1、 非金屬材料按化學組成可分為有機高分子材料和非金屬材料按化學組成可分為有機高分子材料和無機非金屬材料。本章著重介紹機械工程中常用的高無機非金屬材料。本章著重介紹機械工程中常用的高分子材料、陶瓷材料和復合材料。分子材料、陶瓷材料和復合材料。第九章第九章 非金屬材料非金屬材料第一節(jié)高分子材料的基本知識第一節(jié)高分子材料的基本知識 高分子材料是以高分子化合物為主要組分的一類有高分子材料是以高分子化合物為主要組分的一類有機材料。機材料。 有兩大類，天然高分子材料和人工合成高分子有兩大類，天然高分子材料和人工合成高分子材料。材料。 天然高分子材料天然高分子材料：如淀粉、油脂和天然橡膠，其使：如淀粉、油脂和

2、天然橡膠，其使用受資源限制。用受資源限制。 人工合成高分子材料人工合成高分子材料：如塑料、合成橡膠、合成纖：如塑料、合成橡膠、合成纖維。維。一、高分子材料的概念一、高分子材料的概念 二、高分子材料的組成及結(jié)構(gòu)二、高分子材料的組成及結(jié)構(gòu) 1 1、組成元素、組成元素 主要由主要由C C、H H、O O、N N等輕元素組成等輕元素組成，這就決定了高分子材料的比重較小約為，這就決定了高分子材料的比重較小約為 0.9-2.0 0.9-2.0 相相當于鋼鐵比重的當于鋼鐵比重的1/4-1/71/4-1/7。 2 2、高分子材料的獲得、高分子材料的獲得 高分子材料是由高分子高分子材料是由高分子化合物組成。高分

3、子化合物是由某些低分子化合物經(jīng)化合物組成。高分子化合物是由某些低分子化合物經(jīng)聚合反應而獲得的。聚合反應而獲得的。 高分子材料高分子材料: :是以高分子化合物為主要組分的材料。是以高分子化合物為主要組分的材料。 化合物分子量小于化合物分子量小于500500時稱為時稱為低分子化合物低分子化合物, ,分子分子量大于量大于500500的化合物稱為的化合物稱為高分子化合物高分子化合物（高聚物）。（高聚物）。 一般高分子化合物的分子量通常在一般高分子化合物的分子量通常在10103- 3- 10106 6。 加聚反應加聚反應 簡單低分子簡單低分子 聚合反應聚合反應 高分子聚合物高分子聚合物 縮聚反應縮聚反應

4、例如例如 nCH2=CH2加熱、壓力、催化劑加熱、壓力、催化劑 CH2 CH2 n 單體單體：凡是可以聚合成大分子鏈的低分子化合物：凡是可以聚合成大分子鏈的低分子化合物都稱為單體。都稱為單體。高分子聚合物是由無數(shù)個單體組成。高分子聚合物是由無數(shù)個單體組成。 加聚反應加聚反應：不飽和鍵的單體，在一定條件下（加：不飽和鍵的單體，在一定條件下（加熱、加壓或催化劑）雙鍵被打開，各單體聚合起來連熱、加壓或催化劑）雙鍵被打開，各單體聚合起來連成一條大分子連，這種反應叫加聚反應。成一條大分子連，這種反應叫加聚反應。乙烯乙烯 聚乙烯聚乙烯 聚合度（聚合度（n）：鏈節(jié)的重復次數(shù)稱為聚合度。隨聚合：鏈節(jié)的重復次數(shù)

5、稱為聚合度。隨聚合度增加，其分子量增加，粘度、強度和硬度增加。度增加，其分子量增加，粘度、強度和硬度增加。 高聚物形成大分子連，由重復的鏈節(jié)構(gòu)成。高聚物形成大分子連，由重復的鏈節(jié)構(gòu)成。 鏈節(jié)鏈節(jié)：大分子鏈中重復的結(jié)構(gòu)單元稱為鏈節(jié)。聚合：大分子鏈中重復的結(jié)構(gòu)單元稱為鏈節(jié)。聚合前是單體，聚合后單體的雙鍵打開成為鏈節(jié)。前是單體，聚合后單體的雙鍵打開成為鏈節(jié)。 縮聚反應縮聚反應：單體相互反應結(jié)合成高分子化合物，：單體相互反應結(jié)合成高分子化合物，同時生成其他低分子物質(zhì)（水、氨等）的反應叫縮聚反同時生成其他低分子物質(zhì)（水、氨等）的反應叫縮聚反應。應。3、高聚物結(jié)構(gòu)、高聚物結(jié)構(gòu) nC6H5OH+nHCHO

6、C6H3OHCH2 n+nH2O苯酚苯酚 甲醛甲醛 酚醛酚醛 水水 高分子鏈的形狀高分子鏈的形狀：高分子化合物的結(jié)構(gòu)形狀有，線型、：高分子化合物的結(jié)構(gòu)形狀有，線型、支鏈型、交聯(lián)型。支鏈型、交聯(lián)型。 鏈節(jié)及鏈節(jié)內(nèi)原子間都以共價鍵結(jié)合，則長鏈之鏈節(jié)及鏈節(jié)內(nèi)原子間都以共價鍵結(jié)合，則長鏈之間由分子間力結(jié)合。間由分子間力結(jié)合。 分子鏈的排列狀態(tài)：分子鏈的排列狀態(tài)：一部分規(guī)則排列，另一部分不一部分規(guī)則排列，另一部分不規(guī)則排列。規(guī)則排列。 分子鏈成規(guī)則排列的部分稱為晶區(qū)。分子鏈成規(guī)則排列的部分稱為晶區(qū)。聚合物中晶聚合物中晶區(qū)所占的百分數(shù)稱為區(qū)所占的百分數(shù)稱為結(jié)晶度結(jié)晶度，一般結(jié)晶型高聚物的結(jié)晶，一般結(jié)晶型高

7、聚物的結(jié)晶度為度為30%-80% 。 高聚物的結(jié)晶高聚物的結(jié)晶度越高強度、剛度、度越高強度、剛度、熔點越高，耐熱性、熔點越高，耐熱性、化學穩(wěn)定性越好；化學穩(wěn)定性越好；但彈性、沖擊韌性但彈性、沖擊韌性將下降。將下降。Tx 為脆化溫度；為脆化溫度；Tg為玻璃化溫度；為玻璃化溫度；Tf為粘流溫度；為粘流溫度；Td為分解溫度。為分解溫度。 根據(jù)高聚物根據(jù)高聚物大分子鏈結(jié)構(gòu)和大分子鏈結(jié)構(gòu)和熱運動特點，線熱運動特點，線型無定形高聚物型無定形高聚物在不同溫度下表在不同溫度下表現(xiàn)出三種物理狀現(xiàn)出三種物理狀態(tài)：態(tài)：玻璃態(tài)、高玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。彈態(tài)、粘流態(tài)。 三、高聚物的物理狀態(tài)和性能三、高聚物的物理狀態(tài)和

