离心铸造　 centrifugal casting　 ①液态金属浇入沿对称轴旋转的铸型中,在离心力作用下凝固和补缩的铸造方法。受离心力作用,液态金属沿铸型内表面形成一均匀的圆筒,圆筒的壁厚由浇铸的金属量来控制。离心力能加速气体及夹杂物与液态金属的分离、促进定向凝固、帮助补缩、细化晶粒并使组织致密。离心铸造方法常用于生产管类和圆筒类铸件(无需型芯),也可生产用于对表面质量要求较高的圆柱形零件如轧辊等。离心铸造按铸型旋转轴与地面的夹角可分为卧式离心铸造、立式离心铸造和倾斜式离心铸造。②液态金属浇入沿垂直轴旋转的组合铸型中,一次成型多个铸件的工艺方法。旋转轴位置兼作直浇道和冒口。离心力的作用使得铸件组织致密、气体及夹杂物很少。常用于生产对质量要求较高的小型铸件。

　离子半径　 ionic radius　 原子核到其最外层电子的平均距离,反映核对核外电子的吸引和核外电子间排斥的平均结果。根据量子力学,电子在空间某一点出现的概率与波函数在该点的模方成正比,即离子并没有确定的半径,因此离子半径是一个简化的概念。通过测量已知晶体的晶格常数(X射线或电子衍射),可以计算两个相邻离子的距离;假定同一离子在不同晶体中有相同的离子半径,就可以求得正负离子半径。测定离子晶体晶格常数后,计算正、负离子半径有三种方法。①高希米特(Goldschmidt) 半径:比较相同正离子(一般为金属离子)在不同晶体中与阴离子(一般为氧离子或卤素离子)的间距,计算正、负离子的半径。用此方法已经求出80余种离子半径值;②鲍林(Pauling) 方法:离子半径不仅与最外层电子分布有关,对于等电子离子还与作用其上的有效电荷Z-S成反比,即单价离子半径为R1=C/(Z-S)(Z为原子序数,S为屏蔽常数,C为常数)。多价离子半径为:Rη=R1η-2(n-1) (n为玻恩指数,η为离子价数); ③查卡里逊(Zachariasen) 方法:通过编集闭壳层组态离子的半径数据,给出离子间距DN,正、负离子半径Ri和Rc的关系为:DN=Ri +Rc+ ΔN(ΔN 是配位数为N的校正值)。

　离子导体　 ion conductor　 以正、负离子作为载流子的导体。包括电解质溶液、固体电解质和熔盐,通常所说的离子导体是指固态下的。按基体结晶情况可分为晶态离子导体(见快离子导体材料和离子导电陶瓷)和非晶态离子导体,或称玻璃态离子导体(见非晶态离子导体)。离子导体的导电性源于点缺陷,包括本征缺陷和掺杂引起的非本征缺陷,这些缺陷为离子提供了迁移的通道。

　离子极化　 ionic polarization　 由于正、负离子相互作用,离子的电子分布中心偏离原子核而产生的极化。按极化机制可分为离子弛豫极化和离子位移极化两种。离子晶体的极化强度为单位体积的电偶极矩。离子极化对晶体的介电常数以及晶体的光吸收和光反射有重要影响。

　离子交换剂　 ion exchanger　 是能与溶液中的阳离子或阴离子进行交换的物质。离子交换剂一般由一个大分子量的带电基团和一个可置换的离子组成,溶液中的与可置换离子电荷相同的离子与可置换离子电荷发生离子交换反应,通过静电引力吸附在离子交换剂大分子带电基团上,取代离子交换剂上的可置换离子。离子交换剂按可交换离子所带电荷的不同分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。阳离子交换剂上可交换离子为正电荷,可以交换吸附溶液中阳离子污染物;阴离子交换剂上可交换离子为负电荷,可以交换吸附溶液中阴离子污染物。按母体材质不同,离子交换剂可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂(见有机离子交换树脂)。无机离子交换剂有天然或人造硅铝酸盐、多价金属酸式盐、杂多酸盐、金属水合氧化物等,有机离子交换剂有磺化煤及各种离子交换树脂等。借助离子交换剂上的离子进行交换反应可以去除水中有害离子、回收贵金属离子,也可用于放射性废水和有机废水的处理。离子交换剂在长时间使用后,会失去继续交换水中离子的能力,可用一定浓度的再生剂溶液顺流或逆流通过失效的交换剂层,使交换剂经过再生还原成原型。

