，事實(shí)上，早期的文明就是通過(guò)材料發(fā)展的能力來(lái)命名的（石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代）。二、早期的人類僅僅使用（access）了非常有

2、限數(shù)量的材料，比如自然的石頭、木頭、粘土（clay）、獸皮等等。隨著時(shí)間的發(fā)展，通過(guò)使用技術(shù)來(lái)生產(chǎn)獲得的材料比自然的材料具有更加優(yōu)秀的性能。這些性材料包括了陶瓷（pottery）以及各種各樣的金屬，而且他們還發(fā)現(xiàn)通過(guò)添加其他物質(zhì)和改變加熱溫度可以改變材料的性能。此時(shí)，材料的應(yīng)用（utilization）完全就是一個(gè)選擇的過(guò)程，也就是說(shuō)，在一系列有限的材料中，根據(jù)材料的優(yōu)點(diǎn)來(lái)選擇最合適的材料，直到最近的時(shí)間內(nèi)，科學(xué)家才理解了材料的基本結(jié)構(gòu)

3、以及它們的性能的關(guān)系。在過(guò)去的100年間對(duì)這些知識(shí)的獲得，使對(duì)材料性質(zhì)的研究變得非常時(shí)髦起來(lái)。因此，為了滿足我們現(xiàn)代而且復(fù)雜的社會(huì)，成千上萬(wàn)具有不同性質(zhì)的材料被研發(fā)出來(lái)，包括了金屬、塑料、玻璃和纖維。三、由于很多新的技術(shù)的發(fā)展，使我們獲得了合適的材料并且使得我們的存在變得更為舒適。對(duì)一種材料性質(zhì)的理解的進(jìn)步往往是技術(shù)的發(fā)展的先兆，例如：如果沒(méi)有合適并且沒(méi)有不昂貴的鋼材，或者沒(méi)有其他可以替代（substitute）的東西，汽車就不可能被生

4、產(chǎn)，在現(xiàn)代、復(fù)雜的（sophisticated）電子設(shè)備依賴于半導(dǎo)體（semiconducting）材料四、有時(shí)，將材料科學(xué)與工程劃分為材料科學(xué)和材料工程這兩個(gè)副學(xué)科（subdiscipline）是非常有用的，嚴(yán)格的來(lái)說(shuō)，材料科學(xué)是研究材料的性能以及結(jié)構(gòu)的關(guān)系，與此相反，材料工程則是基于材料結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，來(lái)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有預(yù)定性能的材料，基于預(yù)期的性能。材料科學(xué)家發(fā)展或者合成（synthesize）新的材料，然而材料工程師則是生產(chǎn)新產(chǎn)

5、品或者運(yùn)用現(xiàn)有的材料來(lái)發(fā)展生產(chǎn)材料的技術(shù)，絕大部分材料學(xué)的畢業(yè)生被同時(shí)訓(xùn)練成為材料科學(xué)家以及材料工程師。五、structure”一詞是個(gè)模糊（nebulous）的術(shù)語(yǔ)值得解釋。簡(jiǎn)單地說(shuō)，材料的結(jié)構(gòu)通常與其內(nèi)在成分的排列有關(guān)。原子（subatomic）內(nèi)的結(jié)構(gòu)包括介于單個(gè)原子間的電子和原子核的相互作用。在原子水平上，結(jié)構(gòu)包括（emcompasses）原子或分子與其他相關(guān)的原子或分子的組織。在更大的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域（realm）上，其包括大的原子團(tuán)

6、，這些原子團(tuán)通常聚集（agglomerate）在一起，稱為“微觀”結(jié)構(gòu)，意思是可以使用某種顯微鏡直接觀察得到的結(jié)構(gòu)。最后，結(jié)構(gòu)單元可以通過(guò)肉眼看到的稱為宏觀結(jié)構(gòu)。六、“Property”一詞的概念值得詳細(xì)（elabate）闡述。在使用中，所有材料對(duì)外部的刺激（stimuli）都表現(xiàn)（evoke）出某種反應(yīng)。比如，材料受到力作用會(huì)引起形變，或者拋光金屬表面會(huì)反射光。材料的特征取決于其對(duì)外部刺激的反應(yīng)程度（magnitude）。通常，材料的

7、性質(zhì)與其形狀及大小無(wú)關(guān)。七、實(shí)際上，所有固體材料的重要性質(zhì)可以概括分為六類：機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)（optical）和腐蝕性（deteriative）。對(duì)于每一種性質(zhì)，其都有一種對(duì)特定刺激（stimulus）引起反應(yīng)的能力。如機(jī)械性能與施加壓力引起的形變有關(guān)，包括彈性、強(qiáng)度和韌性。對(duì)于電性能，如電導(dǎo)性（conductivity）和介電（dielectric）系數(shù)，特定的刺激物（stimulus）是電場(chǎng)。固體的熱學(xué)行為則可用熱容和熱