8、性能 1、玻璃態(tài)、玻璃態(tài) 當溫度當溫度Tg時高聚物表現(xiàn)為非晶態(tài)固體，象玻璃時高聚物表現(xiàn)為非晶態(tài)固體，象玻璃一樣，一樣，故稱玻璃態(tài)。故稱玻璃態(tài)。 由于溫度低，高分子運動能量也低只能是鏈段和由于溫度低，高分子運動能量也低只能是鏈段和鏈節(jié)的微小熱振動以及鏈中鏈長和鏈角的彈性變形，鏈節(jié)的微小熱振動以及鏈中鏈長和鏈角的彈性變形，彈性變形量一般彈性變形量一般Tg時，高聚物在外力作用下可產(chǎn)生較大的時，高聚物在外力作用下可產(chǎn)生較大的可逆形變稱為高彈形變，可逆形變稱為高彈形變，故呈高彈態(tài)，也呈橡膠態(tài)。故呈高彈態(tài)，也呈橡膠態(tài)。 形變量可達形變量可達100%-1000% 。變形的產(chǎn)生和恢復要。變形的產(chǎn)生和恢復要比普

9、彈形變慢得多，高彈形變是由于大分子鏈段熱運比普彈形變慢得多，高彈形變是由于大分子鏈段熱運動的結(jié)果，此時分子鏈可以在卷曲狀態(tài)和伸展狀態(tài)之動的結(jié)果，此時分子鏈可以在卷曲狀態(tài)和伸展狀態(tài)之間。間。 當溫度低于當溫度低于Tx （脆化溫度脆化溫度）時高分子鏈的柔性消失，時高分子鏈的柔性消失，高聚物變脆，失去使用價值。高聚物變脆，失去使用價值。 3、粘流態(tài)、粘流態(tài) 大分子鏈開始粘性流動的狀態(tài)。開始轉(zhuǎn)變粘流態(tài)大分子鏈開始粘性流動的狀態(tài)。開始轉(zhuǎn)變粘流態(tài)的溫度稱的溫度稱粘流溫度粘流溫度，用，用Tf表示。表示。 當溫度當溫度 Tf時，高聚物成為粘態(tài)熔體，熔體流動產(chǎn)時，高聚物成為粘態(tài)熔體，熔體流動產(chǎn)生不可逆的永久變形

10、，這時，大分子鏈的熱運動以整生不可逆的永久變形，這時，大分子鏈的熱運動以整鏈為運動單元，鏈為運動單元，它是高聚物成型加工的工藝狀態(tài)它是高聚物成型加工的工藝狀態(tài)（注（注射、拉擠、模壓、吹塑成型等）。射、拉擠、模壓、吹塑成型等）。 四、高分子材料的性能特點四、高分子材料的性能特點 1 1、高分子材料通常有一定的強度和彈性。其比強度、高分子材料通常有一定的強度和彈性。其比強度一般高于碳鋼，可以作為工程結(jié)構(gòu)材料用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。一般高于碳鋼，可以作為工程結(jié)構(gòu)材料用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 2 2、高分子材料以共價鍵結(jié)合，沒有自由電子，所以、高分子材料以共價鍵結(jié)合，沒有自由電子，所以耐蝕性和絕緣性較好。耐蝕性和絕緣

11、性較好。 3 3、由于卷曲的大分子在聲、熱的作用下不易振動，、由于卷曲的大分子在聲、熱的作用下不易振動，具有隔熱、隔音和減振的特性。具有隔熱、隔音和減振的特性。 4 4、高分子材料具有良好的可加工性，加溫加壓下可、高分子材料具有良好的可加工性，加溫加壓下可塑性極為優(yōu)良，可以通過擠壓、注射、沖壓、焊接、粘接塑性極為優(yōu)良，可以通過擠壓、注射、沖壓、焊接、粘接、和切削加工等方法制成各種制品。、和切削加工等方法制成各種制品。 5 5、高分子材料與金屬材料相比強度不高；剛度較低、高分子材料與金屬材料相比強度不高；剛度較低；不耐高溫；不耐高溫； 線膨脹系數(shù)大，是鋼鐵的線膨脹系數(shù)大，是鋼鐵的1010倍；倍；

12、 五、高分子材料的老化及防止五、高分子材料的老化及防止 高分子材料高分子材料容易發(fā)生容易發(fā)生“老化老化”。在氧氣、陽光、在氧氣、陽光、受熱、機械力和微生物等長期作用下結(jié)構(gòu)組成發(fā)生變受熱、機械力和微生物等長期作用下結(jié)構(gòu)組成發(fā)生變化，失去彈性，變硬變脆，出現(xiàn)龜裂。化，失去彈性，變硬變脆，出現(xiàn)龜裂。這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為老化老化。 防止方法防止方法：加入各種防老化劑，表面處理（噴涂或：加入各種防老化劑，表面處理（噴涂或鍍上金屬）合理的使用和科學的管理。鍍上金屬）合理的使用和科學的管理。 六、高分子化合物的命名六、高分子化合物的命名 天然高分子化合物多用習慣俗稱命名如羊毛、蟲膠、天然高分子化合物多用

13、習慣俗稱命名如羊毛、蟲膠、骨膠等。人工合成的高分子化合物常用以下命名方法：骨膠等。人工合成的高分子化合物常用以下命名方法： 1 1、以組成化合物的單體名稱命名、以組成化合物的單體名稱命名 簡單結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)：習慣于在單體名稱前面加習慣于在單體名稱前面加“聚聚”字，如字，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛等。聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛等。 復雜結(jié)構(gòu)：習慣在單體后加樹脂二字。如酚醛樹脂復雜結(jié)構(gòu)：習慣在單體后加樹脂二字。如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。合成高分子化合物都可稱為樹脂，如聚乙、環(huán)氧樹脂等。合成高分子化合物都可稱為樹脂，如聚乙烯樹脂等。烯樹脂等。 2 2、以商品名稱命名、以商品名稱命名 如聚酯的商品名稱是滌綸

14、，酚醛樹脂稱電木，聚甲如聚酯的商品名稱是滌綸，酚醛樹脂稱電木，聚甲基丙烯酸甲脂稱有機玻璃。基丙烯酸甲脂稱有機玻璃。 一、塑料一、塑料 （一）塑料的組成（一）塑料的組成 塑料是以合成樹脂為基礎，在加入一些其他添加劑塑料是以合成樹脂為基礎，在加入一些其他添加劑所組成。所組成。 1、合成樹脂、合成樹脂 是塑料的主要成分，其含量占是塑料的主要成分，其含量占40100，對塑料的性能起決定作用。，對塑料的性能起決定作用。 2、添加劑、添加劑 為了改善塑料的性能而加入的其他物質(zhì)。為了改善塑料的性能而加入的其他物質(zhì)。 添充劑添充劑（填料）：（填料）： 主要起增強作用。例如木粉、石主要起增強作用。例如木粉、石英

