Ti-Al金属间化合物　 Ti-Al intermetallic compound　 在Ti-Al二元相图中有四个金属间化合物,其中Ti3Al、TiAl和TiAl3得到了广泛研究。α2相Ti3Al具有DO19超点阵结构。在1180℃无序转变为六方的α相,成分范围较宽,可以进行合金化,α2Ti3Al基合金主要基于Ti-Al-Nb三元系,再加入少量其他元素。Ti3Al基合金密度低,模量高,具有良好的高温性能,适于制作航空航天飞行器在600~750℃工作的结构件,较镍基合金可减重40%。γ-TiAl具有Li0有序正方点阵结构,具有很宽的成分范围。γ-TiAl基合金都是富Ti的双相合金,成分为Ti-(40%~50%)(原子)Al-(1%~10%)M,M为V、Cr、Mn、Nb、Ta、W和Mo等。TiAl合金的特点是低密度、较高弹性模量及良好高温强度、抗蠕变和抗氧化性能。在700~950℃可广泛用于制作航空发动机的高温零部件涡轮盘、涡轮叶片等,例如GE-90发动机用TiAl合金制作5级和6级低压涡轮叶片,取得了实际应用。TiAl3具有DO22超点阵结构,有较低的熔点和密度,其抗氧化性能更好,但其成分范围非常窄,室温塑性差。企图通过微合金化改善塑性尚未成功,通过加入适量的Fe、Ni、Cu、Zn、Mn、Cr、Co、Nb、Rh、Pb、W、Au等元素可以把TiAl3变成高对称性的Li2结构,但合金的塑性几乎仍然是零。

　金属间化合物的环境脆性　 environmental brittleness of intermetallic compound　 很多有序金属间化合物在室温空气中塑性很低并呈脆性断裂,同样的材料在真空中则具有较好塑性,这种与环境有关的脆性称为环境脆性。金属间化合物组元中有活泼元素(如Al、Ti等)的铝化物(FeAl、Fe3Al和Ni3Al)最容易出现环境脆性。在空气、真空、氧气、水汽中的拉伸试验结果证明,在空气与水汽中拉伸伸长率都很低,而氧气和真空中伸长率较高。受铝合金启发,人们认为铝化物中的Al原子与空气中水汽发生反应,生成Al2O3和活性H+,后者进入金属间化合物试棒内部,引起脆性,然而这只是一种合乎逻辑的推论,没有直接证据。用FeAl合金试验在空气、高真空、电解充氢和氧气环境中进行拉伸试验,从力学性能数据、断口形态和二次裂纹等方面的试验结果充分证明,金属间化合物的环境脆性实质是氢致脆性。用第一原理方法(DVM)研究合金元素Fe、Al和B对Li2Co3Ti环境脆性的影响,结果表明,B增加晶界结合能,而H降低晶界结合能,因而从理论上证明Co3Ti的环境脆性也是由于氢引起的氢致脆性。

　金属键　 metallic bond　 金属中价电子组成共用负电子云与晶格上正离子实之间的库仑吸引作用而形成的化学键。金属晶体主要靠金属键结合。金属键不具有方向性,所以在结构上可以密排(如面心立方、密排六方和体心立方)使能量最低;它们可近似看作金属正离子等径球堆积,空间利用率高;这种结构上的特点使金属具有良好的压延性。根据能带论,金属中的价电子通常填充在未完全占满的能带(即导带)中,因此金属有良好的导电性。过渡金属d电子对结合能有较大贡献。d轨道交叠形成的d能带态密度高,而费米能很小,电子平均动能贡献小而结合能相当大,所以过渡金属坚硬且熔点高。

　金属离子抗菌剂　 metal ions antibacterial agent　 此类抗菌剂为金属及其化合物,其金属离子的抗菌作用大小顺序为:Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pd>Co>Zn>Fe,其中Ag的抗菌性约为Zn的抗菌性的1000倍。将这些金属或其化合物与沸石、玻璃、磷灰石、磷酸钙、磷酸锆等无机多孔性载体矿物通过离子交换或吸附作用合成抗菌材料,其中银系抗菌剂已得到广泛应用。微生物膜外存在高浓度的金属阳离子,改变了正常的生物膜内外的极化状态,从而阻碍或破坏细胞维持生理所需的小分子和大分子物质的运输。一些金属离子也可以进入微生物胞内,使大多数酶失活,导致微生物的能量代谢和物质代谢受阻,从而达到抗菌的目的。此外,进入细胞内的金属离子也可以与核酸相结合,破坏细胞的分裂繁殖能力。对于Ag+的抗菌机理除了直接与细菌接触、抑制和灭杀细菌,还有间接地通过在其周围产生活性氧而发挥抗菌活性。与有机抗菌剂相比,金属离子抗菌剂具有较强的抗菌能力(特别是银离子),具有广谱抗菌性能,并且对于金属离子抗菌剂,细菌不易产生抗菌性突变,安全性较好。与易挥发的有机抗菌剂相比,金属离子抗菌剂耐久性一般较好。而且,对于金属离子抗菌剂来说,其分离温度一般均大于500℃,热稳定性比有机抗菌剂(一般小于300℃)好,很大程度上扩大了其应用范围。

