工程材料-塑料和橡膠課件

4.4塑料和橡膠塑料和橡膠是以高分子聚合物為基礎(chǔ)添加各種助劑而成的混合物體系，在常溫下有固定的形狀和強(qiáng)度，在高溫下具有可塑性的高分子材料。塑料和橡膠的區(qū)別是塑料在常溫下處于玻璃態(tài)，強(qiáng)度較高；橡膠在常溫下處于高彈態(tài)，彈性較大。塑料根據(jù)塑料的用途，可以分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三大類。大多數(shù)塑料都能在加熱時(shí)反復(fù)地塑化，稱之為熱塑性塑料。另外有一些塑料，它們只能在第一次加工時(shí)塑化，做成固定的形狀。以后再把它加熱，形狀不再發(fā)生變化，這類塑料稱為熱固性塑料。熱固性塑料由于其內(nèi)部高分子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)使本身的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性都較熱塑性塑料好。4.4.1高聚物的力學(xué)性能高聚物的模量和強(qiáng)度與金屬材料相比，高聚物的模量和強(qiáng)度要低得多，其最大可能的斷裂伸長(zhǎng)率又比金屬高得多。高聚物的彈性模量范圍為7～35GPa，金屬材料的模量范圍為48～410GPa；高聚物的最大強(qiáng)度為240MPa，而金屬材料中某些合金的強(qiáng)度可達(dá)3000MPa；高彈態(tài)高聚物的斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)到1000％，而金屬塑性變形中最大的斷裂伸長(zhǎng)率不超過(guò)100％。粘彈性理想的彈性固體材料受力時(shí)產(chǎn)生的彈性變形與時(shí)間無(wú)關(guān)。即變形與外力是同步的。而塑料受力時(shí)產(chǎn)生的彈性變形流變是隨時(shí)間而發(fā)展的。表現(xiàn)為：蠕變和應(yīng)力松馳蠕變是在恒定應(yīng)力作用下變形隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象。例如架空的聚氯乙烯電線套管的緩慢變彎應(yīng)力松馳是高聚物產(chǎn)生一定形變后，在保持變形量不變條件下，應(yīng)力隨時(shí)間發(fā)展而逐漸衰減的現(xiàn)象。例如，連接管道的法蘭盤的密封墊片(硬橡膠制品)經(jīng)一定時(shí)間后，由于應(yīng)力松馳而產(chǎn)生泄漏。對(duì)線型分子鏈經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，應(yīng)力可降為零。力學(xué)損耗輪胎在高速行使相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后，立即檢查內(nèi)層溫度，為什么達(dá)到燙手的程度？高聚物受到交變力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，上一次受到外力后發(fā)生形變?cè)谕饬θコ筮€來(lái)不及恢復(fù)，下一次應(yīng)力又施加了，以致總有部分彈性儲(chǔ)能沒(méi)有釋放出來(lái)。這樣不斷循環(huán)，那些未釋放的彈性儲(chǔ)能都被消耗在體系的自摩擦上，并轉(zhuǎn)化成熱量放出。