热压成型　 见热压烧结(628页)。

　 热压多晶红外光学材料　 hot-pressed infrared optical polycrystals　 热压陶瓷中在红外波段具有透光性能的材料。常见的热压多晶红外材料有氧化物、氟化物、半导体多晶等。典型的氧化物包括Y2O3、MgAl2O4、AlON(5AlN·9Al2O3)。Y2O3及Y2O3族(简称LSY,其中掺入0.15~9% La2O3)透过率波段是氧化物多晶中最宽的,长波长截止在9μm处。最初因纯Y2O3多晶制备困难而发展以为Y2O3基体的掺La2O3多晶。多晶的透过波段为280nm~6μm,除透光性好外,还具有低吸收、低散射、抗热冲击能力强、稳定性好等优点。MgAl2O4具有高抗辐射性能,耐高温及高湿度,化学稳定性好,透过波段为300nm~5.5μm。AlON是一种成熟且耐用的多晶材料,属立方晶系,透过波段从近紫外到红外5 μm处,其优点是各向同性,无双折射引起的散射,可替代MgF2制作导弹整流罩及导航系统的光学元件。典型的氟化物热压光学多晶陶瓷有MgF2。不仅在3~5μm波段透光性好,而且也是中红外波段透光性最好的红外光学材料。但其机械强度和热冲击性能都较差。半导体型热压光学多晶包括Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ及Ⅵ族化合物多晶。Ⅱ-Ⅵ族化合物如ZnS、ZnSe、CdS和CdSe都是透远红外波段的光学材料。纯ZnS多晶透过范围为2.5~14μm,是8~14μm波段范围较为理想的透红外材料。ZnSe多晶透过波段为1~21 μm,但热压难度高,且折射率很高而发射损耗大,其用途与ZnS相似。

　热压罐　 autoclave　 热压罐是一种为固化树脂基复合材料构件,能按要求进行加热、加压的容器类设备,通常为圆筒形,属于高压容器。主要由罐体系统、加热系统、冷却系统、储气加压系统、鼓风系统、真空系统、控制系统、架车平台与导轨系统等组成(见图)。复合材料制件成型过程一般需要加热加压,加热由加热系统实现,

热压罐组成示意图

压力由储气加压系统实现,加压气体多为空气,只有在较高的温度下才使用氮气、二氧化碳等惰性气体,鼓风系统有助于提高罐体内温度分布均匀性,真空系统提供制件毛坯封装后系统内的真空环境。热压罐可适用于多种复合材料结构的成型,如层压结构、夹芯结构、胶接结构及缝纫结构等。热压罐使用时,先将复合材料制件毛坯用真空袋密封在模具上,在真空状态下,经过升温→加压→保温→降温和卸压等工艺步骤完成制件制备。热压罐成型工艺其温度、压力的可控性强,制备的复合材料制件尺寸公差小、孔隙率低、质量和性能稳定,多应用于航空航天飞行器复合材料结构件的制造,特别是主承力结构的制造。如B787复合材料中央翼盒、A350复合材料机身、F18复合材料垂尾及航天用大型加筋筒形结构等。但热压罐设备投资高,能耗较大,需要大量辅助材料,工艺周期较长,制造成本高。

　热应力　 thermal stress　 物体受热不均匀或各组元的膨胀系数不同,在加热或冷却时所产生的应力称热应力。物体受热就会膨胀,当各部分受热不均匀或膨胀系数不同,则各部分的膨胀量就不相同,从而引起畸变,导致热应力的产生。产生热应力的原因是多种多样的。例如:①构件内存在温度梯度,如蒸汽锅炉管,涡轮叶片等;②组元之间存在温差,如管道中的热膨胀接头;③组元的热膨胀系数不同,如不同材料的焊接件;④构件或试样急冷(如淬火)或急热(如表面高频加热)。在弹性范围内的热应力可用弹性力学方法求出。如两端固定的板,温差为2T(一端为T,另一端为-T),则板面最大正应力为σmax=-αET/(1-ν),其中,α是线膨胀系数;E是弹性模量;ν是泊松比。当温度反复变化时热应力也随之反复变化,这个过程称为热疲劳。热应力能和其他内应力及外应力叠加起作用。

　热装　 hot charging　 连铸坯在热状态下输送并装入均热炉中的节能技术,可充分利用铸坯热能。采用热装技术必备的条件是:铸坯无宏观缺陷;连铸机与轧机能力匹配;从连铸机到加热炉有保温、储存和输送设施;炼钢-连铸和轧钢工序可统一调度和协调;均热炉既能加热又能保温。根据连铸坯的装炉温度可将热装技术分为:直接轧制(装炉温度不低于950~1000℃,适当均温后即可轧制);高温热装(装炉温度在A3~900℃);温装(装炉温度高于400℃但低于A3)。显然,装炉温度越高,节能效果越大。