15、粉、各種金屬粉末、棉布、石棉纖維及玻璃纖維等。英粉、各種金屬粉末、棉布、石棉纖維及玻璃纖維等。 第二節(jié)常用高分子材料第二節(jié)常用高分子材料 高分子材料包括塑料、橡膠、合成纖維、膠粘劑和高分子材料包括塑料、橡膠、合成纖維、膠粘劑和涂料。這里只介紹塑料和橡膠。涂料。這里只介紹塑料和橡膠。 增塑劑增塑劑：增加樹脂塑性和柔韌性的物質(zhì)。：增加樹脂塑性和柔韌性的物質(zhì)。 穩(wěn)定劑：穩(wěn)定劑：防止塑料在加熱成形過程和使用過程中不易防止塑料在加熱成形過程和使用過程中不易分解，防止老化，延長使用壽命。分解，防止老化，延長使用壽命。 另外，根據(jù)不同要求，可以加入固化劑、發(fā)泡劑、另外，根據(jù)不同要求，可以加入固化劑、發(fā)泡劑、

16、阻燃劑，著色劑等。阻燃劑，著色劑等。 按受熱后表現(xiàn)的性質(zhì)分為：按受熱后表現(xiàn)的性質(zhì)分為： 熱塑性塑料熱塑性塑料：指受熱軟化、冷卻又變硬可以多次反復：指受熱軟化、冷卻又變硬可以多次反復的塑料。受熱時結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化。的塑料。受熱時結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化。 熱固性塑料熱固性塑料：在一定溫度初次加熱時會軟化或熔融，：在一定溫度初次加熱時會軟化或熔融，并發(fā)生了結(jié)構(gòu)的變化，冷卻后塑料會固化成型，重新加熱并發(fā)生了結(jié)構(gòu)的變化，冷卻后塑料會固化成型，重新加熱時不會再軟化，軟化和固化是不可逆的。時不會再軟化，軟化和固化是不可逆的。 （二）塑料的分類（二）塑料的分類 根據(jù)性能和應用分為：根據(jù)性能和應用分為： 通用塑料

17、通用塑料： 產(chǎn)量大、用途廣、價格低的常用塑料。產(chǎn)量大、用途廣、價格低的常用塑料。 工程塑料工程塑料 ：具有類似金屬的機械性能、可以代替金：具有類似金屬的機械性能、可以代替金屬材料制造機器零件或結(jié)構(gòu)件的塑料。屬材料制造機器零件或結(jié)構(gòu)件的塑料。 特種塑料特種塑料 ：有特殊性能的塑料，如高耐蝕性，導磁塑：有特殊性能的塑料，如高耐蝕性，導磁塑料導電塑料、醫(yī)用塑料等。料導電塑料、醫(yī)用塑料等。 1 1、熱塑性塑料、熱塑性塑料 （1 1）聚酰胺（）聚酰胺（PAPA） 商品名商品名尼龍尼龍，是最早發(fā)現(xiàn)的能承受載荷的，是最早發(fā)現(xiàn)的能承受載荷的熱塑性塑料，也是目前工業(yè)中應用最廣泛的一熱塑性塑料，也是目前工業(yè)中應用

18、最廣泛的一種工程塑料。種工程塑料。 性能：性能： 良好的綜合性能，特別是有較高良好的綜合性能，特別是有較高的韌性，一定的強度，低的摩擦系數(shù)和良好的的韌性，一定的強度，低的摩擦系數(shù)和良好的自潤滑性。熱穩(wěn)定性較差，有一定的吸水性。自潤滑性。熱穩(wěn)定性較差，有一定的吸水性。 用途：用途：制造制造100 100 的輕載齒輪、蝸輪、的輕載齒輪、蝸輪、軸承、軸套等。軸承、軸套等。（三）常用的工程塑料（三）常用的工程塑料 （2 2）聚甲醛（）聚甲醛（POMPOM） 甲醛單體聚合制得。熔點甲醛單體聚合制得。熔點175175度，密度度，密度1.41.4，結(jié)晶，結(jié)晶度為度為70-80%70-80%。是繼聚酰胺之后發(fā)

19、展起來的高結(jié)晶性的。是繼聚酰胺之后發(fā)展起來的高結(jié)晶性的熱塑性塑料。熱塑性塑料。 性能：性能：具有優(yōu)良的綜合性能，疲勞強度在熱塑性塑料具有優(yōu)良的綜合性能，疲勞強度在熱塑性塑料是最高的。有優(yōu)良的耐磨性和自潤滑性，可在是最高的。有優(yōu)良的耐磨性和自潤滑性，可在-40-40100 100 長期工作，吸水性小，具有好的耐水、耐油、長期工作，吸水性小，具有好的耐水、耐油、耐化學腐蝕性和電絕緣性，但熱穩(wěn)定性差。耐化學腐蝕性和電絕緣性，但熱穩(wěn)定性差。 用途：用途：可代替有色金屬及其合金在汽車、機床、可代替有色金屬及其合金在汽車、機床、化工、農(nóng)機等部門制造軸承、齒輪、凸輪、管道等各化工、農(nóng)機等部門制造軸承、齒輪、

20、凸輪、管道等各種機械零件。種機械零件。 （3 3）ABSABS塑料塑料 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的三元共聚物的三元共聚物 ，又稱，又稱“塑料合金塑料合金”。熔點。熔點217217237237度度密度密度1.061.06。 性能：性能：兼有丙烯腈的高硬度、高強度、耐油耐兼有丙烯腈的高硬度、高強度、耐油耐蝕；丁二烯的高彈性、高韌性；苯乙烯的絕緣性，著蝕；丁二烯的高彈性、高韌性；苯乙烯的絕緣性，著色性和成型加工性的優(yōu)點。質(zhì)堅、性韌、剛性大。但色性和成型加工性的優(yōu)點。質(zhì)堅、性韌、剛性大。但是它不耐高溫，不耐燃，耐氣候性也差。是它不耐高溫，不耐燃，

21、耐氣候性也差。 用途：用途： 制造齒輪、泵葉輪、軸承、方向盤、扶制造齒輪、泵葉輪、軸承、方向盤、扶手等，電器工業(yè)中用作電訊器材、電話、收音機、電手等，電器工業(yè)中用作電訊器材、電話、收音機、電機外殼等。表面可以電鍍一層金屬，代替金屬部件。機外殼等。表面可以電鍍一層金屬，代替金屬部件。 （4 4）聚四氟乙烯（）聚四氟乙烯（F-4F-4） 分子結(jié)構(gòu)中氟原子對稱分布分子結(jié)構(gòu)中氟原子對稱分布，結(jié)晶度為，結(jié)晶度為55-75%55-75%，熔點為熔點為327 327 ，密度，密度2.12.12.32.3。在氟塑料中應用最廣，產(chǎn)。在氟塑料中應用最廣，產(chǎn)量最大，是結(jié)晶型熱塑性塑料，量最大，是結(jié)晶型熱塑性塑料，

22、性能：性能：具有優(yōu)良的耐化學蝕性，不受任何化學試劑具有優(yōu)良的耐化學蝕性，不受任何化學試劑侵蝕，固有侵蝕，固有“塑料王塑料王” 之稱。它的熱穩(wěn)定性高，耐寒性之稱。它的熱穩(wěn)定性高，耐寒性好，可在好，可在-180-180250 250 長期使用。摩擦系數(shù)極低（長期使用。摩擦系數(shù)極低（0.040.04）并有自潤滑性，吸水性小，在潮濕條件下仍能保持良好的并有自潤滑性，吸水性小，在潮濕條件下仍能保持良好的絕緣性，不易老化。但強度較低，加工成型性較差，在絕緣性，不易老化。但強度較低，加工成型性較差，在390 390 釋放有毒氣體，成本高。釋放有毒氣體，成本高。 用途：用途：用作減磨密封零件，如熱墊圈、密封圈