這種由于力學(xué)滯后而使機(jī)械功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象，稱為力學(xué)損耗或內(nèi)耗。以應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系作圖時(shí)，所得的曲線在施加幾次交變應(yīng)力后就封閉成環(huán)，稱為滯后環(huán)或滯后圈，此圈越大，力學(xué)損耗越大回縮曲線拉伸曲線高聚物的屈服1.高聚物屈服點(diǎn)的特征大多數(shù)高聚物有屈服現(xiàn)象，最明顯的屈服現(xiàn)象是拉伸中出現(xiàn)的細(xì)頸現(xiàn)象。它是獨(dú)特的力學(xué)行為。并不是所有的高聚物材料都表現(xiàn)出屈服過(guò)程，這是由于溫度和時(shí)間對(duì)高聚物的性能的影響往往掩蓋了屈服行為的普遍性，有的高聚物出現(xiàn)細(xì)頸和冷拉，而有的高聚物脆性易斷。

(1)屈服應(yīng)應(yīng)變大大：高聚聚物的的屈服服應(yīng)變變比金屬大大得多多，金金屬0.01左右，，高聚聚物0.2左右（（例如如PMMA的切變變屈服服為0.25，壓縮縮屈服服為0.13）(2)屈服過(guò)過(guò)程有有應(yīng)變變軟化化現(xiàn)象象：許多多高聚物在在過(guò)屈屈服點(diǎn)點(diǎn)后均均有一一個(gè)應(yīng)應(yīng)力不不太大的下下降，，叫應(yīng)應(yīng)變軟軟化，，這時(shí)時(shí)應(yīng)變變?cè)龃螅瑧?yīng)應(yīng)力反反而下下降。。(3)屈服應(yīng)應(yīng)力依依賴應(yīng)應(yīng)變速速率：應(yīng)變變速率率增大大，屈屈服應(yīng)應(yīng)力增增大。。應(yīng)變速速率對(duì)對(duì)PMMA真應(yīng)應(yīng)力應(yīng)應(yīng)變曲曲線的的影響響應(yīng)變速速率增增大12341———0.2吋吋分真應(yīng)變變4———1.28吋/分3———1.13吋/分2———0.8吋吋/分分真應(yīng)力力(4)屈服應(yīng)力力依賴于于溫度：：溫度升高高，屈服服應(yīng)力下下降。在在溫度達(dá)達(dá)到時(shí)時(shí)，屈屈服應(yīng)力力等于0溫度對(duì)醋酸纖維素應(yīng)力～應(yīng)變曲線的影響應(yīng)力應(yīng)變80℃65℃50℃25℃0℃－25℃℃高聚物的的沖擊韌韌性各類高聚聚物的沖沖擊韌性性相差很很大。未未改性的的聚苯乙乙烯，有有機(jī)玻璃璃等脆性性高聚物物的沖擊擊韌性大大都小于于0.25J/cm2，聚碳酸酸酯等韌韌性高聚聚物的值值大于0.8J/cm2。提高沖擊擊韌性有有兩條途途徑。一一是將高高聚物和和增強(qiáng)纖纖維復(fù)合合，提高高強(qiáng)度。。二是將將塑料和和橡膠共共混，增增加斷裂裂伸展率率。兩種種方法都都可以使使材料在在受沖擊擊載荷時(shí)時(shí)吸收更更多的能能量。經(jīng)經(jīng)過(guò)改性性的高聚聚物其沖沖擊韌性性可達(dá)8J/cm2。聚乙烯（（PE））聚乙烯是是發(fā)展最最為迅速速，產(chǎn)量量最大的的一種塑塑料品種種。按照聚合合反應(yīng)的的壓力，，可分為為高壓法法和低壓壓法。高壓法制制成的聚聚乙烯。。由于產(chǎn)產(chǎn)品的密密度較小小，僅0.910g/cm3－0.925g/m3，因因此被稱稱為低密密度聚乙乙烯（LDPE）。