腐蝕與防護(hù) 非金屬材料的腐蝕與防護(hù)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1腐蝕與防護(hù)腐蝕與防護(hù) 非金屬材料的腐蝕與防護(hù)非金屬材料的腐蝕與防護(hù)材料無機(jī)非金屬材料金屬材料有機(jī)材料：高分子材料硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷等 塑料、橡膠、纖維 涂料、粘合劑等 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維等第1頁/共91頁第2頁/共91頁nCHCHCHCHn2222)(聚合高分子材料的基本知識第3頁/共91頁nCHClCH222CHCH第4頁/共91頁第5頁/共91頁第6頁/共91頁第7頁/共91頁第8頁/共91頁第9頁/共91頁第10頁/共91頁高分子化合物的組成與結(jié)構(gòu)第11頁/共91頁 大分子鏈的結(jié)構(gòu)形態(tài)：線型：長徑比1000:1，具有良好的彈性和塑性，可溶解或溶脹，加熱可融化或軟化；

2、易于加工成形，可重復(fù)使用。熱塑性塑料PE、PVC等體型：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不溶不熔，具有良好的耐熱性和強(qiáng)度，但脆性大，彈性塑性低，不能重復(fù)使用。熱固性樹脂酚醛樹脂等第12頁/共91頁第13頁/共91頁1.晶態(tài)結(jié)構(gòu) 線型聚合物固化時可以結(jié)晶，但由于分子鏈運(yùn)動較困難，不可能完全結(jié)晶。所以晶態(tài)聚合物實際為晶區(qū)（分子有規(guī)律排列）和非晶區(qū)（分子無規(guī)律排列）兩相結(jié)構(gòu)，一般結(jié)晶度（晶區(qū)所占有的重量百分比）只有50%85%，特殊情況可達(dá)到98%。在結(jié)晶聚合物中，晶區(qū)與非晶區(qū)相互穿插，緊密相連，一個大分子鏈可以同時穿過許多晶區(qū)和非晶區(qū)。結(jié)晶度：晶區(qū)所占的面積。結(jié)晶度越大材料的強(qiáng)度、硬度、剛性高，但彈性、伸長率低。第14

3、頁/共91頁2.非晶態(tài)結(jié)構(gòu) 聚合物凝固時，分子不能規(guī)則排列，呈長程無序、近程有序狀態(tài)。非晶態(tài)聚合物分子鏈的活動能力大，彈性和塑性較好。由于其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)態(tài)是均相的，因而材料各個方向的性能是相同的。第15頁/共91頁晶 區(qū)非晶區(qū)第16頁/共91頁1.線型無定型高聚物玻璃態(tài)：塑 料高彈態(tài)：橡 膠粘流態(tài)：粘結(jié)劑第17頁/共91頁2.線型結(jié)晶型高聚物只有Tm轉(zhuǎn)變溫度，Tm既是熔點(diǎn)，又是粘流轉(zhuǎn)變溫度。第18頁/共91頁 高分子材料的特點(diǎn) 分子量很大（104107） 分子量和分子尺寸的多分散性 結(jié)構(gòu)多層次性 大分子或聚合物，或高聚物高分子特點(diǎn)第19頁/共91頁高分子材料的優(yōu)勢 1.資源 2.吸水性 3.疏水

4、性 4.阻尼性能 5.生物性能 6.輕質(zhì)高強(qiáng) 7.透明性 8.加工性 9.耐蝕、絕緣性第20頁/共91頁第21頁/共91頁第22頁/共91頁介質(zhì)滲入滲透溶出透過遷移化學(xué)反應(yīng)、分解溶劑化、溶脹銀紋、龜裂（應(yīng)力腐蝕）應(yīng)力溫度突變 外觀變化機(jī)械、物理、介電性能下降溫度時間第23頁/共91頁第24頁/共91頁第25頁/共91頁第26頁/共91頁2RCOORH ORCOOHHOR 第27頁/共91頁第28頁/共91頁第29頁/共91頁第30頁/共91頁第31頁/共91頁反應(yīng)，因此親水性的高聚物降解速率大第32頁/共91頁第33頁/共91頁第34頁/共91頁n修復(fù)。如管道或設(shè)備發(fā)生局部破壞，可以用玻璃鋼修

5、補(bǔ)第35頁/共91頁第36頁/共91頁第37頁/共91頁第38頁/共91頁第39頁/共91頁第40頁/共91頁第41頁/共91頁第42頁/共91頁第43頁/共91頁第44頁/共91頁第45頁/共91頁第46頁/共91頁第47頁/共91頁第48頁/共91頁第49頁/共91頁第50頁/共91頁 復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高溫 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高溫第51頁/共91頁玻璃熔爐第52頁/共91頁種種 類類特特 性性用用 途途普通玻璃普通玻璃在較高溫度下易軟化在較高溫度下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石