23、、自潤用作減磨密封零件，如熱墊圈、密封圈、自潤滑軸承等，化工用的耐蝕泵，反應器，高頻電子儀器的高滑軸承等，化工用的耐蝕泵，反應器，高頻電子儀器的高頻電纜等，醫(yī)療上制作人工心肺裝置，代用血管等。頻電纜等，醫(yī)療上制作人工心肺裝置，代用血管等。 (5 (5）聚甲基丙烯酸甲酯（）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA）即有機玻璃）即有機玻璃 透光性、染色性優(yōu)異，是重要的光學材料。以透光性、染色性優(yōu)異，是重要的光學材料。以丙酮、氰化鈉、甲醛、碳酸作為原料，先制成甲基丙丙酮、氰化鈉、甲醛、碳酸作為原料，先制成甲基丙烯酸甲酯，再經(jīng)聚合反應而成。密度烯酸甲酯，再經(jīng)聚合反應而成。密度1.181.18、是無機玻、是無

24、機玻璃的一半。璃的一半。 性能性能：具有優(yōu)異的光學性能，透光率為：具有優(yōu)異的光學性能，透光率為92%92%，比，比普通玻璃（透光率為普通玻璃（透光率為88% 88% ）高。強度高于無機玻璃，）高。強度高于無機玻璃，抗破碎能力是無機玻璃的十倍。硬度低表面容易擦傷抗破碎能力是無機玻璃的十倍。硬度低表面容易擦傷起毛，并溶于丙酮等有機溶劑，導熱性差，膨脹系數(shù)起毛，并溶于丙酮等有機溶劑，導熱性差，膨脹系數(shù)大使用溫度不超過大使用溫度不超過80 80 。 用途：用途：制造有一定透明度和強度要求的零件如油制造有一定透明度和強度要求的零件如油杯，窺孔玻璃，汽車，飛機的玻璃窗等。杯，窺孔玻璃，汽車，飛機的玻璃窗等

25、。 （6 6）聚氯乙烯（）聚氯乙烯（PVC PVC ） 由氯乙烯單體經(jīng)聚合反應制得。熔點由氯乙烯單體經(jīng)聚合反應制得。熔點130130150150度度，密度，密度1.11.11.31.3。是最早生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，是產(chǎn)量大，。是最早生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，是產(chǎn)量大，成本低的通用塑料。成本低的通用塑料。 性能：性能：化學穩(wěn)定性高，絕緣性好、阻燃、耐磨、化學穩(wěn)定性高，絕緣性好、阻燃、耐磨、具有消聲減振作用。成本低，加工容易，但耐熱性差，具有消聲減振作用。成本低，加工容易，但耐熱性差，沖擊強度低，有一定毒性。配料不同可以作成硬質(zhì)和軟沖擊強度低，有一定毒性。配料不同可以作成硬質(zhì)和軟質(zhì)塑料。質(zhì)塑料。 用途：用途：硬質(zhì)

26、塑料機械強度高、耐蝕性好，主要用硬質(zhì)塑料機械強度高、耐蝕性好，主要用于化工設備和各種耐蝕容器，可以代替不銹鋼和鋁材。于化工設備和各種耐蝕容器，可以代替不銹鋼和鋁材。軟質(zhì)塑料主要用于制造人造革和塑料用于日常生活和農(nóng)軟質(zhì)塑料主要用于制造人造革和塑料用于日常生活和農(nóng)業(yè)。業(yè)。 （7 7）聚乙烯（）聚乙烯（PEPE） 由乙烯單體聚合反應制得。分為高壓和低壓兩由乙烯單體聚合反應制得。分為高壓和低壓兩種。熔點種。熔點130130（低壓），密度（低壓），密度0.940.940.960.96。因為用途。因為用途廣，塑料中產(chǎn)量最大。廣，塑料中產(chǎn)量最大。 性能：性能：高壓聚乙烯密度較低，質(zhì)地柔軟，長期使高壓聚乙烯密

27、度較低，質(zhì)地柔軟，長期使用溫度用溫度8080。 低壓聚乙烯密度較高，質(zhì)地剛硬，耐磨性、耐低壓聚乙烯密度較高，質(zhì)地剛硬，耐磨性、耐蝕性和絕緣性好。長期使用溫度蝕性和絕緣性好。長期使用溫度100100 用途：用途：高壓用于薄膜、軟管等高壓用于薄膜、軟管等 低壓用于硬管、板材和小載荷的機械零件。低壓用于硬管、板材和小載荷的機械零件。 2. 2. 熱固性塑料熱固性塑料 （1 1）酚醛塑料（）酚醛塑料（PFPF） 由酚類和醛類有機物反應得到的樹脂（電木）由酚類和醛類有機物反應得到的樹脂（電木）。 性能性能：有一定的機械強度，剛度大，制品尺：有一定的機械強度，剛度大，制品尺寸穩(wěn)定，良好的耐熱性，耐蝕性，良

28、好的介電性寸穩(wěn)定，良好的耐熱性，耐蝕性，良好的介電性能。能。 用途：用途：機械工業(yè)中用它制造齒輪、凸輪、皮機械工業(yè)中用它制造齒輪、凸輪、皮帶輪等。在電器工業(yè)中用它制造電器開關(guān)、插頭帶輪等。在電器工業(yè)中用它制造電器開關(guān)、插頭、收音機外殼等電器絕緣零件。、收音機外殼等電器絕緣零件。 （2 2）氨基塑料）氨基塑料 主要有脲甲醛塑料（主要有脲甲醛塑料（UFUF）。由尿素和甲醛縮聚）。由尿素和甲醛縮聚合成。合成。 性能性能：與酚醛塑料相似，但強度低，著色：與酚醛塑料相似，但強度低，著色性好，表面光澤如玉，俗稱性好，表面光澤如玉，俗稱“電玉電玉”，電絕緣，電絕緣性好。性好。 用途用途：色彩鮮麗、外觀漂亮的

29、裝飾品和各：色彩鮮麗、外觀漂亮的裝飾品和各種電器絕緣件，日用器皿食具等。種電器絕緣件，日用器皿食具等。 （3 3）環(huán)氧樹脂（）環(huán)氧樹脂（EPEP） 分子中有環(huán)氧基結(jié)構(gòu)的線形高分子化合物，由環(huán)分子中有環(huán)氧基結(jié)構(gòu)的線形高分子化合物，由環(huán)氧氯丙烷和雙酚氧氯丙烷和雙酚A A（二酚基丙烷）縮聚合成（二酚基丙烷）縮聚合成 。加入固。加入固化劑，經(jīng)固化后成為熱固性結(jié)構(gòu)。化劑，經(jīng)固化后成為熱固性結(jié)構(gòu)。 性能：性能：機械強度高，有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久機械強度高，有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性；能耐各種酸、堿和溶劑的侵蝕，能耐大多數(shù)霉菌性；能耐各種酸、堿和溶劑的侵蝕，能耐大多數(shù)霉菌的浸蝕，在較寬的頻率范圍和溫度范圍