　金属硼化物　 metal boride　 过渡金属与硼生成的硬质化合物。硼化物中钛、锆、铬的原子半径RMe与硼原子半径RB的比<0.59,其他过渡金属均大于0.59,理论上不属间隙相。但它们普遍有熔点高、硬度高、电阻低等特性。硼化物在高温下耐磨性好,热压B4C+TiB2陶瓷、硼化铬在微氧化气氛中与氧化铝烧结或热压制品,均有高温耐磨实用价值。CrB2和TiB2的抗氧化温度高于1400℃,它们能生成致密氧化膜。TiB2、ZrB2、CrB2的熔点分别为2980℃、3040℃、1900℃,硬度分别为HV3370、HV2250、HV1800,电阻率15.2~28.4μΩ·cm,9.2~38.8μΩ·cm,21μΩ·cm,硼化钛、硼化锆用于抗熔融Al、Zn渣腐蚀槽板,坩埚、泵闸、喷嘴等耐磨、耐蚀部件。过量的硼酸与金属氧化物加炭黑在高温H2中反应,可以制得金属硼化物。

　金属氢化物储氢　 metal hydride hydrogen storage　 金属氢化物储氢指的是金属与氢在一定温度和压强下发生反应生成金属氢化物从而将氢储存起来的储氢方式。其原理是金属与氢的反应具有很好的可逆性,适当升高温度和减小压强即可释放出氢气。其优点是较为安全,储氢容量较高。目前储氢合金主要分为稀土镧-镍合金、钛-铁合金、镁系合金和钒-铌-锆等多元素系合金。近年来,薄膜金属氢化物储氢技术取得了较快进展,其在一定程度上克服了传统金属氢化物充放氢速度慢、易于粉化、传热效果不佳等缺点,具有广阔的应用前景。

　金属软磁材料　 metal soft magnetic material　 金属软磁材料性能好、种类多,是磁性材料中应用最广泛的一类,其磁性取决于它的成分和结构,制备工艺对金属软磁材料的性能有重要影响。常用的金属软磁材料有工业纯铁、铁硅合金、铁镍合金、铁铝合金、铁铝硅合金等。

　金属-石墨电刷　 metal-graphite brush　 使用导电性好的金属与石墨烧结而成的假合金电刷。由于金属与石墨互不润湿,亦不固溶,也不能合金化,因此烧结成的电刷中金属与石墨各自独立存在于一个整体中。作为电刷,要求接触电阻低(即压降小)、自润滑性好和不易磨损等特性。金属材料中使用最多的是铜粉,按90%Cu-10%C的金属-石墨电刷,其电压降为0.20~0.25V。碳含量每增高10%,接触电压降就上升0.05~0.06V。50%Cu-50%C的电刷为0.5V。小于50%Cu的低金属含量电刷,接触电压降为0.6~0.8V。添加铁、钛、锡或磷酸铝碱性玻璃、SiO2所制成的金属-石墨电刷,有良好的耐磨损性。金属-石墨电刷综合性能大大优于纯石墨电刷,主要用于电动机、发电机导电或集电器上,也用作电车、电气机车的受电弓架的滑板。

　金属陶瓷　 cermet　 由金属或合金与一种或几种陶瓷相所组成非匀质的复合材料。金属与陶瓷相在制备温度下的固溶度应较小。其中陶瓷占15%~85%(体积分数)。金属几乎具备所有的理想性能:热导、强度和延展性等,但高温应用略显逊色。而陶瓷的高熔点,高强度,抗氧化和抗蠕变,恰好弥补了金属的不足。金属陶瓷的制备技术与陶瓷相似。将金属粉与陶瓷粉混合均匀后成型,再烧结致密化,即制成金属陶瓷。也有采用陶瓷坯体浸渍金属等方法进行制备。金属陶瓷的显微结构可分为两种:一种是在陶瓷基体中金属为孤立球状,这种金属陶瓷性能基本与陶瓷相似,表现为脆性;另一种是金属似连续的薄膜,把陶瓷颗粒包裹在其中,即金属是晶界。这种金属陶瓷改善了陶瓷的脆性,但不具有金属高强度高韧性和陶瓷的高温强度。其他如相分布、陶瓷颗粒大小和形状等对性能也有些影响。现已成功研究了较多体系的金属陶瓷,如WC-Co、Cr-Al2O3、Al2O3-Cr、TiC-Ni、TiC-Ni,Co,Cr、Al2O3-W,Cr等,但目前尚未达到性能的预想指标。金属陶瓷材料的性能通常介于金属与陶瓷之间,多数金属陶瓷硬度在HRC60以上,能经受1000℃的高温,抗磨性、抗蚀性良好,有导电性、可焊接性,韧性大大高于氧化物陶瓷,但低于金属材料。在制造机械密封环,拉丝模,轴承等许多耐磨,耐腐蚀机械零件方面,得到广泛的应用。

