工程材料非金屬材料

工程材料非金屬材料第1頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月第4章高分子材料4.1

工程塑料

P248~2564.1.1塑料的組成塑料是以合成樹脂為主要成分，適當(dāng)加入填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑，在一定溫度、壓力下塑制成型的高分子有機(jī)材料。

●合成樹脂

人工合成的高分子化合物，是塑料的基本原料，起著膠粘作用，能將其他組分膠結(jié)成一個整體，并決定塑料的基本性能。●添加劑

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填料——在塑料中主要起增強(qiáng)作用。通常填料的加入量為20％～50％。主要是一些在塑料配方中相對呈惰性的粉狀材料或纖維材料。

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固化劑——與樹脂起化學(xué)作用，形成不溶的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為得到熱固性塑料，則需加入固化劑。■增塑劑——改進(jìn)塑料的可塑性、柔軟性，降低其剛性和脆性，并使塑料易于加工成型?！?/p>

穩(wěn)定劑——防止塑料在加工和使用過程中，因受熱、氧氣和光線作用而變質(zhì)分解，以延長塑料的使用壽命。第2頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月第4章高分子材料

P248~2564.1.2塑料的分類受熱行為熱塑性塑料熱固性塑料在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。代表性材料:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯等。因受熱或其他條件能固化成不溶不熔性物料的塑料。代表性材料:酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基樹脂、有機(jī)硅塑料等。使用特點通用塑料：一般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價廉的塑料。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料及氨基樹脂等。工程塑料：一般指性能優(yōu)良，能承受一定外力作用和具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用做工程材料或結(jié)構(gòu)材料的塑料。如：聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚甲醛、聚砜等特種塑料：一般指具有特種功能，應(yīng)用于特殊要求的塑料。如：醫(yī)用塑料、導(dǎo)電塑料等第3頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月種類名稱性能及用途熱塑性塑料聚乙烯（PE）塑料瓶,軟塑料管,電纜包覆聚丙烯（PP）齒輪,儀表盒,電線包覆聚氯乙烯（PVC）貯槽,塑料管,電纜套管聚苯乙烯（PS）車輛燈罩,電子設(shè)備外殼ABS塑料丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物汽車擋泥板,電機(jī)外殼聚酰胺（PA）

尼龍屬于縮聚合成樹脂，具有突出的耐磨性和自潤滑性能并有良好的機(jī)械性能，吸水性高軸承、螺紋連接件聚甲醛（POM）耐疲勞性能最高，干摩擦系數(shù)低且穩(wěn)定化工容器,塑料手表零件聚碳酸酯（PC）譽為“透明金屬”，透光性最好

航空擋風(fēng)玻璃,帽盔常用工程塑料4.1.３

第4頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月種類名稱性能及用途熱塑性塑料聚四氟乙烯譽為“塑料王”，耐高溫、低溫性能最優(yōu)良，且吸水性及摩擦系數(shù)低，但最難成型耐蝕、耐磨、密封件聚砜（PSF）比聚四氟乙烯更具優(yōu)良耐高、低溫性能

高溫軸承材料等聚甲基丙烯酸甲酯

俗稱“有機(jī)玻璃”，透光性最好。電視屏幕等熱固性塑料酚醛塑料（PE）常用電氣絕緣材料不宜做食物器皿

環(huán)氧塑料（EP）有某些毒性塑料模具,精密模具常用工程塑料4.1.３

第5頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月第4章高分子材料4.2

合成纖維常用合成纖維4.２.2

商品名稱化學(xué)名稱應(yīng)用滌綸（的確良）聚酯纖維漁網(wǎng)錦綸（尼龍）聚酰胺纖維降落傘腈綸聚丙烯腈棉衣維綸聚乙烯醇過濾布丙綸聚丙烯軍用被服氯綸氯乙烯勞保用品