30、內(nèi)有良好的電的浸蝕，在較寬的頻率范圍和溫度范圍內(nèi)有良好的電絕緣性。絕緣性。 用途：用途：廣泛用于機械、電機、化工、航空、船舶廣泛用于機械、電機、化工、航空、船舶、汽車、建材各行業(yè)。用于制造塑料模具、精密量具、汽車、建材各行業(yè)。用于制造塑料模具、精密量具、絕緣器件等結(jié)構(gòu)。也可用于制造壓層塑料、澆注塑、絕緣器件等結(jié)構(gòu)。也可用于制造壓層塑料、澆注塑料等。另外，對各種物質(zhì)有極好的粘附力，有料等。另外，對各種物質(zhì)有極好的粘附力，有“萬能萬能膠膠”之稱，可以制造粘接劑。之稱，可以制造粘接劑。 二、橡膠二、橡膠 （一）橡膠的特性（一）橡膠的特性 高彈性高彈性：橡膠是一種具有高彈性的高分子材料：橡膠是一種具有

31、高彈性的高分子材料, ,彈性可以超過彈性可以超過100%100%直達到直達到1000%1000%。很好的絕緣性和不。很好的絕緣性和不透氣，不透水性。常用作彈性材料、密封材料、減振透氣，不透水性。常用作彈性材料、密封材料、減振防震材料和傳動材料。防震材料和傳動材料。 （二）橡膠的組成（二）橡膠的組成 1 1、生膠、生膠 按原料來源可分為天然橡膠和合成按原料來源可分為天然橡膠和合成橡膠橡膠( (未經(jīng)硫化處理未經(jīng)硫化處理) )。 2.2.橡膠添加劑橡膠添加劑 它是為了改善橡膠制品的各種它是為了改善橡膠制品的各種性能而加入的物質(zhì)，主要有：硫化劑、硫化促進劑、性能而加入的物質(zhì)，主要有：硫化劑、硫化促進劑

32、、增塑劑、填充劑、防老劑。增塑劑、填充劑、防老劑。 （三）常用橡膠材料（三）常用橡膠材料 分為天然橡膠和合成橡膠。分為天然橡膠和合成橡膠。 1 1、 天然橡膠天然橡膠 天然橡膠是從橡膠樹的膠乳制取的。天然橡膠是從橡膠樹的膠乳制取的。 性能：性能：天然橡膠有很好的彈性，彈性伸長率可高天然橡膠有很好的彈性，彈性伸長率可高達達1000%1000%，在，在0-100 0-100 其回彈率可達其回彈率可達85%85%以上。經(jīng)硫化以上。經(jīng)硫化處理后抗拉強度提高，耐磨性、耐蝕性、介電性、耐處理后抗拉強度提高，耐磨性、耐蝕性、介電性、耐低溫性及加工工藝性都很好。低溫性及加工工藝性都很好。 耐油和耐溶劑及耐臭氧

33、老化性差，不耐高溫，使耐油和耐溶劑及耐臭氧老化性差，不耐高溫，使用溫度為用溫度為-70-100 -70-100 。 用途用途：制造輪胎、膠帶、膠管及膠鞋等：制造輪胎、膠帶、膠管及膠鞋等 2 2、 合成橡膠合成橡膠 （1) 1) 丁苯橡膠（丁苯橡膠（SBRSBR） 由丁二烯和苯乙烯共聚而成，約占合成橡膠的由丁二烯和苯乙烯共聚而成，約占合成橡膠的80%80%。 性能：性能：耐磨性、耐熱性和抗老化性都很好，其耐耐磨性、耐熱性和抗老化性都很好，其耐磨性超過了天然橡膠磨性超過了天然橡膠 。根據(jù)苯乙烯的百分含量主要。根據(jù)苯乙烯的百分含量主要有丁苯有丁苯-10-10、丁苯、丁苯-30-30、丁苯、丁苯-50

34、-50等，苯乙烯的含量越等，苯乙烯的含量越多橡膠的硬度、耐磨性、耐蝕性越高，但彈性和耐寒多橡膠的硬度、耐磨性、耐蝕性越高，但彈性和耐寒性越低。丁苯橡膠強度較低，成型性較差。通常可以性越低。丁苯橡膠強度較低，成型性較差。通常可以任何比例與天然橡膠混合使用。任何比例與天然橡膠混合使用。 用途：用途：制造輪胎、膠管及膠鞋等制造輪胎、膠管及膠鞋等 (2(2）順丁橡膠（）順丁橡膠（BRBR） 是由丁二烯聚合而成是由丁二烯聚合而成. . 性能：性能：彈性是目前各種橡膠中最好的品種。耐磨性比彈性是目前各種橡膠中最好的品種。耐磨性比天然橡膠高天然橡膠高30%30%左右。耐寒性也好。但是加工性不好、抗左右。耐寒

35、性也好。但是加工性不好、抗撕裂性差。撕裂性差。 用途：用途：主要用于制作輪胎、三角帶、耐熱膠管、減震主要用于制作輪胎、三角帶、耐熱膠管、減震器剎車皮碗等。器剎車皮碗等。 （3 3）丁腈橡膠（）丁腈橡膠（NBRNBR） 是丁二烯和丙烯腈的共聚是丁二烯和丙烯腈的共聚物，是特種橡膠中產(chǎn)量最大的品種。物，是特種橡膠中產(chǎn)量最大的品種。 性能：性能：耐油性好、高的耐磨性、耐熱性、耐水性、氣耐油性好、高的耐磨性、耐熱性、耐水性、氣密性、和抗老化性。但電絕緣性、耐寒性、耐酸性差。密性、和抗老化性。但電絕緣性、耐寒性、耐酸性差。 用途：用途：各種耐油制品，如耐油膠管、貯油槽、油封等各種耐油制品，如耐油膠管、貯油

36、槽、油封等。 （4 4）氯丁橡膠（）氯丁橡膠（CRCR） 由氯丁二烯單體聚合而成，即可作通用橡膠由氯丁二烯單體聚合而成，即可作通用橡膠又可作為特殊橡膠使用。又可作為特殊橡膠使用。 性能：性能：斷裂強度高、延伸率大、彈性好、耐斷裂強度高、延伸率大、彈性好、耐油、耐酸、耐熱、不燃燒、不透氣，有油、耐酸、耐熱、不燃燒、不透氣，有“萬能橡萬能橡膠膠”之稱，但耐寒性差、密度大、成本高。之稱，但耐寒性差、密度大、成本高。 用途：用途：制作高速運轉(zhuǎn)的三角皮帶、地下礦井制作高速運轉(zhuǎn)的三角皮帶、地下礦井的運輸帶、在的運輸帶、在400 400 以下使用的耐熱運輸帶。石以下使用的耐熱運輸帶。石油化工中輸送腐蝕物質(zhì)和

