非金屬材料和復(fù)合材料

1、非金屬材料非金屬材料和復(fù)合材料和復(fù)合材料第六章 常用高分子材料常用高分子材料塑料的組成塑料的組成 塑料是以樹脂（天然的或合成的）為主要組分，加入塑料是以樹脂（天然的或合成的）為主要組分，加入一些用來改善使用性能和工藝性能的添加劑而制成的。因一些用來改善使用性能和工藝性能的添加劑而制成的。因其通常在加熱、加壓條件下塑制成型，故稱為塑料。其通常在加熱、加壓條件下塑制成型，故稱為塑料。1 1、樹脂樹脂是一種高分子化合物，是塑料的主要組、樹脂樹脂是一種高分子化合物，是塑料的主要組分，在塑料中的占有量為分，在塑料中的占有量為30%30%100%100%。樹脂在塑料中也起。樹脂在塑料中也起粘接其它物質(zhì)的作

2、用。樹脂的種類、性能、數(shù)量決定了塑粘接其它物質(zhì)的作用。樹脂的種類、性能、數(shù)量決定了塑料的類型和主要性能料的類型和主要性能2 2、添加劑為改善塑料某些性能而必須加入的物質(zhì)稱、添加劑為改善塑料某些性能而必須加入的物質(zhì)稱添加劑。常用的有：填料（填充劑）、增塑劑；固化劑；添加劑。常用的有：填料（填充劑）、增塑劑；固化劑；穩(wěn)定劑（防老劑）；潤滑劑；著色劑及發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑（防老劑）；潤滑劑；著色劑及發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑、抗靜電劑等阻燃劑、抗靜電劑等 按樹脂的性質(zhì)分類按樹脂的性質(zhì)分類 熱塑性塑料熱塑性塑料 熱固性塑料熱固性塑料按塑料使用范圍分類按塑料使用范圍分類 通用塑料通用塑料 工程塑料工程塑料

3、 特種塑料特種塑料 橡膠的組成橡膠的組成、生膠未加配合劑的天然或合成橡、生膠未加配合劑的天然或合成橡膠統(tǒng)稱為生膠，是橡膠制品的主要組分。膠統(tǒng)稱為生膠，是橡膠制品的主要組分。2 2、配合劑配合劑是用以改善和提高橡、配合劑配合劑是用以改善和提高橡膠制品的性能而加入的物質(zhì)。常用的有：膠制品的性能而加入的物質(zhì)。常用的有：硫化劑、硫化促進(jìn)劑、增塑劑、填充劑、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、增塑劑、填充劑、防老劑、增強(qiáng)材料及著色劑、發(fā)泡劑、電防老劑、增強(qiáng)材料及著色劑、發(fā)泡劑、電磁性調(diào)節(jié)劑等。磁性調(diào)節(jié)劑等。 橡膠的分類橡膠的分類按原料來源可分為天然橡膠和合成橡膠；按按原料來源可分為天然橡膠和合成橡膠；按應(yīng)用范圍可分為通

4、用橡膠和特種橡膠。應(yīng)用范圍可分為通用橡膠和特種橡膠。橡膠的性能特點(diǎn)橡膠的性能特點(diǎn)橡膠最顯著的性能特點(diǎn)是在很寬的溫度范圍橡膠最顯著的性能特點(diǎn)是在很寬的溫度范圍內(nèi)（內(nèi)（5050150150）具有高彈性。其主要表現(xiàn)為在）具有高彈性。其主要表現(xiàn)為在較小的外力作用下就能產(chǎn)生很大的變形，最大伸較小的外力作用下就能產(chǎn)生很大的變形，最大伸長(zhǎng)率可達(dá)長(zhǎng)率可達(dá)800%800%1000%1000%，其宏觀彈性變形量可高達(dá)，其宏觀彈性變形量可高達(dá)100%100%1000%1000%。 陶瓷材料是指以天然硅酸鹽（粘土、石英、長(zhǎng)陶瓷材料是指以天然硅酸鹽（粘土、石英、長(zhǎng)石等）或人工合成化合物（氮化物、氧化物、碳石等）或人工合

5、成化合物（氮化物、氧化物、碳化物等）為原料，經(jīng)過制粉、配料、成型、高溫化物等）為原料，經(jīng)過制粉、配料、成型、高溫?zé)Y(jié)而成的無機(jī)非金屬材料。燒結(jié)而成的無機(jī)非金屬材料。陶瓷的分類陶瓷的分類按原料不同，陶瓷分為普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）按原料不同，陶瓷分為普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）和特種陶瓷（近代陶瓷）；按用途不同，陶瓷分和特種陶瓷（近代陶瓷）；按用途不同，陶瓷分為工業(yè)陶瓷和日用陶瓷；按化學(xué)組成不同，陶瓷為工業(yè)陶瓷和日用陶瓷；按化學(xué)組成不同，陶瓷分為氮化物陶瓷、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等分為氮化物陶瓷、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等 陶瓷的性能陶瓷的性能陶瓷的力學(xué)性能陶瓷的力學(xué)性能陶瓷的物理性能陶瓷的物理性能陶瓷的化學(xué)

