水工藝設(shè)備常用材料高效培訓(xùn)課程

1、水工藝設(shè)備常用材料高效培訓(xùn)課程緒 論課程的誕生課程設(shè)置背景課程的性質(zhì)與任務(wù)課程涉及的知識(shí)點(diǎn)課程教學(xué)根本要求教材建設(shè)課程的教學(xué)安排八. 參考資料內(nèi)容: 第一篇 根底知識(shí)第1章 水工藝設(shè)備常用材料 主要內(nèi)容：1.1 金屬材料1.2 無機(jī)非金屬材料1.3 高分子材料1.4 復(fù)合材料重點(diǎn)與難點(diǎn) 水工藝設(shè)備常用材料的種類、根本性能與特點(diǎn)；如何根據(jù)材料的性能、特點(diǎn)和水工藝設(shè)備要求，確定不同材料的適用條件和范圍。 1.1金屬材料鋼 碳鋼: 合金鋼(不銹鋼)： 金屬材料的分類 碳鋼、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、有色金屬。1.1金屬材料1、鋼的分類化學(xué)成分、質(zhì)量、用途1按化學(xué)成分分類 1.1 金屬材料2按質(zhì)量分類 按

2、鋼中硫S和磷P的含量可分為：普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼1.1 金屬材料3按用途分類結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼1.1 金屬材料2、鋼的編號(hào)編號(hào)要求：1、用簡(jiǎn)明符號(hào)將鋼中所含元素的百分?jǐn)?shù)表示出來。2、通過編號(hào)說明鋼的性能特征。編號(hào)分類：1、字母和數(shù)字中國、德國、日本等2、數(shù)字美國1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼3碳素工具鋼4合金結(jié)構(gòu)鋼5合金工具鋼1.1 金屬材料1.1.2 金屬材料的根本性能 物理性能 機(jī)械性能 化學(xué)性能 工藝性能化學(xué)成分1.1 金屬材料水工藝與工程中容器和設(shè)備主要零部件的制造工藝過程主要包括： 焊接 鍛造 切削 沖壓彎曲 熱處理1可焊性2可鍛性3切削加工性4成型工藝性5熱處理性能1.2

3、無機(jī)非金屬材料1.2.1 陶瓷材料分類(1) 傳統(tǒng)陶瓷：以粘土為主要原料：工業(yè)、日用。(2) 玻璃：工業(yè)玻璃，建筑玻璃，日用玻璃(3) 玻璃陶瓷：光學(xué)玻璃陶瓷，耐熱耐蝕微晶玻璃(4) 特種陶瓷：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷。有特殊物理、化學(xué)、機(jī)械性能。耐蝕陶瓷、高溫陶瓷、電容器陶瓷、壓電陶瓷、電光陶瓷。(5) 金屬陶瓷：粉末冶金法生長的金屬材料制粉、成形、燒結(jié)硅酸鹽材料1.2 無機(jī)非金屬材料1.2.1.2 陶瓷根本性能：1 機(jī)械性能 2物化性能 剛度 硬度 強(qiáng)度 塑性 韌性或脆性 熱膨脹 導(dǎo)熱性 熱穩(wěn)定性 化學(xué)穩(wěn)定性 導(dǎo)電性1.2 無機(jī)非金屬材料1 機(jī)械性能 剛度 硬度 強(qiáng)度 塑性 韌性或脆性1.

4、2 無機(jī)非金屬材料剛度：由彈性模量(反映結(jié)合鍵的強(qiáng)度)衡量。陶瓷剛度在各類材料中最高，比金屬材料高假設(shè)干倍，比高聚物高24個(gè)數(shù)量級(jí)。硬度：由化學(xué)鍵強(qiáng)度決定。陶瓷在各類材料中硬度最高-最大特點(diǎn)。其硬度隨溫度升高而降低，但在高溫下仍能保持較高數(shù)值。強(qiáng)度：實(shí)際強(qiáng)度比理論值低很多，其破壞作用比在金屬中更大。1/100-1/20 彈性模量=應(yīng)力 / 應(yīng)變。 彈性模量是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，相當(dāng)于普通彈簧中的剛度。 彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用

5、下，發(fā)生彈性變形越小。1.2 無機(jī)非金屬材料塑性：在室溫下幾乎無塑性。 陶瓷晶體開始塑性變形的溫度很高，因此有很高的高溫強(qiáng)度。韌性或脆性：陶瓷受載時(shí)不發(fā)生塑性變形，在較低的應(yīng)力下就會(huì)斷裂，因此韌性極低或脆性極高。脆性是陶瓷的最大缺點(diǎn)，是阻礙其作為結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用的首要問題，是當(dāng)前的重要研究課題。1.2 無機(jī)非金屬材料2物化性能 熱膨脹 導(dǎo)熱性 熱穩(wěn)定性 化學(xué)穩(wěn)定性 導(dǎo)電性1.2 無機(jī)非金屬材料熱膨脹：溫度升高時(shí)物質(zhì)原子振動(dòng)振幅提高、原子間距增大所導(dǎo)致的體積長大現(xiàn)象。陶瓷的線膨脹系數(shù)比高聚物低，也比金屬低很多。導(dǎo)熱性：陶瓷的導(dǎo)熱性比金屬小，是較好的絕熱材料。熱穩(wěn)定性：即抗熱振性，指在不同溫度范圍