37、輸油的膠管及各種墊圈油化工中輸送腐蝕物質(zhì)和輸油的膠管及各種墊圈。作金屬、皮革、木材、紡織品的膠粘劑，及海。作金屬、皮革、木材、紡織品的膠粘劑，及海底電纜的絕緣層。底電纜的絕緣層。 （5 5）硅橡膠）硅橡膠 由二甲基硅氧烷與有機硅單體共聚而成，屬由二甲基硅氧烷與有機硅單體共聚而成，屬于特種橡膠。于特種橡膠。 性能：性能：穩(wěn)定性高，耐高低溫和低溫，可在穩(wěn)定性高，耐高低溫和低溫，可在-100 -100 350 350 范圍內(nèi)保持良好彈性。有良范圍內(nèi)保持良好彈性。有良好的絕緣性和抗老化性。無毒、無味有較好的氣好的絕緣性和抗老化性。無毒、無味有較好的氣透性。但其強度較低和耐磨性較低，不耐酸、堿透性。但其

38、強度較低和耐磨性較低，不耐酸、堿，價格貴。，價格貴。 用途：用途：制造各種耐高、低溫的橡膠制品，如制造各種耐高、低溫的橡膠制品，如耐熱密封墊圈，耐高溫電線的絕緣層等。耐熱密封墊圈，耐高溫電線的絕緣層等。 （6 6）氟橡膠）氟橡膠 主鏈上和側(cè)鏈上即有碳原子也有氟原子的主鏈上和側(cè)鏈上即有碳原子也有氟原子的聚合物。聚合物。 性能：性能：由于含有鍵能很高的碳氟鍵，因此由于含有鍵能很高的碳氟鍵，因此氟橡膠具有很高的化學穩(wěn)定性，在酸、堿、強氟橡膠具有很高的化學穩(wěn)定性，在酸、堿、強氧化劑中的耐蝕能力居各類橡膠之首。強度硬氧化劑中的耐蝕能力居各類橡膠之首。強度硬度較高，耐度較高，耐 高溫，耐油、耐老化性能也很

39、好。高溫，耐油、耐老化性能也很好。但耐寒性、加工性較差，價格較貴。但耐寒性、加工性較差，價格較貴。 用途：用途：是軍工和尖端技術(shù)中的高級密封件是軍工和尖端技術(shù)中的高級密封件、高真空密封件和化工設備中的里襯等不可少、高真空密封件和化工設備中的里襯等不可少的重要橡膠材料。的重要橡膠材料。 一、陶瓷的成分和結(jié)構(gòu)一、陶瓷的成分和結(jié)構(gòu) 1 1、主要成分、主要成分：SiOSiO2 2 Al Al2 2O O3 3 ZrOZrO2 2 Fe Fe2 2O O3 3 TiO TiO2 2 CaO MgO NaCaO MgO Na2 2O PbO O PbO 等。還有人工合成的等。還有人工合成的SiSi3 3N

40、 N4 4 SiC BNSiC BN等。等。 原料來自天然硅酸鹽礦如黏土、石英、長石、或原料來自天然硅酸鹽礦如黏土、石英、長石、或人工合成的粒狀原料，包括氧化物、碳化物、氮化物等人工合成的粒狀原料，包括氧化物、碳化物、氮化物等為原料，為原料，經(jīng)粉碎經(jīng)粉碎- -配制配制- -制坯制坯- -成型成型- -燒結(jié)而制成燒結(jié)而制成，它是多，它是多相的固體材料。相的固體材料。 第三節(jié)陶瓷材料第三節(jié)陶瓷材料 陶瓷材料耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、絕緣性好，陶瓷材料耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、絕緣性好，在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應用。尤其是優(yōu)異的高溫性能，是在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應用。尤其是優(yōu)異的高溫性能，是其他才料不可比擬的。超耐熱

41、合金最高使用溫度為其他才料不可比擬的。超耐熱合金最高使用溫度為11001100，而陶瓷材料可以達到，而陶瓷材料可以達到16001600。 2 2、相結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu) 陶瓷的顯微組織由晶相、玻璃相和氣相組成陶瓷的顯微組織由晶相、玻璃相和氣相組成 （1 1）晶相）晶相 晶相是陶瓷的主要組成相，由離晶相是陶瓷的主要組成相，由離子鍵和共價鍵結(jié)合。子鍵和共價鍵結(jié)合。 晶相通常具有氧化物結(jié)構(gòu)和晶相通常具有氧化物結(jié)構(gòu)和硅酸鹽結(jié)構(gòu)硅酸鹽結(jié)構(gòu)。 氧化物結(jié)構(gòu)氧化物結(jié)構(gòu)：尺寸較大的氧負離子構(gòu)成密排：尺寸較大的氧負離子構(gòu)成密排六方或面心立方，尺寸較小的金屬正離子填充在六方或面心立方，尺寸較小的金屬正離子填充在其空隙內(nèi)。其

42、空隙內(nèi)。 硅酸鹽結(jié)構(gòu)硅酸鹽結(jié)構(gòu)：四個氧原子構(gòu)成四面體，硅原：四個氧原子構(gòu)成四面體，硅原子在其中心。子在其中心。 （3 3）氣相）氣相 是陶瓷中的氣孔，它使陶瓷是陶瓷中的氣孔，它使陶瓷密度減小，強度降低，電擊穿能力下降，絕緣密度減小，強度降低，電擊穿能力下降，絕緣性能降低。故應盡量降低氣孔率，普通陶瓷氣性能降低。故應盡量降低氣孔率，普通陶瓷氣孔率為孔率為5%-10%5%-10%，特種陶瓷氣孔率在，特種陶瓷氣孔率在5%5%以下。但以下。但是輕質(zhì)和保溫陶瓷要求密度小和絕熱性好時應是輕質(zhì)和保溫陶瓷要求密度小和絕熱性好時應增加氣孔率，有時可高達增加氣孔率，有時可高達60%60%。 （2 2）玻璃相）玻璃

43、相 是一種非晶態(tài)相，是一種非晶態(tài)相，主要玻璃相是主要玻璃相是SiOSiO2 2。其作用。其作用是粘結(jié)分散的晶相，抑制晶相的晶粒長大，是粘結(jié)分散的晶相，抑制晶相的晶粒長大， 降低燒結(jié)溫度和填充氣孔空隙等，但玻璃相的降低燒結(jié)溫度和填充氣孔空隙等，但玻璃相的熔點低熱穩(wěn)定性差，故工業(yè)陶瓷中玻璃相控制熔點低熱穩(wěn)定性差，故工業(yè)陶瓷中玻璃相控制在在20%-40%20%-40%。 二、陶瓷的性能二、陶瓷的性能 硬而脆：硬而脆：一般具有很高的彈性模量和硬度。實際一般具有很高的彈性模量和硬度。實際抗拉強度都較低，抗壓強度大于抗拉強度，沖擊韌性抗拉強度都較低，抗壓強度大于抗拉強度，沖擊韌性值很低，是脆性材料。值很低