用用低壓法法生產(chǎn)的的聚乙烯烯密度高高，達(dá)0.941g/cm3～0.965g/cm3，，故稱為為高密度度聚乙烯烯（HDPE））。HDPE是是不透明明的白色色粉末，，力學(xué)性性能是所所有PE產(chǎn)品中中最好的的。熔點(diǎn)點(diǎn)也高于于LDPE。聚乙烯（（PE））用途PE是制制備包裝裝材料的的重要原原料，可可以做成成中空容容器、食食品周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)箱，也也可以做做成各種種日用雜雜品。PE還能能紡成纖纖維，制制作漁網(wǎng)網(wǎng)或繩索索，將PE纖維維做成絮絮片，可可以代替替棉花作作保暖材材料。利用PE優(yōu)良的的電絕緣緣性，經(jīng)經(jīng)交聯(lián)處處理的LDPE已大量量用于制制作電纜纜的絕緣緣層。PE還是是電視、、雷達(dá)等等高頻電電器的絕絕緣材料料，并能能用于海海底電纜纜的絕緣緣。聚氯乙烯烯樹(shù)脂（（PVC）PolyvinylChloride它是世界界上產(chǎn)量量最大的的塑料產(chǎn)產(chǎn)品之一一，價(jià)格格便宜，，應(yīng)用廣廣泛，聚聚氯乙烯烯樹(shù)脂為為白色或或淺黃色色粉末。。根據(jù)不不同的用用途可以以加入不不同的添添加劑，，聚氯乙乙烯塑料料可呈現(xiàn)現(xiàn)不同的的物理性性能和力力學(xué)性能能。在聚聚氯乙烯烯樹(shù)脂中中加入適適量的增增塑劑，，可制成成多種硬硬質(zhì)、軟軟質(zhì)和透透明制品品。純的聚氯氯乙烯的的密度為為1.4g/cm3,加入了了增塑塑劑和填填料等的的聚氯乙乙烯塑件件的密度度一般為為1.15-2.00g/cm3。。硬聚氯乙乙烯有較較好的抗抗拉、抗抗彎、抗抗壓和抗抗沖擊能能力，可可單獨(dú)用用做結(jié)構(gòu)構(gòu)材料。。軟聚聚氯乙烯烯的柔軟軟性、斷斷裂伸長(zhǎng)長(zhǎng)率、耐耐寒性會(huì)會(huì)增加，，但脆性性、硬度度、拉伸伸強(qiáng)度會(huì)會(huì)降低。。PVC性性能及用用途作為硬塑塑料，PVC可可以用于于制造在在常溫下下使用的的不耐壓壓的容器器、管材材或板材材，如化化工廠的的輸液管管道、管管配件、、貯槽和和輸液泵泵的泵體體材料。。聚氯乙烯烯有較好好的電氣氣絕緣性性能，可可作低頻頻絕緣材材料，其其化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性也也好。PVC的的板材在在建筑上上有很多多的應(yīng)用用。在PVC中中混入大大量的碳碳酸鈣做做成鈣塑塑料，可可以提高高塑料的的硬度，，降低成成本，用用于代替替鋼鐵或或木材，，制作塑塑料門窗窗、樓梯梯扶手、、地板、、天花板板和電線線套管等等。將PVC輕輕度發(fā)泡泡，可以以制成塑塑料地毯毯和塑料料墻紙等等。PVC樹(shù)樹(shù)脂非常常透明，，氣密性性又好，，適于制制作包裝裝瓶，用用于飲料料、藥品品和化妝妝品的外外包裝。。PVC軟塑塑料主要用用于制作薄薄膜或日用用品。如雨雨衣、桌布布、窗簾、、浴簾等，，而且是制制備農(nóng)用薄薄膜的重要要原料。PVC的染染色性非常常好，制得得的產(chǎn)品鮮鮮艷、美觀觀，深受人人們的喜愛(ài)愛(ài)，常用來(lái)來(lái)制造玩具具、涼鞋和和人造革等等。PVC塑料料缺點(diǎn)主要是耐溫溫性差，通通常的使用用溫度為一一15℃～～60℃。。在60℃℃以上就會(huì)會(huì)變形。