　离子交换树脂　 ion exchange resin　 又称有机离子交换树脂,有机离子交换剂。是指以有机高聚物为骨架材料,分别经磺化、氯甲基化、胺化、水解等化学反应引入活性交换基团以及相应的后处理而制得的各类阳离子交换树脂、阴离子交换树脂以及特性离子交换树脂的总称。有机高聚物包括苯乙烯-二乙烯苯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-二乙烯苯共聚物、苯酚-甲醛缩聚物、聚砜、聚苯醚、四氟乙烯-全氟醚共聚物、含浸苯乙烯-二乙烯单体再经聚合后的聚氯乙烯等。在结构上通常由三部分组成:具有三维空间网状结构的碳氢链组成的不规则的大分子骨架;连接在骨架上的功能基;与功能基所带电荷相反的反离子。离子交换树脂与水中同性离子发生交换反应,通常是可逆性化学吸附。主要用于水质的软化、高纯水的制备及水中离子型污染物的去除。

　离子交换型炸药　 ion-exchange explosive　 以硝酸钠和氯化铵的混合物为主要成分,再加敏化剂硝化甘油而成的煤矿许用炸药,其中硝酸钠和氯化铵称为离子交换盐。在通常情况下,交换盐比较稳定,不发生化学变化,但在炸药爆炸的高温高压条件下,交换盐进行离子交换,生成氯化钠和硝酸铵。产生的雾状氯化钠作为消焰剂,生成的硝酸铵继续参与爆炸反应,致使整个爆炸反应时间长,释放能量缓慢。基本上使用直接混合制造,适用于有煤与瓦斯突出危险的工作面。它具有较好的安全性,间隙效应小,低温(-20℃)不会冻结,现在已经停产,被新型的硝铵炸药、乳化炸药等取代。

　离子束抗蚀剂　 ion beam resist　 用聚焦离子束作曝光源的抗蚀剂。将离子束抗蚀剂涂在硅片或金属等基板表面,聚焦离子束在对基板表面扫描时诱发辐射化学反应,经显影,可在基板上形成超微细图形。因为离子束的质量比电子束大两个数量级以上,因而无邻近效应。离子束抗蚀剂形成的超微细图形,其分辨率(0.05μm以下)高于电子束抗蚀剂,是进行0.1μm以下图像加工的重要技术,有利于制造高分辨率超微细图形。离子束抗蚀剂分正型和负型两种。正型如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚甲基乙烯基酮、聚甲基邻氯代丙烯酸酯、聚丁烯砜、聚三氟乙基邻氯代丙烯酸酯等;负型如聚乙烯醇肉桂酸酯、聚丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚溴代苯乙烯等。一般电子束抗蚀剂均可用作离子束抗蚀剂。用聚甲基丙烯酸甲酯,55keV功率的镓离子已刻出0.038μm的线条。