8、導(dǎo)率來(lái)表示。磁學(xué)性質(zhì)表示一種材料對(duì)施加的電場(chǎng)的感應(yīng)能力。對(duì)于光學(xué)性質(zhì)（optical），刺激物（stimulus）是電磁或光照。用折射（refraction）和反射（reflectivity）來(lái)表示光學(xué)性質(zhì)。最后，腐蝕elementsofmaterialstheirproperties.2.材料工程學(xué)主要解決材料的制造問(wèn)題和材料的應(yīng)用問(wèn)題。Materialengineeringmainlytosolvetheproblemcreatem

9、aterialapplication.3.材料的加工過(guò)程不但決定了材料的結(jié)構(gòu)，同時(shí)決定了材料的特征和性能。Materialsprocessingprocessisnotonlytodecidedstructuredecidedthatthematerialacteristicperfmance.4.材料的力學(xué)性能與其所受外力或負(fù)荷而導(dǎo)致的形變有關(guān)。Materialmechanicalpropertiesrelateddefmationt

10、otheappliedloadfceUNIT2材料的分類一、固體材料可以被很容易的分成三個(gè)范疇：金屬、陶瓷以及聚合物，這個(gè)分類是基于原子結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成，大多數(shù)材料落入了截然不同的分組，另外的有些復(fù)合材料是由兩種或多種以上的材料結(jié)合而成，另外一類（categy）先進(jìn)材料——那些用于高科技領(lǐng)域，比如半導(dǎo)體（semiconduct）材料，智能材料，以及納米工程（nanoengineered）材料。二、金屬材料由一種或多種金屬元素構(gòu)成（比如鐵

11、、鋁、銅（copper）、鈦、金和鎳）通常還含有一些少量的非金屬成分（例如碳、氮、氧，）金屬以及它們的合金中的原子排列非常有規(guī)律，對(duì)比陶瓷（ceramic）和高聚物（polymer）具有非常稠密的結(jié)構(gòu)，對(duì)于機(jī)械性能，這些材料非常堅(jiān)硬和強(qiáng)壯，并且具有易延展性（ductile）【能夠承受強(qiáng)大的變形但不破裂】，并且有很強(qiáng)抵制破壞的能力，這解釋（accountf）了它們?yōu)楹文軌驈V泛運(yùn)用于結(jié)構(gòu)，金屬材料中含有大量游離的電子，即不屬于特定的原子，金

12、屬和很多性質(zhì)源于這些電子，例如金屬具有優(yōu)良的電導(dǎo)和熱導(dǎo)性能，不能透射可見(jiàn)光，拋光金屬表面具有可見(jiàn)的光澤（lustrous），另外，有的金屬（例如FeCo和Ni）具有令人滿意的磁力性能。三、陶瓷由金屬和非金屬成分所構(gòu)成，最常見(jiàn)的是氧、氮、和碳，例如有些普通的陶瓷材料：氧化鋁，二氧化硅、碳化硅、氮化硅，那些被認(rèn)為是傳統(tǒng)陶瓷——由粘土所構(gòu)成、以及玻璃、水泥（cement），至于其機(jī)械性能，和金屬相比較，具有相對(duì)的硬度、強(qiáng)度、韌性，另外的陶瓷具

13、有非常硬的性質(zhì)，但是他們卻非常易碎（brittle）【低延展性（ductility）】，并且非常容易破裂，這些材料具有熱、電絕緣性（insulative）【具有低電導(dǎo)性】并且相對(duì)金屬和高聚物而言具有耐高溫和耐嚴(yán)酷環(huán)境的能力，陶瓷可能具有透明導(dǎo)熱的性質(zhì)，也有能不透明，而且有的氧化物陶瓷能夠展現(xiàn)出磁力性質(zhì)（例如四氧化三鐵）四、高聚物包含塑料以及橡膠材料，大部分由有機(jī)物所構(gòu)成，而且他們的化學(xué)成分通常為（碳、氫（hydrogen）以及其他非金屬

14、成分（例如氮、氧、硅）），另，他們具有非常大的分子結(jié)構(gòu)，通常成鏈狀的碳骨架結(jié)構(gòu)，有些我們非常熟悉的高聚物：PE、尼龍、PVC、PC、PS和硅樹(shù)脂（silicone）橡膠，這些材料通常具有低密度（density），然而它的性能與金屬和陶瓷材料截然不同，它們和其他的材料相比并不硬以及強(qiáng)壯，然而，其比強(qiáng)度和比硬度能夠和陶瓷和金屬相當(dāng)，另外，很多高聚物具有極強(qiáng)的柔軟和柔韌性，意味著，他們能夠很容易的被塑造成各種形狀，在自然環(huán)境中他們絕大多數(shù)具有