　人工耳听骨　 ossicular replacement prosthesis　 是植入中耳替换损坏的生物耳听骨的植入体,以恢复传导性耳聋症患者的听力。人工耳听骨的基本形态是与轴杆连接的盘状物,其轴杆为中空杆或实心杆,前者与耳蹬骨头部连接,后者直接与耳蹬骨底板连接。制作人工耳听骨的材料主要是生物陶瓷及金属材料。早期有高分子材料如高密度聚乙烯海绵、多孔聚甲基丙烯酸酯等,但具有一定的排异反应。采用多孔结构是为了使组织长入孔隙而实现生物固定。生物陶瓷有磷酸钙基生物陶瓷,其可与组织形成键合,从而可牢固地固定植入体,具有优良的生物相容性。研究结果表明,羟基磷灰石与骨形态发生蛋白复合物能诱导骨生长,优于单纯的羟基磷灰石。20世纪80年代后,钛质耳听骨进入临床使用,因为它相容性好、质轻、塑性强、声导功能佳、与蹬骨连接牢固,而且钛表面氧化层有利于细胞生长,目前国内已广泛用于临床。

　人工耳蜗　 cochlear implant　 又称电子耳蜗(electronic cochlear implant),是一种替代人耳功能的电子装置,它可以帮助患有重度、极重度耳聋的成人和儿童恢复听觉或提供听的感觉。重度、极重度耳聋患者是指双耳听阈大于90分贝(dBHL)听力级以上,配戴大功率助听器无效的人。人工耳蜗由耳蜗内的植入电极、言语处理器、方向性麦克风及传送装置所组成。声音由方向性麦克风接收后转换成电信号再传送至语言处理器将信号放大、过滤,并由传送器传送到接收器,将产生的电脉冲送至相应的电极,从而刺激听神经纤维兴奋并将声音信息传入大脑,产生听觉。人工耳蜗由耳内和耳外两部分组成,耳内部需要通过手术植入到耳蜗及头部的肌肉和颅骨之间。术后病人在医院接受外部设备的安装和调试。与此同时,病人还要进行听力及言语的康复训练才能达到较为理想的效果。经过几十年的研究和发展,目前已进入临床应用,成为感知神经性耳聋患者恢复听觉的一种新颖而有效的治疗方法。该技术先进、复杂,费用高昂。

　人工骨　 artificial bone　 是指具有类似天然骨结构和/或功能的,用人工材料制造的骨缺损填充或替代材料。主要包括:高分子合成材料人工骨,如聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增强聚乳酸、自增强聚乙醇酸等;无机非金属材料人工骨,如氧化铝、氧化锆生物陶瓷、羟基磷灰石、磷酸三钙、生物活性玻璃等;高分子/生物陶瓷(玻璃)复合人工骨,如聚乳酸/羟基磷灰石(生物玻璃)、聚己内酯/羟基磷灰石(生物玻璃)等复合材料。

　人工关节　 artificial joint　 指模拟人体关节功能,替代病变或受损关节的植入性假体。对人工关节材料的基本要求是:生物相容性好;力学性能优异;耐磨、耐蚀;质量轻、弹性模量合适。由于单一材料往往难以同时满足上述要求,故临床应用时,常选用不同材料来组合使用。人工关节材料常见的有不锈钢、钴基合金、钛及钛合金;氧化铝、氧化锆、羟基磷灰石、生物活性玻璃陶瓷、碳素材料等生物材料;聚酯、硅橡胶及超高分子量聚乙烯塑料等。人工关节可分为半关节和全关节两类。半关节是只置换关节的一部分,即一个关节面;全关节是整个关节的置换。所有人工关节结构都是由关节体与柄两部分组成的。关节体部的设计必须符合原关节的解剖特点,表层光滑以利活动,而柄部呈杆状,便于插入骨髓腔内固定,两者相互连接成为一整体。人工关节已广泛应用于四肢所有关节及脊柱的椎体置换,应注意防止术中和术后早期并发症发生,但长期使用也发现有不良结果。人工关节的种类包括人工踝关节(artificial ankle joint)、人工肩关节(artificial shoulder joint)、人工髋关节(artificial hip joint)、人工颅骨(cranical implant)、人工腕关节(artificial wrist joint)、人工膝关节(artificial knee joint)、人工指关节(artificial finger joint)和人工肘关节(artificial elbow joint)。制作材料包括钴铬合金、钛及钛合金、不锈钢、硅橡胶、聚丙烯和超高分子量聚乙烯及生物陶瓷等。

　人工气候老化　 artificial weathering　 为较快获得材料气候曝露结果,在特定的实验室条件下进行的加速老化。为了取得加速老化效果,实验室的曝露条件比实际曝露在室外的条件要强烈得多。评定材料的人工气候老化可按照ISO 4892《塑料——曝露于实验室光源的方法》进行。它以模拟大气环境中的日光、热、氧、相对湿度、降雨等因素并强化其作用为特征,在不丧失模拟性的条件下提高试验加速倍率。ISO 4892使用的光源包括:氙弧灯、封闭碳弧灯和敞开火焰碳弧灯。氙弧灯能产生和日光极为接近的光谱,碳弧光源对某些特定用途有用。材料的人工气候老化,用测定试样曝露前后的颜色、外观、力学性能和其他性能的变化表示。人工气候老化是快速评价材料老化性能和选择材料的重要依据。