44、，是脆性材料。 耐高溫：耐高溫：陶瓷材料熔點高，在高溫下不氧化、抗陶瓷材料熔點高，在高溫下不氧化、抗蠕變能力強，適于作高溫材料。導熱率很低，熱脹系蠕變能力強，適于作高溫材料。導熱率很低，熱脹系數(shù)較小，抗熱震能力低。數(shù)較小，抗熱震能力低。 耐腐蝕：耐腐蝕： 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易老化，抗酸堿鹽的浸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易老化，抗酸堿鹽的浸蝕，化學穩(wěn)定性較高。蝕，化學穩(wěn)定性較高。 絕緣性好：絕緣性好：一般有良好的電絕緣性，少數(shù)陶瓷有一般有良好的電絕緣性，少數(shù)陶瓷有半導體性能。半導體性能。 2、特種陶瓷、特種陶瓷 是采用人工合成的原料燒結(jié)成的現(xiàn)代陶瓷，具有特殊是采用人工合成的原料燒結(jié)成的現(xiàn)代陶瓷，具有特殊優(yōu)良的性能，

45、如耐高溫陶瓷、高強度陶瓷、高耐磨陶瓷、優(yōu)良的性能，如耐高溫陶瓷、高強度陶瓷、高耐磨陶瓷、耐蝕陶瓷、壓電陶瓷、介電陶瓷、光學陶瓷、磁性陶瓷、耐蝕陶瓷、壓電陶瓷、介電陶瓷、光學陶瓷、磁性陶瓷、生物陶瓷、半導體陶瓷等。生物陶瓷、半導體陶瓷等。 按化學成分組成分：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和按化學成分組成分：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和金屬陶瓷。金屬陶瓷。 三、常用的陶瓷材料三、常用的陶瓷材料 1 1、普通陶瓷、普通陶瓷 是用天然原料燒結(jié)而成的傳統(tǒng)陶瓷。種類多產(chǎn)量大是用天然原料燒結(jié)而成的傳統(tǒng)陶瓷。種類多產(chǎn)量大質(zhì)地堅硬，耐質(zhì)地堅硬，耐1200 1200 高溫，具有良好的耐蝕性、電絕緣高溫，具有良好的耐蝕性、

46、電絕緣性和加工成型性，成本低，但強度較低。性和加工成型性，成本低，但強度較低。 用途：日用陶瓷、電器、化工、建筑等工業(yè)部門。用途：日用陶瓷、電器、化工、建筑等工業(yè)部門。 （1 1） 氧化鋁陶瓷（氧化鋁陶瓷（AlAl2 2O O3 3） 性能性能：其強度高于普通陶瓷：其強度高于普通陶瓷2-32-3倍，甚至倍，甚至5-65-6倍，抗拉強度可達倍，抗拉強度可達250Mpa250Mpa，硬度很高，可達，硬度很高，可達HRC90HRC90，能在，能在16001600高溫下長期工作。耐磨性很高溫下長期工作。耐磨性很高、耐蝕性強、良好的電絕緣性。但脆性大、高、耐蝕性強、良好的電絕緣性。但脆性大、抗熱震能力差

47、。抗熱震能力差。 用途：用途： 制造高速切削刀具、內(nèi)燃機的火制造高速切削刀具、內(nèi)燃機的火花塞、耐磨耐蝕的農(nóng)用水泵、石油化工用的密花塞、耐磨耐蝕的農(nóng)用水泵、石油化工用的密封環(huán)、高溫熱電偶套管，各種耐磨零件，如金封環(huán)、高溫熱電偶套管，各種耐磨零件，如金屬拉絲模，也是制造電爐和各種高溫爐的良好屬拉絲模，也是制造電爐和各種高溫爐的良好材料。材料。 （2 2） 氮化硅陶瓷（氮化硅陶瓷（SiSi3 3N N4 4） 性能：性能：SiSi3 3N N4 4是共價鍵化合物，原子間結(jié)是共價鍵化合物，原子間結(jié)合很牢固，故化學穩(wěn)定性好，硬度高，其顯微合很牢固，故化學穩(wěn)定性好，硬度高，其顯微硬度高達硬度高達HV320

48、00HV32000。加工性能好，成品精度高。加工性能好，成品精度高、燒結(jié)變形小，較高的強度，比重小摩擦系數(shù)、燒結(jié)變形小，較高的強度，比重小摩擦系數(shù)只有只有0.1-0.20.1-0.2，抗蝕性能好，其抗熱震能力是，抗蝕性能好，其抗熱震能力是陶瓷中最強的。陶瓷中最強的。 用途：用途：廣泛的用于農(nóng)業(yè)、化工、機械和廣泛的用于農(nóng)業(yè)、化工、機械和國防尖端技術(shù)，主要用于制造耐高溫、耐蝕、國防尖端技術(shù)，主要用于制造耐高溫、耐蝕、耐磨而形狀復雜的零件如高速切削工具、高溫耐磨而形狀復雜的零件如高速切削工具、高溫軸承和耐磨軸承，熱電偶套管等。軸承和耐磨軸承，熱電偶套管等。 （3 3） 碳化硅陶瓷（碳化硅陶瓷（SiC

49、SiC） 性能：性能：SiCSiC也是共價鍵結(jié)合晶體，鍵能高，也是共價鍵結(jié)合晶體，鍵能高，很穩(wěn)定。高溫強度好，導熱性能好，抗熱震能力很穩(wěn)定。高溫強度好，導熱性能好，抗熱震能力強耐磨性高，耐放射性元素的照射。強耐磨性高，耐放射性元素的照射。 用途：用途：可用于火箭尾噴管和噴嘴，澆注金屬可用于火箭尾噴管和噴嘴，澆注金屬的澆道口，制造熱交換器，核燃料的包裝密封材的澆道口，制造熱交換器，核燃料的包裝密封材料等。料等。 （4 4） 氮化硼陶瓷（氮化硼陶瓷（BNBN） 性能：性能：BN BN 也是共價鍵晶體，六方結(jié)構(gòu)，具有良也是共價鍵晶體，六方結(jié)構(gòu)，具有良好的耐熱性，高溫絕緣性，在好的耐熱性，高溫絕緣性，

50、在20002000 仍是絕緣體。仍是絕緣體。導熱性好，其導熱性與不銹鋼相當，是良好的散熱材導熱性好，其導熱性與不銹鋼相當，是良好的散熱材料。膨脹系數(shù)小，比金屬和其它陶瓷低得多。硬度較料。膨脹系數(shù)小，比金屬和其它陶瓷低得多。硬度較其它陶瓷低，可進行切削加工，并有自潤滑性，其它陶瓷低，可進行切削加工，并有自潤滑性， 用途：用途：制造熔煉半導體的坩堝，半導體散熱絕緣制造熔煉半導體的坩堝，半導體散熱絕緣零件，高溫絕緣材料，高溫軸承，玻璃成型模具等，零件，高溫絕緣材料，高溫軸承，玻璃成型模具等，立方立方BNBN 可用于磨料和金屬切削刀具。可用于磨料和金屬切削刀具。 BN BN 用堿金屬或堿土金屬為觸媒，

