硬玉　 jadeite　 单斜晶系的单链硅酸盐矿物,化学式为NaAlSi2O6,可含有Cr、Fe、Ca、Mg、Mn、V、Ti等元素。是组成翡翠的主要矿物成分,用作雕制各种玉器的玉石材料。硬玉中若Cr3+替代Al3+,会产生绿色。

　硬质瓷　 hard porcelain　 又称高火瓷,因配方组成中高岭土含量较多,长石及其他熔剂物质含量较少,其成瓷温度较高,一般在1300℃以上。因其显微结构中含莫来石晶体较多,玻璃相相对少,瓷及釉面硬度也较其他瓷高一些,因而称为硬质瓷。高火瓷具有较高的机械强度、良好的化学稳定性、热稳定性和电绝缘性能,吸水率接近于零。用于化学瓷、电瓷及高级日用细瓷。

　硬质合金　 hardmetal;hard alloy;cemented carbide　 以碳化钨为主成分,钴为黏结相制成的烧结碳化物。是金属与陶瓷(碳化钨)的典型结合体。高熔点碳化钨(熔点2867℃)借助均匀包覆的液相钴相对碳化钨的润湿性,将碳化钨烧结成一个整体。它们的润湿角θ=0°,在1400℃液相烧结成合金。其弯曲强度可以达到1500~2800MPa,而且保留了碳化钨的耐高温性能和高温硬度,常温硬度也很高。制取硬质合金的碳化钨粒度、碳含量、加钴粉混合均匀度和烧结质量,均影响着硬质合金的性能。为了改善某一特性,可在硬质相中添加TiC、TaC、NbC等硬质碳化物,也可在钴黏结相中添加镍、铜、铁等金属。硬质合金烧结需依照钴含量多少而调整温度,真空烧结比氢气烧结质量好,是烧结材料中密度最高的材料之一。烧结后的硬质合金不需要外加包套,即可在热等精压机中进行处理,其密度可达到99.999%,精密仪表、轧辊、大型柱塞、金刚石生产用顶锤,均能用热等静压处理得到高质量产品。硬质合金主要用于制造各种刀具、模具、矿山工具和耐磨件。国内牌号以钴含量命名,如YG6为含钴6%,含WC94%的硬质合金。提高钴含量则硬度降低,韧性增高。除碳化钨基硬质合金外,还有碳化铬基硬质合金、钢结硬质合金等。碳化钛基常称作金属陶瓷。严格地说,硬质合金是一种典型的金属陶瓷。

　硬质黏土　 flint clay　 在水中不易分散、可塑性较低的耐火黏土。主要矿物多为高岭石单矿物型的沉积黏土,或有少量迪开石或水云母类等伴生矿物。用于制造黏土质耐火材料。

　永磁功能复合材料　 permanent magnetic composite　 典型的永磁材料包括永磁铁氧体、铝镍钴以及稀土永磁材料。一般情况下,永磁材料的密度较高,脆而硬,不易加工成复杂的形状。但是,制成高聚物基或软金属基复合材料后,上述难加工的缺点可得到克服。永磁复合材料的功能组元是磁性粉末,高聚物和软金属起到黏结剂的作用。其中,高聚物使用较为普遍,常用的有环氧树脂、尼龙和橡胶等材料。

　永久型铸造　 见金属型铸造(381页)。

　优质钢　 high-quality steel　 硫、磷等杂质及微量残存元素含量的控制要求较高的优等质量钢。我国优质非合金结构钢的硫、磷含量分别不得大于0.040%、0.035%;优质非合金工具钢的硫、磷含量分别不得大于0.030%、0.035%;同时对碳含量的波动范围及镍、铬、铜等残存元素及非金属夹杂的含量也有比普通质量钢更严格的要求。

　压电薄膜　 piezoelectric film　 一类具有压电性、能将机械能和电能相互转换的信息功能薄膜材料。能够将压电器件平面化和集成化,在电、磁、声、光、热、湿、压力等功能转换器件中发挥重要的作用。

　压电材料　 piezoelectric materials　 具有压电效应的材料。可分为四类:①压电单晶材料,如水晶、LiTaO3、LiNbO3、Bi2GeO、Li2GeO3、Li3BO4等;②压电陶瓷材料,如BaTiO3、PbTiO3、Pb(Ti,Zr)O3(PZT)、改性PZT和其他三元系陶瓷材料;③压电薄膜,如ZnO、CdS以及AlN等;④高分子压电材料,如聚偏氟乙烯等。压电材料的主要参数有介电常数、压电常数、温度系数、介质损耗、机械品质因数、机电耦合系数等。不同用途的压电材料对上述参数有不同要求。压电材料主要用于制作压电器件,主要有压电晶体器件如石英谐振器、晶体谐振器、晶体滤波器等;压电陶瓷器件如陶瓷滤波器、陶瓷变压器、机电陀螺等。这些器件用于通信、导航、广播、精密测量、计量、水声、医疗、探伤、乳化和搅拌、引燃引爆等方面。压电材料已成为国防、民用工业以至日常生活的重要功能材料。

　压电常数　 piezoelectric constant　 压电介质力学量和电学量之间线性响应关系的比例常数。具体来说是压电介质把机械能(或电能)转换为电能(或机械能)的比例常数,反映了应力T或应变S与电场E或电位移D之间的关系。存在如下关系:D=dT,S=gE; T=-e/E,E=-h/S。其中,d即为压电应变常数;g为压电电压常数;e为压电应力常数;h为压电刚度常数;其中d和g较为常用,且两者存在关系g=d/ε(ε为介电常数)。压电常数直接反映压电介质机电性能的耦合关系和压电效应的强弱。

