第8章非金屬及新型材料

1、機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0非金屬材料及新型材料機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0非金屬材料分類除金屬材料以外的其他一切材料的總稱除金屬材料以外的其他一切材料的總稱 非金屬材料非金屬材料高分子材料高分子材料陶瓷陶瓷復(fù)合材料復(fù)合材料新型材料新型材料塑塑料料橡橡膠膠纖纖維維膠膠粘粘劑劑涂涂料料普普通通陶陶瓷瓷特特殊殊陶陶瓷瓷顆顆粒粒增增強(qiáng)強(qiáng)層層疊疊粒粒子子增增強(qiáng)強(qiáng)高高溫溫材材料料形形狀狀記記憶憶材材料料超超導(dǎo)導(dǎo)材材料料機(jī)械工程材料與熱處理 第

2、2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料塑料合成樹脂合成樹脂+添加劑添加劑成分：成分：分類：分類：使用范圍通用塑料工程塑料受熱性能熱塑性熱固性機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料塑料性能密度小、比強(qiáng)度高 化學(xué)穩(wěn)定性高 絕緣性能好 減摩性好 減振、消音、耐磨性好 生產(chǎn)效率高、成本低 強(qiáng)度比一般金屬要低，耐熱性差，熱膨脹系數(shù)很大，導(dǎo)熱性很差，易老化，易燃燒等 機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-519

3、30-0高分子材料機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料橡膠分類按來(lái)源不同分類 可分為天然橡膠與合成橡膠 按用途分類 可分為通用橡膠和特種橡膠 機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料橡膠組成：生膠+配合劑+增強(qiáng)材料硫化劑的作用是使橡膠變得有富有彈性 硫化促進(jìn)劑主要作用是促進(jìn)硫化，縮短硫化時(shí)間并降低硫化溫度 增塑劑的主要作用是

4、提高橡膠的塑性 防老化劑可防止橡膠制品在受光、熱等介質(zhì)的作用時(shí)出現(xiàn)變硬、變脆填充劑的作用是提高橡膠的強(qiáng)度和降低成本 增強(qiáng)材料 其作用是提高橡膠的力學(xué)性能 機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0橡膠性能應(yīng)用極好的彈性、很高的可撓性、伸長(zhǎng)率、良好的耐磨性、電絕緣性、耐腐蝕性、隔音、吸振、與其他物質(zhì)易于粘結(jié)（1）輪胎、動(dòng)靜密封元件，如旋轉(zhuǎn)軸密封、管道接口密封；（2）各種膠管，如用于輸送水、油、氣、酸、堿等的管路；（3）減振、防振件，如機(jī)座減振墊片、汽車底盤橡膠彈簧；（4）傳動(dòng)件，如三角膠帶、傳動(dòng)滾子；（5）運(yùn)輸膠帶；（6）電線、

5、電纜和電工絕緣材料；（7）制動(dòng)件等。機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料纖維（長(zhǎng)度比直徑大100倍、均勻條狀或絲狀）分類常用纖維纖維包括天然纖維和化學(xué)纖維。其中，化學(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維 （1）滌綸 又叫的確良，高強(qiáng)度、耐磨、耐蝕、易洗快干，是很好的衣料。（2）尼龍 在我國(guó)稱為錦綸，強(qiáng)度大、耐磨性好、彈性好，耐光性差。（3）腈綸 在國(guó)外稱為奧綸、開司米綸，其質(zhì)地柔軟、輕盈，保暖好（4）維綸 原料易得，成本低，缺點(diǎn)是彈性較差，織物易起皺。（5）丙綸 輕、牢、耐磨，缺點(diǎn)是可染性差，日曬易老化。（6）氯綸 難

6、燃、保暖、耐曬、耐磨，彈性也好，但染色性差，熱收縮大機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料膠粘劑（膠）特性分類使用可將各種零件、構(gòu)件牢固地膠結(jié)在一起，膠粘工藝操作簡(jiǎn)便，接頭處應(yīng)力分布均勻，接頭的密封性、絕緣性和耐蝕性較好，且可連接各種材料 膠粘劑分為天然膠粘劑和合成膠粘劑兩種，漿糊、蟲膠和骨膠等屬于天然膠粘劑，而環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠等則屬于合成膠粘劑 接頭形狀尺寸是膠結(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵粘性物質(zhì)粘性物質(zhì)+添加劑添加劑機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-