6、英玻璃石英玻璃膨脹系數(shù)小，耐酸堿，膨脹系數(shù)小，耐酸堿，強(qiáng)度大，濾光強(qiáng)度大，濾光化學(xué)儀器；高壓水銀燈、化學(xué)儀器；高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；光導(dǎo)紫外燈等的燈殼；光導(dǎo)纖維、壓電晶體等纖維、壓電晶體等光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃透光性能好，有折光和透光性能好，有折光和色散性色散性眼鏡片；照相機(jī)、顯微眼鏡片；照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡用凹凸透鏡鏡、望遠(yuǎn)鏡用凹凸透鏡等光學(xué)儀器等光學(xué)儀器玻璃纖維玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、太空飛行員的衣服、玻璃鋼等玻璃鋼等鋼化玻璃鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震

7、裂大、質(zhì)輕、抗震裂運(yùn)動器材；微波通訊器材運(yùn)動器材；微波通訊器材;汽車、火車窗玻璃等汽車、火車窗玻璃等玻璃的分類第53頁/共91頁第54頁/共91頁第55頁/共91頁陶瓷主要種類：土器：磚瓦(自然冷卻，F(xiàn)e2O3含量較多)(淋水冷卻，F(xiàn)e3O4、FeO較多)陶器：彩陶江蘇宜興的紫砂壺、秦漢兵馬俑瓷器：碗盤茶具收藏珍品炻器： 水缸、砂鍋瓷都景德鎮(zhèn)注：彩釉搪瓷不屬于陶瓷青瓦第56頁/共91頁第57頁/共91頁氮化硅陶瓷（Si3N4 ）是灰白色固體，硬度為9，是最硬的材料之一。它的導(dǎo)熱性好且膨脹系數(shù)小，可經(jīng)受低溫高溫、驟冷驟熱反復(fù)上千次的變化而不破壞，因此是十分理想的高溫結(jié)構(gòu)材料。 第58頁/共91頁

8、步兵戰(zhàn)車用絕熱陶瓷發(fā)動機(jī) 可使其不易被紅外探測器發(fā)現(xiàn)并被紅外制導(dǎo)武器所摧毀，提高了生存率 第59頁/共91頁22322SiONaOHNa SiOH O 24242SiOHFSiFH O 4262 (SiFHFH SiF 硅氟酸)225225OO()SiPOSiPO 焦磷酸硅第60頁/共91頁第61頁/共91頁第62頁/共91頁第63頁/共91頁第64頁/共91頁第65頁/共91頁第66頁/共91頁第67頁/共91頁第68頁/共91頁第69頁/共91頁蝕溶解第70頁/共91頁主要是局部腐蝕，破壞形式是溶解（包括離子交換）第71頁/共91頁第72頁/共91頁第73頁/共91頁木材腐朽菌生長需要木材

9、的含水量通常在25150之間第74頁/共91頁第75頁/共91頁第76頁/共91頁 復(fù)合材料的分類1 按照基體來分非金屬基復(fù)合材料：如樹脂基復(fù)合材料、橡膠基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等金屬基復(fù)合材料：鋁基復(fù)合材料、鈦基復(fù)合材料和銅基復(fù)合材料等。 2 按照增強(qiáng)相的形態(tài)來分類 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料疊層復(fù)合材料 第77頁/共91頁SiC顆粒Al2O3片Al2O3纖維增強(qiáng)相三種類型第78頁/共91頁復(fù)合材料的性能1 比強(qiáng)度和比模量高2 抗疲勞和破斷安全性能好 復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度較高;破壞安全性能好3 高溫性能優(yōu)良 提高基體材料的使用溫度和高溫強(qiáng)度和模量4 減振性能好 避免構(gòu)件在工作狀態(tài)下產(chǎn)生

10、共振；另外復(fù)合材料的吸振性能好第79頁/共91頁比強(qiáng)度比較碳纖維樹脂硼纖維樹脂玻璃纖維樹脂鈦鋼鋁第80頁/共91頁 復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料 1 增強(qiáng)纖維： （1）璃纖維 ： （2）碳纖維： （3）硼纖維 （4）芳綸纖維（Kevler纖維） （5）碳化硅纖維：（陶瓷纖維） 2 增強(qiáng)顆粒： Al2O3、SiC 、 Si3N4、 TiC、 B4C和石墨等 第81頁/共91頁 常用的復(fù)合材料 1 聚合物基復(fù)合材料 （1）玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）： 性能特點(diǎn)（綜合）：高強(qiáng)度、高的沖擊韌性、良好的低溫性能；低的熱膨脹系數(shù)、絕緣、絕熱性、耐腐蝕，防磁，微波穿透性好，吸水性低。應(yīng)用：用于制造要求自重輕的受力構(gòu)件、要求無磁性、絕緣性、耐腐蝕性的零件，如航天和航空工業(yè)中的雷達(dá)罩、直升飛機(jī)的機(jī)身，制造輕型船、艦和賽艇等，制造冷卻塔，代替不銹鋼制造一些容器和管道等。 第82頁/共91頁2金屬基復(fù)合材料(1)纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料 （ 硼纖維增強(qiáng)鋁基符合材料）組成：硼纖維鋁性能特點(diǎn)：高的拉伸模量、高橫向模量、高的抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度以及比強(qiáng)度。應(yīng)用：飛機(jī)和航天器的蒙皮、長梁和航空發(fā)動機(jī)葉片。（2）顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料特點(diǎn)：與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比，顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的工藝簡單，價格