　压电高分子　 piezoelectric polymer　 高分子材料受到外力或应变能产生暂时极化,反之,施加电场则产生应变,这类具有机械能与电能相互转换性能的高分子材料称为压电高分子。1880年居里先生首先在无机材料中发现压电性。20世纪20年代起,科学家们发现硬橡胶、橡皮等天然高分子具有压电性,此后又发现骨、肌肉、脱氧核糖核酸和核糖核酸等生物高分子的也具有压电性。20世纪60年代以来,许多合成高聚物如聚氯乙烯,聚ω-氨基十一酰胺(尼龙11),亚乙烯基二腈与醋酸乙烯共聚物等的压电性也得到了研究。强介电高分子如聚偏氟乙烯(VDF)、偏氟乙烯与三氟乙烯共聚物(VDF/TrFE)因自发极化而具有压电性。压电高分子易成型加工,相对密度小、柔软、抗冲击、耐水、耐酸碱、价廉是其优点,缺点是其压电常数比无机压电材料小,熔融温度和软化点也较低。具强压电性的高分子材料(如VDF/TrFE)已应用于电声器件喇叭、耳机麦克风、电话送话器、扬声器、超声及水下换能器、电-机械换能器、水声探测器、声压传感器、加速传感器、血压传感器及声场测定元件等。

　压电生物陶瓷　 piezoelectric bioceramics　 是一类用作生物医用材料的压电陶瓷。压电材料的压电效应是由压电体在机械力作用下发生形变,从而引起压电体中带电粒子相互位移,使压电体总电矩发生改变而造成的。包括压电单晶、压电多晶体及其与聚合物复合的压电材料。如铌酸锂单晶(lithium niobate,LiNbO3)、锆钛酸铅(Pb-based lanthanumdoped zirconate titanates,PZT)和钛酸钡(barium titanate,BaTiO3)压电陶瓷等。压电生物陶瓷主要用于制作人体信息探测的压电传感器,如用钛酸钡压电陶瓷制作的心内导管压电微压器、心尖搏动心音传感器、复合压电材料制作的脉压传感器以及用铌镁酸铅 (lead magnesium niobate,PMN)、铌锌酸铅 (lead zirconium niobate,PZN)超声检测设备的传感器等;亦有用作植入体,以模拟生物组织如骨等的压电性来研究组织生长机理,如植入骨内的羟基磷灰石——钛酸钡(HABT)压电生物陶瓷材料,(Bi0.5Na0.5)BaTiO3及铌酸碱金属类(akaline niobate,如K0.5Na0.5NbO3);还有用作人体器官功能修复的,如铌酸盐压电陶瓷厚膜用于人工耳蜗。

　压电陶瓷　 piezoelectric ceramics　 具有压电效应的陶瓷材料。压电效应包括正压电效应和逆压电效应。所谓压电效应是指某些电介质在力的作用下,极化状态发生变化,引起介质表面带电,表面电荷密度与应力成正比的效应。反之,施加激励电场,介质将产生机械变形,应变与电场强度成正比,称为逆压电效应。常用的压电陶瓷有钛酸钡、钛酸铅和锆钛酸铅(简称PZT)以及三元系压电陶瓷。压电陶瓷的材料为Pb3O4、ZrO2、TiO2、BaCO3、ZnO、MgO、Nb2O5等,按照一般陶瓷工艺制成。压电陶瓷主要用于制作压电滤波器、点火器、变压器、换能器,微位移计以及超声马达,是功能陶瓷中最具广阔应用的材料。

　PZT压电陶瓷　 PZT piezoelectric ceramics　 锆钛酸铅二元系压电陶瓷。化学式为Pb(Zr1-xTix)O3。属ABO3钙钛矿结构。以Pb3O4、ZrO2、TiO2等为原料,按所需组成配料,混料磨细后,经700~850℃预烧合成,然后磨细成型后再在1100~1300℃高温下烧结而成。被银电极后,在120℃硅油中经1kV/mm左右高压极化。PZT陶瓷的压电性能与Zr/Ti比值有关。还可以通过等价置换(如用Sr、Ba、Ca、Mg等元素置换部分Pb)和添加物改性来改善和调节材料的性能。一般使材料的机电耦合系数Kp,介电常数ε,压电常数d33,弹性柔顺系数等得到提高的称软性添加物,通常是用高价元素取代ABO3中的低价元素;而使材料的机械品质因数提高,介电常数和压电常数降低的称硬性添加物,通常是低价元素取代ABO3中的高价元素。PZT陶瓷的居里温度随Zr/Ti的提高而降低,常用的PZT陶瓷的居里温度大都在250~350℃。这类材料广泛应用于压电滤波器、点火器、变压器和换能器等方面。

　压电性　 piezoelectricity　 某些电介质单晶体受到定向压力时,能使晶体垂直于应力的两侧表面上分别带有等量相反电荷的性质,电荷密度与应力成正比,称为正压电效应;若应力方向反转,则两侧表面的电荷易号。反之,施加激励电场,介质将产生机械形变;应变与电场强度成正比,称为逆压电效应。具有压电性的材料为压电体,1,2、m、222、mm2,3、32、3m,4、422、4mm、6、622、6mm等21类无对称中心的点群都可能是压电体。铁电陶瓷如BaTiO3、PbTiO3等经极化处理后都具有压电性。利用材料特性可制成各种压电器件,它们在能量转换,滤波、稳频、高压发生、信号处理,超声发射等领域有重要应用。