6、波動(dòng)時(shí)的壽命，常用在水中急冷且不破裂所能承受的最高溫度來表征。陶瓷熱穩(wěn)定性很低，比金屬低很多。這是陶瓷的另一個(gè)主要缺點(diǎn)。1.2 無機(jī)非金屬材料化學(xué)穩(wěn)定性：陶瓷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。具有很好的耐火性能或不可燃燒性，對(duì)酸、堿、鹽等腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)均有較強(qiáng)的抗蝕能力。導(dǎo)電性：導(dǎo)電性變化范圍很寬。多數(shù)陶瓷是良好的絕緣體。 但不少陶瓷既是離子導(dǎo)體，又有一定的電子導(dǎo)電性，是重要的半導(dǎo)體材料(ZnONiOFe3O4)。1.3 高分子材料一、高分子化合物概念高分子化合物：指分子量很大的化合物。分子量 大多在5103106之間。工業(yè)用高分子化合物：工程上認(rèn)為，只有具備較 好的強(qiáng)度、彈性和塑性等機(jī)械性能的高分子 化合物才是工

7、業(yè)用高分子化合物。有機(jī)高分子天然人造1.3 高分子材料高分子化合物的每個(gè)分子是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物(單體)連接起來組成的，其性能主要決定于構(gòu)成高分子的單體、鏈節(jié)結(jié)構(gòu)、聚合度等。不要 1.3 高分子材料二、高分子化合物的合成 是將單體通過聚合反響聚合起來形成化合物的過程。故高分子化合物也稱為聚合物或高聚物。 加聚反響縮聚反響最常見的聚合反響1.3 高分子材料加聚反響：指一種或多種單體相互加成而連接成聚合物的反響，無副產(chǎn)物； 均聚反響：只有一種單體 共聚反響：兩種或兩種以上單體 如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和合成橡膠等?？s聚反響：指一種或多種單體相互混合而連接成聚合物，同時(shí)析出縮

8、去其它低分子物質(zhì)如水、氨、醇、鹵化氫等的反響。 均縮聚：只有一種單體 共縮聚：兩種或兩種以上單體 如滌綸、尼龍、聚碳酸酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯、有機(jī)硅樹脂等。80%1.3 高分子材料三、高分子材料的分類和命名1、分類按來源：天然高分子、合成高分子；按大分子鏈的幾何形狀：線型、支鏈型、體型；按大分子鏈的排列特點(diǎn)：無定型和晶態(tài)兩種；按極性：極性和非極性兩種；按照實(shí)際用途：塑料、橡膠、纖維和膠粘劑等。 大分子主鏈全部由飽和碳鏈或雙鍵不飽和碳鏈組成如聚烯烴、聚二烯烴-C-C-C-C-C- 或 -C-C=C-C- 大分子主鏈中除碳原子外，還含有氧、氮、硫、磷等其它原子：-C-C-O-C-，

9、-C-C-N-C-， 或 -C-C-S-C-1.3 高分子材料按照化學(xué)組成最本質(zhì)和最重要：碳鏈有機(jī)聚合物：雜鏈有機(jī)聚合物：彈性不透氣性耐火、耐熱性元素有機(jī)聚合物:無機(jī)聚合物： 主鏈主要由硅、鈦、鋁、硼、氧等構(gòu)成，如：-O-Si-O-Si-O- ，其側(cè)基一般為有機(jī)基團(tuán)碳鏈。 主鏈和側(cè)基均由無機(jī)元素或基團(tuán)構(gòu)成。 硅酸鹽玻璃、陶瓷、云母、石棉等都屬于無機(jī)聚合物。1.3 高分子材料2、命名由化學(xué)結(jié)構(gòu)命名由原料單體命名采用商品名稱和代表符號(hào)1.3 高分子材料四、高分子材料的性能 1 重量輕 2 高彈性 3 滯彈性 4 塑性與受迫彈性 5 強(qiáng)度與斷裂 6 韌性 7 減摩、耐磨性 8 絕緣性 9 耐熱性1.

10、3 高分子材料五、常用塑料 高分子材料主要包括合成材脂、合成橡膠和合成纖維三大類。1、塑料組成 塑料是指以有機(jī)合成樹脂為主要組成材料，與其他配料混合，通過加熱、加壓塑造成一定形狀的產(chǎn)品。 組成塑料的物質(zhì)主要包括： 合成樹脂 填料 固化劑 增塑劑 穩(wěn)定劑 潤滑劑 著色劑 阻燃劑68%1.3 高分子材料2、常用塑料的分類及特性1按照熱性能分：熱塑性塑料：加熱時(shí)軟化，可塑造成形，冷卻后那么變硬。線型聚合物。該過程可反復(fù)。典型品種有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚礬等。優(yōu)點(diǎn)：加工成形簡(jiǎn)便，具有較高的機(jī)械性能；缺點(diǎn)：耐熱性和剛性比較差。熱固性塑料：初加熱時(shí)軟化，可塑造成形，

11、但固化之后再加熱，將不再軟化，也不溶于溶劑。體型聚合物。典型品種有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯、以及由聚鄰苯二甲酸二丙烯樹脂制成的塑料等。優(yōu)點(diǎn)：耐熱性高，受壓不易變形等；缺點(diǎn)：機(jī)械性能不好，但可參加填料，制成層壓塑料或模壓塑料，以提高強(qiáng)度。1.3 高分子材料六、橡膠 天然橡膠： 合成橡膠：彈性和抗切割性好耐蝕性好1.4 復(fù)合材料一、概述1、概念 復(fù)合材料是由兩種或更多種的物理和化學(xué)本質(zhì)不同的物質(zhì)，人工制成的一種多相固體材料。 可改善或克服組成材料的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)。 可按照零部件、構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和受力要求，給出預(yù)定的、分布合理的配套性能，進(jìn)行材料的最正確設(shè)計(jì)。 造成單一材料不易具備的性能或功能，或在同一時(shí)間里發(fā)揮不同功能的作用。1.4 復(fù)合材料2、分類 復(fù)合材料為多相或多組成體系，全部相可分為兩類，一類為基體