PVC很容容易老化，，使制品顏顏色變深，，質(zhì)地變脆脆。PVC塑料料最致命的的缺點(diǎn)是在在高溫或燃燃燒時(shí)會(huì)分分解，放出出能使人窒窒息的氯化化氫氣體，，不僅污染染環(huán)境，甚甚至造成對(duì)對(duì)生命的威威脅。因此此沒(méi)有阻燃燃性的PVC的使用用，特別是是在建材中中的應(yīng)用已已經(jīng)受到限限制。ABS樹(shù)脂脂（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene）ABS的名名稱是來(lái)自自丙烯睛（（Acrylonitrile）、丁丁二烯（Butadiene）和苯乙乙烯（Styrene）三種種單體的第第一個(gè)字母母。是一種種以苯乙烯烯樹(shù)脂為基基料、通過(guò)過(guò)三種單體體共聚或共共混制備而而成的高強(qiáng)強(qiáng)度樹(shù)脂。。這種樹(shù)脂綜綜合了三種種組分的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，因此此，ABS樹(shù)脂的綜綜合性能非非常優(yōu)異。。抗沖擊性好好，硬度高高，絕緣性和化化學(xué)穩(wěn)定性性都好，ABS樹(shù)脂脂在家電和和汽車工業(yè)業(yè)中得到廣廣泛的應(yīng)用用，如電視視機(jī)、洗衣衣機(jī)、電話話等家用電電器及儀器器儀表的外外殼，冰箱箱及其他冷冷凍設(shè)備的的內(nèi)膽，汽汽車儀表板板及其他車車用零件，，齒輪、泵泵的葉輪、、塑料管道道等。目前前多數(shù)的塑塑料外殼筆筆記本電腦腦都是采用用ABS工工程塑料做做原料的。。尼龍（聚酰酰胺）Polyamide聚酰胺俗稱稱尼龍（Nylon。是最實(shí)用的的、產(chǎn)量最最大的工程程塑料。它它的性能良良好，尤其其是經(jīng)過(guò)玻玻璃纖維增增強(qiáng)后，強(qiáng)強(qiáng)度更佳，，應(yīng)用更廣廣。尼龍塑塑料有很好好的耐磨性性、韌性和和抗沖擊強(qiáng)強(qiáng)度。主要要用作具有有自潤(rùn)滑作作用的齒輪輪和軸承。。尼龍中的主主要品種是是尼龍6和和尼龍66，占絕對(duì)對(duì)主導(dǎo)地位位，尼龍的改性性品種數(shù)量量繁多，如如增強(qiáng)尼龍龍，單體澆澆鑄尼龍（（MC尼龍龍），尼龍龍與其他聚聚合物共混混物和合金金等，滿足足不同特殊殊要求，廣廣泛用作金金屬，木材材等傳統(tǒng)材材料代用品品，作為各各種結(jié)構(gòu)材材料。尼龍具有很很高的機(jī)械械強(qiáng)度，軟軟化點(diǎn)高，，耐熱，磨磨擦系數(shù)低低，耐磨損損，自潤(rùn)滑滑性，吸震震性和消音音性，耐油油，耐弱酸酸，耐堿和和一般溶劑劑，電絕緣緣性好，有有自熄性，，無(wú)毒，無(wú)無(wú)臭，耐候候性好。缺點(diǎn)是染色色性差，吸吸水性大，，影響尺寸寸穩(wěn)定性和和電性能，，纖維增強(qiáng)強(qiáng)可降低樹(shù)樹(shù)脂吸水率率，使其能能在高溫、、高濕下工工作。尼龍龍與玻璃纖纖維親合性性十分良好好。由于聚酰胺胺具有無(wú)毒毒、質(zhì)輕、、優(yōu)良的機(jī)機(jī)械強(qiáng)度、、耐磨性及及較好的耐耐腐蝕性，，因此廣泛泛應(yīng)用于代代替銅等金金屬在機(jī)械械、化工、、儀表、汽汽車等工業(yè)業(yè)中制造軸軸承、齒輪輪、泵葉及及其他零件件。常用于于制作梳子子、牙刷、、衣鉤、扇扇骨、網(wǎng)袋袋繩、水果果外包裝袋袋等等。