7、0粘接工藝由于膠黏劑和被粘物的種類很多，所采用的粘結(jié)工藝也不完全一樣，概括起來(lái)可分為：膠黏劑的配制；被粘物的表面處理；涂膠；晾置，使溶劑等低分子物揮發(fā)凝膠；疊合加壓；清除殘留在制品表面的膠黏劑。機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0高分子材料涂料（油漆）功能 保護(hù)、裝飾、標(biāo)志保護(hù)、裝飾、標(biāo)志組成常用涂料涂料是由粘接劑、顏料、溶劑和其他輔助材料組成 酚醛樹脂涂料：應(yīng)用最早，有清漆、絕緣漆、耐酸漆、地板漆等。氨基樹脂涂料：涂膜光亮、堅(jiān)硬，廣泛用于各種金屬制品。醇酸樹脂涂料：涂膜光亮，保光性強(qiáng)，耐久性好，廣泛用于表面涂飾。環(huán)氧樹

8、脂涂料：附著力強(qiáng)，耐久性好，適用于作金屬底漆，也是良好的絕緣涂料。聚氨脂涂料：綜合性能好，特別是耐磨性和耐蝕性好，適用于列車、地板、艦船甲板、紡織用的紗管以及飛機(jī)外殼等。有機(jī)硅涂料：耐高溫性能好，耐大氣腐蝕、耐老化、適于高溫環(huán)境下使用 機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0陶瓷材料分類普通陶瓷采用天然的硅酸鹽礦物原料（如長(zhǎng)石、粘土和石英等）燒結(jié)而成，主要組成元素是硅、鋁、氧，普通陶瓷來(lái)源豐富、成本低、工藝成熟 特種陶瓷采用高純度人工合成的原料，利用精密控制工藝成形燒結(jié)制成，一般具有某些特殊性能，以適應(yīng)各種需要 性能特點(diǎn)與金

9、屬比較，陶瓷剛度大，硬度非常高，抗壓強(qiáng)度較高，但抗拉強(qiáng)度較低，塑性和韌性很差 熔點(diǎn)高；高溫下具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性；溫度變化時(shí)，陶瓷具有良好的尺寸穩(wěn)定性良好的電絕緣性 在高溫下不易氧化，并對(duì)酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力 可用作固體激光器材料、光導(dǎo)纖維材料、光儲(chǔ)存器等，透明陶瓷可用于高壓鈉燈管 機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0陶瓷材料應(yīng)用普通陶瓷主要用作絕緣的電瓷和對(duì)酸堿有耐蝕性的化學(xué)瓷，有時(shí)也可做承載較低的結(jié)構(gòu)零件用瓷 氧化鋁陶瓷用作坩堝、發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞、高溫耐火材料、熱電偶套管、密封環(huán)等，也可作刀具和模具。 氮化硅陶

10、瓷可用作高溫軸承、在腐蝕介質(zhì)中使用的密封環(huán)、熱電偶套管，也可用作金屬切削刀具。 立方氮化硼陶瓷可制成刀具、磨具、拉絲模等 功能陶瓷見教材表8-5（自學(xué)）機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0復(fù)合材料 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)或不同組織結(jié)構(gòu)的材料經(jīng)人工組合而成的合成材料。分類 按基體類型分類（1）金屬基復(fù)合材料 （2）高分子基復(fù)合材料 （3）陶瓷基復(fù)合材料按增強(qiáng)材料類型分類（1）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 （2）粒子增強(qiáng)復(fù)合材料 （3）層疊復(fù)合材料按復(fù)合材料用途分類（1）結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 （2）功能復(fù)合材料機(jī)械工程材料與熱處

11、理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0復(fù)合材料性能特點(diǎn)比強(qiáng)度與比模量高抗疲勞性能好減振性能好優(yōu)良的高溫性能工作安全性好機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0常用復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層疊復(fù)合材料由一種或多種顆粒均勻地分布在基體中所組成的材料 玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（玻璃鋼）：飛機(jī)、汽車、建筑碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：齒輪、軸承、航天設(shè)備、化工設(shè)備硼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：航天設(shè)備、傳動(dòng)帶、絕緣元件用幾種性能不同的板材經(jīng)熱壓膠合而成 應(yīng)用：飛機(jī)機(jī)翼

12、、火車車廂機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0新型材料高溫材料在600以上，甚至在1000以上能滿足工作要求的材料 分類（1）鐵基高溫合金）鐵基高溫合金 由奧氏體不銹鋼發(fā)展而來(lái) （2）鎳基高溫合金）鎳基高溫合金 以Ni為基體 （3）高溫陶瓷材料）高溫陶瓷材料 良好的高溫強(qiáng)度，熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱系數(shù)高，抗熱震性能好 機(jī)械工程材料與熱處理 第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 張文灼 趙宇輝主編 ISBN 978-7-111-51930-0新型材料形狀記憶材料形狀記憶是指某些材料在一定條件下，雖經(jīng)變形仍然能夠恢復(fù)到變形前原始形狀的能力 形狀記憶效應(yīng)是熱彈性馬氏體相變產(chǎn)生的低溫相在加熱時(shí)向高溫相進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)變的結(jié)果 形狀記憶合金主要分為Ni-Ti系、Cu系和Fe系合金 形狀