　离子注入　 ion implantation　 在真空系统中离化所需要的气体或固体蒸气,引出离子束后,用数千电子伏特至数百千电子伏特加速后直接注入中心固体材料,形成一定深度的离子注入层,通过改变材料表面的结构和组分,达到改善材料力学性能和物理化学性能的目的,是一种材料表面改性的工艺。粒子注入在半导体微电子学中已广泛应用于掺杂,制作绝缘隔离层,形成硅化物及合成SOI材料等。在改善金属和合金材料的力学性能、提高抗氧化、抗腐蚀性能等方面的研究也广泛进行。此外,离子注入还被用于陶瓷、聚合物、绝缘体、高温超导、金刚石等材料的表面改性研究。作为材料表面改性重要手段的离子注入,有很多优点:①几乎所有的元素都可以注入,不受固体固溶度的限制;②对各种基材都可进行注入改性;③可以在低温、常温和高温下进行注入;④注入离子的深度、浓度、分布易于控制和重复;⑤采用干净的真空工艺,无公害问题,清洁、安全、快速;⑥注入层与基体间不存在不连续的界面,或可形成良好的简便过渡层;⑦可与其他工艺如PVD、CV结合,形成新的离子束表面处理技术。但离子注入的缺点:①注入层太浅;②离子注入的视线性,使复杂形状的零部件注入有困难。

　BCS理论 　 BCS theory　 BCS理论建立于1957年,它以三个美国科学家巴丁(John Bardeen)、库珀(Leon Cooper)和施里弗(John Robert Schrieffer)姓氏的首字母命名。该理论是世界上在实验发现超导现象近50年后才提出的第一个能够成功解释超导机理的微观理论。BCS理论将超导现象解释为大量库珀电子对聚集在一起形成类似玻色凝聚态的微观效应。常规电子是费米子,遵守泡利不相容原则,电子之间存在库仑排斥相互作用。BCS理论的一个最关键假设认为,电子之间可存在以库珀对形式的吸引相互作用。该理论关于超导机理的微观解释为:一个电子在导体中运动会对其周围的正电荷产生吸引,引起附近的晶格畸变。该晶格畸变吸引其附近的另外一个自旋相反的电子从而使这两个电子产生关联,构成库珀对。在超导体内部会形成大量的库珀电子对,这些电子对之间强烈地重叠耦合在一起形成高度共聚态。在此共聚态下拆散任何一个库珀对所需要的能量都会与拆散该状态下所有库珀对需要的能量相当,电子在此高度稳定的超导态下可彻底消除外界因素对它们运动所造成的干扰。BCS 理论成功地解释了超导体的基本电磁性质和热力学性质,包括临界温度和临界磁场、持续电流、迈斯纳效应、量子干涉效应等等物理现象。BCS理论是研究第Ⅰ类超导体超导现象的有力工具。

　锂离子电池　 Li-ion battery　 一种可充电电池,主要依靠锂存储在正极与负极之间的电位差来储存/释放电能。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解质构成。其中电极(包括正极与负极)是锂离子嵌入脱出的载体,一般由活性物质颗粒、导电添加剂、黏结剂复合而成,隔膜将正负极隔离,电解质填入隔膜孔隙起到传输锂离子的作用,其组成一般为锂盐溶解在有机溶剂中。锂离子电池的工作原理为:充电过程中,锂离子与电子分别通过电解质与外电路从能量较低的正极运动到能量较高的负极,同时消耗电能;放电过程则相反,锂离子与电子分别通过电解质与外电路从负极运动到正极,同时释放电能驱动外电路做功。锂离子电池的能量密度取决于其电极材料的电压和比容量。根据选取电极材料的不同,目前锂离子电池的工作电压可低至2.0V和高至4.5V,根据不同设计,能量密度可达50~260W·h/kg,输出功率可达300~1000W/kg。与其他二次电池体系相比,锂离子电池拥有高电压、高能量密度、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点。锂离子电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑消等费电子产品和各类电动车辆,未来锂离子电池在储能领域也有广阔的应用前景。