　人工器官　 artificial organ　 能部分或全部替代人体某一器官功能的医疗设备和装置,可整体或部分植入体内,也可以是一种体外辅助装置。如人工人心脏、人工肾、人工肝、人工胰和人工肺等。

　人工水晶　 synthetic quartz　 是指用人工方法培育的透明α-石英晶体。用水溶液温差法或提拉法生长。生长过程中常见的宏观缺陷有包裹物,裂隙及双晶。包裹体指存在于晶体中且与晶体有着相界限的一切物质。有气相和液相两种,均属于原生包裹体。裂隙可分为原生和次生裂隙两种:原生裂隙是因籽晶或晶体发育过快而产生;次生裂隙出现于杂质易于汇集的地方,当降温不合理时产生。双晶指两个晶体有规律地生长在一起,其生成规律符合道芬双晶律。以上缺陷会极大地影响晶体的光学质量及压电性能,如双晶态水晶就无压电性能。水晶属于三方晶系,全轴各向异性晶性。点群D3,空间群为-C3,2,对称性L2,密度为2.65g/cm3,莫氏硬度为7,透光波段为0.147~4.5μm。是优质的压电材料。在电子学中是用作稳定频率或选择频率元件的主要材料,又是一种较好的光学材料。

　人工心脏　 artificial heart　 是用生物或机械手段,部分或完全替代心脏的泵血功能、维持全身的血液循环的装置。按功能划分包括心室辅助装置 (左、右心室辅助装置,VAD) 和全人工心脏 (TAH)。病人患有严重心力衰竭可用辅助装置替代患者心室(左心室)功能,为患者等待心脏移植暂时起到桥梁(bridge)作用。应用心室辅助装置,患者的血液依靠体外动力通过植入体内的血泵进行循环,替代心脏受损的功能,而且还能保留原有心脏,目前经FDA批准的有三类心室辅助装置。全人工心脏是指能够替代心脏左和右心室功能的装置。目前有两种类型的全人工心脏,一种使用外部电源,即利用管道从患者腹部的穿孔将外部电源与胸腔内的设备相连接;另一种是将电源(高能锂电池)植入胸腔内,利用一个特殊的磁充电器,隔着皮肤对体内电池充电,称为经皮能量传输设备,后者与外部电源相接。这种全人工心脏所有的部件全部植入体内,解决了体外电源装置的感染并发症。目前,全植入型、永久性全人工心脏由于技术复杂,对患者要求高,价格昂贵,只在少数人群中进行了应用。血泵是人工心脏的核心部件,按工作原理可分为容积式(脉动)和叶片式(旋转)。前者有膜式、囊式和罗叶式,后者有离心式和轴流式泵。血泵的驱动方式可以有气动、电或磁驱动。目前临床采用的一些血泵的优点是:结构比较简单,体积小,易于植入,但是其机械轴承处的发热比较严重、易磨损、对血液损伤大,容易形成溶血和血栓。近年国内外研究的磁悬浮轴承血泵以其无接触支承的独特优点使得泵的转子无摩擦,解决了溶血以及引起血栓等问题,取得了长足的发展, 但是用于临床的还很少,还有很多方面的问题需要改进和完善。在材料选用方面,高分子材料一直是人工心脏的主要应用材料,例如,聚氨酯类材料具有较好的耐用性、弹性、抗老化和优良的组织相溶性等特点。除此之外,合金也是人工心脏的重要材料,如镍-钛-锆制成的人工心脏具有质轻、坚固和表面光滑等特点。

　蠕墨铸铁　 compacted graphite cast iron;vermicular graphite cast iron　 石墨形态介于球状和片状之间的蠕虫状的铸铁。 采用碳当量较高的铁水,用稀土合金、稀土钙合金或同时使用球化元素Mg与反球化元素Al、Ti等进行处理,即可得到蠕墨铸铁。由于石墨形态得到改善,其力学性能较灰口铸铁高,拉伸强度一般可达300~500MPa,且伸长率可达1.0%~5.0%。而相对于球墨铸铁,蠕墨铸铁的耐热冲击性能和减震作用明显较好。蠕墨铸铁(JB/T 4403—2014)牌号采用RuT加抗拉强度数值表示。蠕墨铸铁广泛用于制作钢锭模、汽缸、排气管、刹车毂等。

　乳聚丁二烯橡胶 　 emulsion-polymerized polybutadiene　 指1,3-丁二烯单体经乳液聚合制得的橡胶,包括乳聚丁二烯干橡胶和聚丁二烯胶乳。其合成方法为自由基引发的乳液聚合。聚合物结构通常为顺式-1,4含量14%左右,反式-1,4含量约69%,1,2含量约17%。乳聚丁二烯橡胶综合性能较乳聚丁苯橡胶差,但具有较好的气密性。