無(wú)無(wú)毒性，但但不可長(zhǎng)期期與酸堿接接觸。聚酰胺熔融融紡成絲后后有很高的的強(qiáng)度，主主要做合成成纖維并可可作為醫(yī)用用縫線,降降落傘、飛飛機(jī)輪胎簾簾子布、軍軍服等軍工工產(chǎn)品和絲絲襪、衣著著,地毯，，漁網(wǎng)等民民用產(chǎn)品，，是三大合合成纖維之之一。聚碳酸酯（（PC）PolycarbonatePC是一種種韌而剛性性的塑料，，強(qiáng)度高，，尺寸穩(wěn)定定性高，特特別適于制制備精密儀儀器中的齒齒輪、照相相機(jī)零件。。醫(yī)療器械械的零部件件。PC的的耐沖擊性性能也很好好，可制造造銀行的安安全玻璃和和警察的防防暴盾牌，，也可用作作電動(dòng)工具具的外殼。。PC還具具有良好的的電絕緣性性，是制備備電容器的的優(yōu)良材料料。PC的耐溫溫性好，可可反復(fù)消毒毒，近年來(lái)來(lái)被大量用用于制備嬰嬰兒奶瓶、、飲水杯（（又稱“太太空杯”））和凈水桶桶（用于盛盛裝“太空空水”）等等中空容器器。PC的透光光性好，可可用于制備備飛機(jī)風(fēng)檔檔，透明儀儀表板。同同時(shí)，也是是制備CD光盤的原原料。日常常見(jiàn)的的應(yīng)用有光光碟，眼睛睛片，水瓶瓶，防彈玻玻璃，護(hù)目目鏡、銀行行防子彈之之玻璃、車車頭燈等等等防彈玻璃防彈玻璃是是由兩片以以上玻璃（（無(wú)機(jī)或有有機(jī)玻璃））中間層用用PVB膠膠片在一定定溫度、一一定壓力下下膠合而成成，在武器器射程范圍圍內(nèi)能阻止止子彈穿透透，對(duì)于人人體和財(cái)產(chǎn)產(chǎn)提供防護(hù)護(hù)的多層玻玻璃組合體體，具有防防彈、防爆爆、防盜的的功能，PVB--聚乙烯醇醇縮丁醛樹(shù)樹(shù)脂Polyvinylbutyralresin.聚四氟乙乙烯（PTFE）Polytetrafluorothylene聚四氟乙烯烯有有非常常優(yōu)良的耐耐高低溫性性能，能在在-260℃到250℃的溫溫度下長(zhǎng)期期使用?；瘜W(xué)性穩(wěn)定定。由于它它在王水中中也不會(huì)溶溶解，被譽(yù)譽(yù)為“塑料料王”。聚聚四氟乙烯烯的上述特特性在工業(yè)業(yè)上被用于于制備化工工設(shè)備和管管道的耐腐腐蝕內(nèi)襯。。聚四氟乙烯烯有很低的的磨擦系數(shù)數(shù)，是優(yōu)良良的減磨材材料。在工工業(yè)上，可可用作轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)部件的密密封件。在在民用上被被用于制備備不粘鍋的的涂料。聚四氟乙烯烯（PTFE）聚四氟乙烯烯的介電常常數(shù)高，能能耐很高的的電壓，可可以用于制制造高頻微微波設(shè)備中中的絕緣材材料。聚四氟乙烯烯也有不足足之處，除除了加工困困難，原料料資源少、、價(jià)格高外外，它的強(qiáng)強(qiáng)度和硬度度都較差，，而且有較較大的冷流流性。在加加壓下，它它一直會(huì)慢慢慢地變形形。大家所所熟悉的作作為管道密密封材料的的生料帶就就是利用了了聚四氟乙乙烯的冷流流性。橡膠的分類類按原料來(lái)源源:天然橡橡膠,合成成橡膠按用途:通通用橡膠,特種橡膠膠橡膠制品的的組成橡膠=生膠膠+配料生膠:天然然橡膠、合合成橡膠配料：硫化劑--通過(guò)化學(xué)學(xué)反應(yīng)，使使橡膠分子子形成立體體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)，變塑性性生膠為彈彈性橡膠的的過(guò)程稱為為硫化處理理。