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上篇我们聊了金属、合金和材料的基础分类，这次继续深入，说说陶瓷与玻璃，以及复合材料——这些都算是APS面谈审核官爱问的话题。
01
陶瓷与玻璃：别搞混了！
先提醒一句：陶瓷叫ceramic！陶瓷叫ceramic！陶瓷叫ceramic！重要的事情说三遍。
中西方对“陶瓷”的定义有点差异。咱们国内教科书通常把陶瓷概括为无机的非金属材料，按这个定义，玻璃也算陶瓷。但西方材料学定义里多了个条件：陶瓷必须是晶体物组成。所以玻璃不算陶瓷哦。
那玻璃是什么？
A glass is an inorganic nonmetallic material that does not have a crystalline structure. Such materials are said to be amorphous.
玻璃是一种没有晶体结构的无机非金属材料。这种材料被称为“非晶态”或“无定形”。
所以，当有人问你啥是amorphous时，你应当马上回应——“死玻璃”！（开玩笑的，记住“非晶态”就好）
既然陶瓷（ceramics）和玻璃（glasses 不！是amorphous）都是“非晶态”材料，那它们的性质也很像：
include high melting temperature, low density, high strength, stiffness, hardness, wear resistance, and corrosion resistance.
包括高熔点、低密度、高强度、高刚度、高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
从工业用途来看：
Many ceramics are good electrical and thermal insulators. Some ceramics have special properties: some ceramics are magnetic materials; some are piezoelectric materials; and a few special ceramics are superconductors at very low temperatures.
很多陶瓷是良好的电绝缘体和热绝缘体。有些陶瓷具有特殊性能：有的是磁性材料，有的是压电材料，还有极少数在极低温下成为超导体。
当然，只讲优点是不对的——它们有一个众所周知的秘密：they are brittle（脆性大）。
至于制造工艺，玻璃可以采用casting and blowing（浇铸和吹制），但陶瓷是晶体材料，所以一般用sintering or firing（烧结或焙烧）来制造。
02
光导纤维：一个汉堡包的故事
说完玻璃，自然要聊到光导纤维（optical fiber）。其实它就是一个汉堡包，一共三层：
1. 芯层：由高纯度玻璃制成，折射率高，光就在里面传播。
a core made of highly pure glass with a high refractive index for the light to travel.
2. 包层：中间一层玻璃，折射率较低，保护芯层不被刮擦和损伤。
a middle layer of glass with a lower refractive index known as the cladding which protects the core glass from scratches and other surface imperfections.
3. 外层：聚合物护套，保护光纤不受物理损坏。
an outer polymer jacket to protect the fiber from damage.
还有一个经典考点——全内反射现象（The total internal reflection phenomenon）：
It enables light to travel long distances with little loss of intensity.
它使光能够在几乎没有强度损失的情况下长距离传输。
03
复合材料：纤维增强型是高频考点
不知道为啥，纤维增强复合材料（Fiber-reinforced Composites）总会被问到。注意一般要带上一句：
Reinforcing fibers can be made of metals, ceramics, glasses, or polymers that have been turned into graphite and known as carbon fibers.
增强纤维可以由金属、陶瓷、玻璃或聚合物制成，其中聚合物可以转化为石墨，也就是我们常说的碳纤维。
如果你准备充分，完全可以加上一句纤维增强复合材料的特点：纤维能增强基材的模量。
那么很大几率APS审核官就会追问你：how（怎么增强的）？
教科书标准答案来了：
The strong covalent bonds along the fiber's length give them a very high modulus in this direction because to break or extend the fiber the bonds must also be broken or moved.
沿着纤维长度方向的强共价键赋予了纤维在该方向上非常高的模量，因为要破坏或拉伸纤维，这些化学键也必须被破坏或移动。
当然，例子是少不了的：
Such as a time-trial racing bicycle frame which consists of carbon fibers in a thermoset polymer matrix.
例如，计时赛自行车车架，就是由碳纤维和热固性聚合物基体组成的。
这个例子应该能应付得妥妥的。
04
颗粒增强复合材料
另一种常见类型颗粒增强复合材料（Particle-reinforced composites），一般会问及用途。答案也比较简单：
Particles are used to increase the modulus of the matrix, to decrease the permeability of the matrix, to decrease the ductility of the matrix.
颗粒用于提高基体的模量、降低基体的渗透性、降低基体的延展性。
基本上就能让审核官满意了。
材料学的内容虽然多，但只要抓住关键概念、会用简单例子解释，就能从容应对。下次我们继续聊聊其他学科，敬请期待！
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