51、在用堿金屬或堿土金屬為觸媒，在1500-20001500-2000，6000-9000MPa6000-9000MPa的壓力下轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎降膲毫ο罗D(zhuǎn)變?yōu)榱⒎紹NBN，結(jié)構(gòu)牢固，硬，結(jié)構(gòu)牢固，硬度和金剛石相比，是優(yōu)良的耐磨材料。度和金剛石相比，是優(yōu)良的耐磨材料。 第四節(jié)第四節(jié) 復合材料復合材料 用兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過不同工用兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過不同工藝方法組合而成的多相材料稱復合材料藝方法組合而成的多相材料稱復合材料。這里主要介紹。這里主要介紹各種纖維增強塑料和其它多層復合材料。各種纖維增強塑料和其它多層復合材料。復合材料自從復合材料自從6060年代末開始發(fā)展以來，目前已

52、有年代末開始發(fā)展以來，目前已有4000040000多種復合材料，幾乎在所有工業(yè)部門應用，復合材料兼多種復合材料，幾乎在所有工業(yè)部門應用，復合材料兼有其組成材料各自的優(yōu)點，基本性能特征是密度小、比有其組成材料各自的優(yōu)點，基本性能特征是密度小、比強度和比剛度高、耐溫、耐燒蝕、抗輻射等。它們在高強度和比剛度高、耐溫、耐燒蝕、抗輻射等。它們在高科技的領域中的應用特別突出。科技的領域中的應用特別突出。 在發(fā)達的工業(yè)國家，復合材料的發(fā)展正在以每年在發(fā)達的工業(yè)國家，復合材料的發(fā)展正在以每年20%-40%20%-40%的速度增長，超過任何一個技術(shù)領域的發(fā)展速的速度增長，超過任何一個技術(shù)領域的發(fā)展速度，其發(fā)展又

53、促進了其它幾乎所有技術(shù)領域的發(fā)展，在度，其發(fā)展又促進了其它幾乎所有技術(shù)領域的發(fā)展，在國民經(jīng)濟中將起越來越重要的作用。國民經(jīng)濟中將起越來越重要的作用。 一、復合材料的種類一、復合材料的種類 按基體材料分類按基體材料分類： 金屬基復合材料；陶瓷基復合材料；金屬基復合材料；陶瓷基復合材料； 塑料基復合材料；橡膠基復合材料等。塑料基復合材料；橡膠基復合材料等。按增強體材料的形態(tài)分類：按增強體材料的形態(tài)分類： 粒子增強復合材料；纖維增強復合材料；粒子增強復合材料；纖維增強復合材料； 層疊復合材料等。層疊復合材料等。 按復合材料用途分類：按復合材料用途分類： 結(jié)構(gòu)復合材料；功能復合材料。結(jié)構(gòu)復合材料；功能

54、復合材料。這里主要介紹纖維增強塑料。這里主要介紹纖維增強塑料。二、復合材料的性能二、復合材料的性能 1、比強度和比模量高、比強度和比模量高 比強度和比模量是材料的強度或模量于密度之比。比強度和比模量是材料的強度或模量于密度之比。復合材料的比強度和比模量都很大，強度高重量輕。復合材料的比強度和比模量都很大，強度高重量輕。如碳纖維增強的環(huán)氧樹脂復合材料的比強度比鋼高七如碳纖維增強的環(huán)氧樹脂復合材料的比強度比鋼高七倍。這對于高速運動的零件，要求自重輕的運輸機械倍。這對于高速運動的零件，要求自重輕的運輸機械具有重大的意義。具有重大的意義。 2、抗疲勞性好、抗疲勞性好 大多數(shù)金屬材料的疲勞極限是其抗拉強

55、度的大多數(shù)金屬材料的疲勞極限是其抗拉強度的4050，而碳纖維增強的復合材料可達，而碳纖維增強的復合材料可達7080。 3、破損安全性好、破損安全性好 復合材料中每平方厘米截面上有幾千幾萬根增復合材料中每平方厘米截面上有幾千幾萬根增強纖維，當其中一部分纖維斷裂時，應力會重新分布強纖維，當其中一部分纖維斷裂時，應力會重新分布到未破壞的纖維上，致使零件不會造成突然斷裂。到未破壞的纖維上，致使零件不會造成突然斷裂。 三、常用復合材料及應用三、常用復合材料及應用 1玻璃纖維增強復合材料玻璃纖維增強復合材料 只介紹玻璃纖維為增強體，樹脂為基體的復合材料。只介紹玻璃纖維為增強體，樹脂為基體的復合材料。 玻璃

56、纖維：玻璃纖維：是人造的無機纖維。主要成分是是人造的無機纖維。主要成分是SiOSiO2 2和各和各種金屬氧化物，直徑為種金屬氧化物，直徑為5-9m5-9m。抗拉強度高，而且，纖維。抗拉強度高，而且，纖維越細，強度越高。比重小，是鋼的三分之一。柔軟如絲可越細，強度越高。比重小，是鋼的三分之一。柔軟如絲可以織布，耐高溫，化學穩(wěn)定性高，隔熱、吸聲電絕緣性能以織布，耐高溫，化學穩(wěn)定性高，隔熱、吸聲電絕緣性能好、彈性模量大。好、彈性模量大。 4、減震性好、減震性好 機器結(jié)構(gòu)的自振頻率與材料的比模量的平方成機器結(jié)構(gòu)的自振頻率與材料的比模量的平方成正比。復合材料的比模量高，結(jié)構(gòu)的自振頻率高，避正比。復合材料

57、的比模量高，結(jié)構(gòu)的自振頻率高，避免與環(huán)境產(chǎn)生共振。免與環(huán)境產(chǎn)生共振。 （1）玻璃纖維熱塑性樹脂復合材料）玻璃纖維熱塑性樹脂復合材料 組成：組成：是由是由20%20%40%40%的玻璃纖維和的玻璃纖維和60%60%80%80%的熱塑性塑料組成。的熱塑性塑料組成。 性能：性能：比強度高，一般優(yōu)于金屬材料。有比強度高，一般優(yōu)于金屬材料。有良好的電絕緣性、耐蝕性和加工成型性。良好良好的電絕緣性、耐蝕性和加工成型性。良好的低溫性能和低的熱膨脹系數(shù)，較高的沖擊韌的低溫性能和低的熱膨脹系數(shù)，較高的沖擊韌性。性。 用途：用途：在電機、機械、化工、汽車、航空在電機、機械、化工、汽車、航空、建筑、等工業(yè)大量用于制作要求重量輕強度、建筑、等工業(yè)大量用于制作要求重量輕強度高的受力受熱結(jié)構(gòu)件和絕緣件。高的受力受熱結(jié)構(gòu)件和絕緣件。 （2 2）玻璃纖維熱固性樹脂復合材料）玻璃纖維熱固性樹脂復合材料 組成：組成：由由60%-70%60%-70%的玻璃纖維和的玻璃纖維和30%-40%30%-40%的熱固性塑的熱固性塑料（酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂塑料）組成。通常稱料（酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂塑料）組成。通常稱為玻璃鋼。為玻璃鋼。 性能：性能：密度小、強度高、比強度高于高強度鋼和鋁密度小、強度高、比強度高于高強度鋼和鋁合金、鈦合金。耐蝕、隔音、絕緣、絕熱、易著色易成型合金、鈦合金。耐蝕、隔音、絕緣、