　金属物理学　 physics of metal　 研究金属与合金的结构及其与性能关系的一门科学,和物理冶金学(physical metallurgy) 类同,但更侧重物理学和实验方法,包括金相、X 射线衍射、电子显微术以及各种中子,离子束技术等;揭示金属的性能与其电子结构、原子排列、晶体缺陷、微区成分和相分布等的内在联系。主要研究内容有:金属电子论(金属的电子结构与电学性能);晶体缺陷[点缺陷:空位、间隙原子及其复合体等;线缺陷(位错)和面缺陷:层错、晶界和相界面等]以及它们对合金结构敏感性能(强度等)的影响;合金相理论(相结构和形成规律,预测各种相的稳定性);相变理论(各类相变的热力学和动力学)等。

　金属氧化物高温催化材料　 high-temperature metal oxide catalytic materials　 金属氧化物作为高温催化材料,常采用的有钙钛矿型化合物、六铝酸盐、尖晶石型氧化物、萤石型复合氧化物、烧绿石型化合物五种。①钙钛矿型复合氧化物(ABO3),一般A为稀土金属,B为Co、Mn和Fe等过渡金属。A位离子主要通过控制活性组分B的原子价态和分散状态而起稳定结构的作用,而ABO3型化合物的催化活性主要由B位离子决定。②六铝酸盐型催化材料(AAl12O19),A通常是碱金属、碱土金属或稀土金属。由于其薄层结构,六铝酸盐型催化材料具有很高的热力学稳定性。③尖晶石型复合氧化物催化材料(AB2O4),由于其结构中存在着阳离子空位和表面能很大的棱、角等缺陷,因此热稳定性好,在氮氧化合物催化分解、二甲苯燃烧和苯乙烯选择氧化等反应中均表现出良好的催化性能。④萤石型结构复合氧化物(AO2型)属于立方面心晶系,在稀土基萤石型氧化物材料中稀土金属离子部分取代CeO2可形成萤石型化合物,使CeO2的氧化还原性能得到改善,增强了促使CH4等挥发性有机物完全燃烧的活性,表现了良好的高温稳定性。⑤烧绿石型化合物(A2B2O7)属于立方面心晶系,具有高的化学稳定性和高熔点。金属氧化物催化材料具有低温高活性的吸附氧和高温高活性的晶格氧,燃烧活性接近贵金属催化材料,且热稳定性更高、原料廉价易得。

　金属有机化学气相沉积源　 见MOCVD源(892页)。

　金相学　 metallography　 主要依靠显微镜技术研究金属材料的宏观、微观组织形成和变化规律及其与成分和性能之间关系的实验学科,乃金属学的先导,是金属学赖以形成和发展的基础,也是金属学的重要组成部分。早期的金相学规律大多偏于经验规律,后来随着科技的发展和各种新的测试手段的不断建立,特别是X射线和电子显微术等测试手段的相继出现,才使金相学进入一个新的划时代发展阶段,并逐步过渡到新的金属学领域。

　堇青石 　 cordierite　 岛状结构硅酸盐矿物。化学式为Mg2Al3[AlSi5O18],常有Fe代Mg。斜方晶系,空间群-Cccm。单体少见,有时呈假六方形短柱状,在岩石中呈似圆形的横断面。微带蓝色或紫蓝色,有时亦带浅黄、浅褐色。玻璃光泽,断口油脂光泽,贝壳状。性脆,莫氏硬度7~7.5,密度2.53~2.78 g/cm3。主要产于片麻岩、结晶片岩,与黑云母、角闪石、基性斜长石、矽线石共生。色泽鲜艳者可作宝石。

　锦砖　 mosaic tile　 又称马赛克或纸皮砖,是地砖的一种,主要用于铺地或内墙装饰,也可用于外墙饰面。采用干压或半干压成形,窑内焙烧而成。锦砖化学成分为:SiO265%~75%,Al2O320%~25%,MgO 0.1%~0.4%,CaO 0.5 %~1.0%,R2O 1%~7%(质量分数),适量的 CoO、Fe2O3等着色剂。主要物理性能:吸水率不大于0.2%,耐磨性大于0.1g/cm2。由各种颜色,各种几何形状的小块瓷片,以正面铺贴在牛皮纸上形成预定的图案。施工时将牛皮纸朝上以锦砖背面黏贴在基底上后,再用水刷去生皮纸。为了砌筑图案,有时还可制成各种几何图形的异型砖状,其要求是花色变化多,色泽差小。