P２６０表４-６第6頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月4.３合成橡膠1、橡膠的分類1）天然橡膠2）合成橡膠通用：丁苯、順丁、氯丁特種：丁腈、硅、氟2、橡膠的組成1）生膠2）硫化劑3）硫化促進(jìn)劑4）補強(qiáng)填充劑第4章高分子材料使用硫化劑的目的是：通過交聯(lián)變塑性生膠為彈性膠

第7頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月種類名稱用途通用橡膠丁苯橡膠目前合成橡膠中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣；常用汽車輪胎原料

順丁橡膠耐磨、用于輪胎、鞋底等氯丁橡膠俗稱“萬能橡膠”特種橡膠丁腈橡膠常用耐油密封元件的材料

硅橡膠耐高溫和耐低溫,使用溫度最寬氟橡膠高的耐腐蝕性

3、常用合成橡膠第4章高分子材料第8頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能1.4.1陶瓷材料的結(jié)構(gòu)粘土石英長石

加熱、燒結(jié)冷卻晶體相玻璃相氣相陶瓷決定陶瓷的性能傳統(tǒng)陶瓷材料的主要原料為：粘土、石英、長石。它們的作用是：在坯料中起塑化與粘合作用，其中長石含量過高可能會造成陶瓷耐熱性能較差第9頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月●晶體相:

主要有硅酸鹽、氧化物、非氧化物等三種。（其中硅酸鹽是傳統(tǒng)陶瓷的主要晶體相）

晶體相的結(jié)合鍵分別為離子鍵與共價鍵。特種陶瓷中氧化物主要是離子鍵；碳化物主要是共價鍵●玻璃相:成分為氧化硅及其他氧化物。其作用是將晶體相粘結(jié)起來，阻止晶體長大，形成玻璃特性?！駳庀?陶瓷內(nèi)部組織殘留下來的孔洞，形成機(jī)理復(fù)雜，破壞強(qiáng)度。1.4陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能1.4.1陶瓷材料的結(jié)構(gòu)1.4.1陶瓷材料的性能剛度、硬度、強(qiáng)度均很高，最大缺點是但塑性很差。第10頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月第5章陶瓷材料陶瓷材料的定義各種無機(jī)非金屬材料的通稱陶瓷材料的分類玻璃玻璃陶瓷工程陶瓷工程陶瓷普通陶瓷特種陶瓷屬于燒制成型的陶瓷

常用耐火材料如Al2O3，用于高溫坩堝如SiC，用于砂輪磨料如Si3N4，用于轉(zhuǎn)子葉片氮化物陶瓷日用陶瓷工業(yè)陶瓷氧化物陶瓷碳化物陶瓷硼化物陶瓷第11頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月第6章復(fù)合材料復(fù)合材料的定義兩種及兩種以上的物理、化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)，經(jīng)過一定方法得到的一種新的多相固體材料。復(fù)合材料的分類按性能高低分按產(chǎn)生方式分按基體相的種類分按增強(qiáng)相的種類分按增強(qiáng)相的形態(tài)分按用途分普通、先進(jìn)天然（如：木材）、人工聚合物基、金屬基、陶瓷基、石墨基、混凝土基結(jié)構(gòu)、功能、智能顆粒增強(qiáng)、晶須增強(qiáng)、纖維增強(qiáng)零維、一維、二維、三維第12頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月●在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中：纖維強(qiáng)度應(yīng)該高于基體材料強(qiáng)度

纖維與基體材料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)該接近

纖維直徑越細(xì)則增強(qiáng)效果越明顯6.1復(fù)合材料的復(fù)合原則6.1.1纖維增強(qiáng)復(fù)合材料●按增強(qiáng)相的形狀來劃分顆粒增強(qiáng)材料屬于：零維增強(qiáng)相復(fù)合材料

●在顆粒復(fù)合材料中應(yīng)該根據(jù)要求選擇合適的顆粒直徑6.1.2顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料第13頁，課件共14頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2復(fù)合材料的性能特點復(fù)合材料突出的優(yōu)點：比強(qiáng)度高、抗疲勞性能好、高溫性能好、耐磨減振但不包括：硬度高

6.3非金屬基復(fù)