6、性能陶瓷的化學(xué)性能 常用的陶瓷材料常用的陶瓷材料 普通陶瓷普通陶瓷 特種陶瓷特種陶瓷 復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同化學(xué)成復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同化學(xué)成分或不同組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，通過一定的工分或不同組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，通過一定的工藝方法人工合成的多相固體材料。藝方法人工合成的多相固體材料。 組成一類是基體，是連續(xù)相，起粘結(jié)、保護(hù)、組成一類是基體，是連續(xù)相，起粘結(jié)、保護(hù)、傳遞外加載荷的作用。另一類為增強(qiáng)材料是分散傳遞外加載荷的作用。另一類為增強(qiáng)材料是分散相，起承受載荷、提高強(qiáng)度、韌性的作用。相，起承受載荷、提高強(qiáng)度、韌性的作用。分類分類按基體的不同，分為非金屬基體和金屬基體按基體的不同，分為非金屬基

7、體和金屬基體兩類。金屬基主要有兩類。金屬基主要有AlAl、MgMg、TiTi、CuCu等和它們的等和它們的合金，非金屬基主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷和合金，非金屬基主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷和水泥等。按增強(qiáng)相種類和形狀不同，分為顆粒、水泥等。按增強(qiáng)相種類和形狀不同，分為顆粒、晶須、層狀及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。按性能不同，晶須、層狀及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。按性能不同，分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩類。結(jié)構(gòu)復(fù)分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩類。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是指用以制作結(jié)構(gòu)和零件的復(fù)合材料，功合材料是指用以制作結(jié)構(gòu)和零件的復(fù)合材料，功能復(fù)合材料是指具有某些物理功能和效應(yīng)的復(fù)合能復(fù)合材料是指具有某些物理功能和

8、效應(yīng)的復(fù)合材料，如導(dǎo)電、超導(dǎo)、半導(dǎo)、磁性、阻尼、屏蔽材料，如導(dǎo)電、超導(dǎo)、半導(dǎo)、磁性、阻尼、屏蔽等復(fù)合材料。等復(fù)合材料。 1 1、比強(qiáng)度和比模量高，、比強(qiáng)度和比模量高，2 2、疲勞強(qiáng)度高，、疲勞強(qiáng)度高，3 3、良好的減摩、耐磨性和較強(qiáng)的減振能力。、良好的減摩、耐磨性和較強(qiáng)的減振能力。4 4、高溫性能好，抗蠕變能力強(qiáng)。、高溫性能好，抗蠕變能力強(qiáng)。5 5、斷裂安全性高、斷裂安全性高6 6、成形工藝性好、成形工藝性好* * 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 玻璃纖維復(fù)合材料玻璃纖維復(fù)合材料 熱固性玻璃鋼熱固性玻璃鋼 熱塑性玻璃鋼熱塑性玻璃鋼 碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料 碳纖維碳纖維- -樹脂復(fù)合材料

9、樹脂復(fù)合材料 碳纖維碳纖維- -金屬（或合金）復(fù)合材料金屬（或合金）復(fù)合材料 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 金屬陶瓷金屬陶瓷 彌散強(qiáng)化合金彌散強(qiáng)化合金 表面復(fù)合材料表面復(fù)合材料* * 層狀復(fù)合材料層狀復(fù)合材料塑料塑料- -金屬多層復(fù)合材料這類復(fù)合材料的典型代表是金屬多層復(fù)合材料這類復(fù)合材料的典型代表是SFSF型三層復(fù)合材料型三層復(fù)合材料 1 1表面層（塑料）表面層（塑料） 2 2中間層（多孔性青銅）中間層（多孔性青銅） 3 3鋼基體鋼基體 SFSF型三層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)型三層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)它是以鋼為基體，燒結(jié)銅網(wǎng)或銅球?yàn)橹虚g層，塑料為表面層它是以鋼為基體，燒結(jié)銅網(wǎng)或銅球?yàn)橹虚g層，塑料為表面層的一種自潤滑材料。其整體性能取決于基體，而摩擦磨損性能取的一種自潤滑材料。其整體性能取決于基體，而摩擦磨損性能取決于塑料。中間層系多孔性青銅，其作用是使三層之間有較強(qiáng)的決于塑料。中間層系多孔性青銅，其作用是使三層之間有較強(qiáng)的結(jié)合力，且一旦塑料磨損露出青銅也不致磨傷軸。這種復(fù)合材料結(jié)合力，且一旦塑料磨損露出青銅也不致磨傷軸。這種復(fù)合材料比用單一的塑料提高承載能力比用單一的塑料提高承載能力2020倍，提高熱導(dǎo)率倍，提高熱導(dǎo)率5050倍，熱