　锂一次电池　 primary lithium battery　 一种高能化学原电池,其负极采用金属锂,正极采用金属氧化物或其他固体、液体氧化剂,电解质采用固体盐类或溶于有机溶剂的盐类。具有比能量高、寿命长、耐漏液等优点,但安全性较差。常见的电解质有LiClO4、LiBF4、LiBr等无机盐,而有机溶剂则一般是碳酸乙烯酯(ethylene carbonate)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、乙二醇二甲醚(dimethoxyethane)、亚硫酰氯(SOCl2)中的一种或几种。常用的正极材料有二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、三氧化钼(MoO3)、二氧化硫(SO2)、亚硫酰氯(SOCl2)、四氟化碳(CF4)等。锂一次电池有很多系列,常见的有锂-二氧化锰、锂-亚硫酰氯、锂-硫化铜、锂-氟化碳和锂-二氧化硫等。由于具有不同的电解液和正极活性物质,其工作电压、能量密度不同,各自有其特点和应用范围,如锂-碘(Li-I2)电池主要应用于心脏起搏器电源,锂-二氧化锰电池主要应用于照相机以及电子仪器设备的记忆电源。

　Peierls-Nabarro力　 Peierls-Nabarro force　 在理想晶体中移动单一位错所需的临界切应力。首先应求出滑移面两边的两个面之间的错排能,然后考查当位错从一平衡位置移到另一平衡位置时,错排能变化规律。Nabarro给出使刃型位错移动的临界应力:σ =2μ/(1-γ)exp[-2πa/b(1-γ)] ,式中,μ为晶体的切变模量;γ 为泊松比;a为滑移面面间距;b 为伯格斯矢量的大小。可以看出位错宽度愈宽时σ 愈小。它定量地说明了位错的易动性。其中(a/b) 出现在指数函数中,(a/b)的数值越大,σ就越小,这表明滑移通常在密排面上发生,因为晶体中密排面原子间距小(即b 小)而面间距大(即a 大),这一结果与实际是相符的。

　立方氮化硼膜　 cubic boron nitride film　 具立方晶体结构的氮化硼薄膜。立方氮化硼(c-BN)是仅次于金刚石的超硬材料,化学稳定性极好,具有高电阻率,高热导率,掺入某些杂质可以成为半导体。立方氮化硼薄膜可以用低压气相形成金刚石薄膜相似的方法合成。氮比硼(BN)有三种异构体:h-BN,c-BN和w-BN(纤锌矿结构),它们之间的性能差别很大,h-BN具有与石墨极相似的层状结构,称为“白色石墨”,质地很软。w-BN和c-BN中B、N原子都是彼此形成四配位结构,在硬度方面两者差别不大,都是硬质膜,可以用于切削刀具。在大气中,c-BN直到1000℃也不发生氧化;在真空加热c-BN,直到1550℃才发生向h-BN的相变。C-BN掺入铍(Be)可成为P型半导体,加入S或 Si可得到N型半导体。

　立方锆石　 cubic zirconia　 稳定的立方锆石晶体具有硬度高(8~8.5),折射率高(于6830 Å处,n≈2.149),色散性强(约0.056)和化学稳定性好等特性。由于其熔点高达2750℃,故不能用焰熔法、电弧熔法、等离子喷管技术来生长。ZrO2在不同的温度下有三种变体:2300~2750℃时为立方晶体(Fm3m);1100~2300℃时为四方晶体(P42/nmc)在<1000℃时为单斜(P21/c)。为了防止生长过程中由于相变而引起的开裂,需在原料中加入CaO,MgO或Y2O3等稳定剂,以使ZrO2保持高温立方相。其物理性质和加入的稳定剂的种类及量有关。如以Y2O3为稳定剂,可以得到大晶体,但是颜色随Y2O3的量由浅黄色变成茶棕色。以CaO做稳定剂,晶体不易长大,但是可以得到无色晶体。有时为了使ZrO2晶体呈现出各种特有的颜色,还在其中加入一些氧化物。如加入CeO2得到红色ZrO2,加入Co2O3得到紫色ZrO2,加入Cr2O3得到绿色ZrO2等。立方的氧化锆是一种很有前途的人造宝石,具有广阔的市场,从而具有极高的开发、生产价值。