能起硫硫化作用的的物質(zhì)稱為為硫化劑。。常見(jiàn)的硫硫化劑有硫硫磺、含硫硫化合物、、硒過(guò)氧化化物等。補(bǔ)強(qiáng)填充劑劑--為了提高橡橡膠的機(jī)械械性能，改改善其加工工工藝性能能，降低成成本，常加加入填充劑劑，如：碳碳黑、陶土土、碳酸鈣鈣、硅酸鈣鈣、硫酸鋇鋇、氧化硅硅、滑石粉粉等。此外，還可可加入防老老化劑、增增塑劑、著著色劑、軟軟化劑等，，制作橡膠膠制品時(shí)，，還常用天天然纖維（（如棉、麻麻、毛、石石棉纖維等等）、人造造纖維、金金屬纖維、、及其織物物制成骨架架，以防止止變形和提提高機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度。天然橡膠從天然產(chǎn)膠膠植物中制制取的橡膠膠。分子子式是（C5H8））n，其成成分中91％～94％是橡膠膠烴（聚異異戊二烯）），其余為為蛋白質(zhì)、、脂肪酸、、灰分、糖糖類等非橡橡膠物質(zhì)。。天然橡膠膠是應(yīng)用最最廣的通用用橡膠。從橡膠樹(shù)上上采集的乳乳膠，經(jīng)過(guò)過(guò)稀釋后加加酸凝固、、洗滌，然然后壓片、、干燥、打打包，即制制得市售的的天然橡膠膠。天然橡膠的的主要特點(diǎn)點(diǎn)①具有較高高的粘度，，在存放過(guò)過(guò)程中增硬硬，低溫存存放時(shí)容易易結(jié)晶，在在－70℃℃左右時(shí)變變成脆性物物質(zhì)。②無(wú)一定熔熔點(diǎn)，加熱熱到130～140℃完全軟軟化，200℃左右右開(kāi)始分解解。③具有高彈彈性，彈性性模量約為為3～6MPa，彈彈性伸長(zhǎng)率率可達(dá)1000％。。④加工性能能好，易于于同填料及及配合劑混混合，而且且可與多數(shù)數(shù)合成橡膠膠并用。⑤耐油、耐耐溶劑性差差。⑥化學(xué)活性性高，易于于交聯(lián)和氧氧化，耐老老化性差。。天然橡膠主主要應(yīng)用于于輪胎、膠膠帶、膠管管，電線電電纜和多數(shù)數(shù)橡膠制品品，是應(yīng)用用最廣的橡橡膠。目前，全球球天然橡膠膠年消費(fèi)量量約800萬(wàn)噸左右右，其中70%的消消費(fèi)用于汽汽車輪胎的的生產(chǎn)。常用合成橡橡膠簡(jiǎn)介丁苯橡膠是1,3-丁二二烯和苯乙烯經(jīng)共聚制得的彈性性體。性能特點(diǎn)———其黏合性﹑﹑彈性和形形變發(fā)熱量量均不如天然橡膠，但耐磨性性﹑耐自然然老化性﹑﹑耐水性﹑﹑氣密性等等卻優(yōu)于天天然橡膠，，因此是一一種綜合性性能較好的的橡膠。丁丁苯橡膠是是橡膠工業(yè)業(yè)的骨干產(chǎn)產(chǎn)品，它是是合成橡膠膠第一大品品種，綜合合性能良好好，價(jià)格低低，在多數(shù)數(shù)場(chǎng)合可代代替天然橡橡膠使用，，可代替天然然橡膠或與與天然橡膠膠混合后使使用。主要用途———制造輪輪胎、膠帶帶、膠管、、膠鞋、電線電纜纜。2.順丁丁橡膠由丁二烯聚合制得得的結(jié)構(gòu)規(guī)規(guī)整的合成橡膠。性能特點(diǎn)———其彈性性、耐磨性性、耐熱性性、耐寒性性均優(yōu)于天天然橡膠，，其缺點(diǎn)是是強(qiáng)度較低低，加工性性能差，抗抗撕裂性差差。主要用途——主要用用于制造輪輪胎，也可可制作膠帶帶、彈簧、、減震器、、耐熱膠管管、電絕緣緣制品及鞋鞋底等。3.氯丁橡膠性能特點(diǎn)———機(jī)械性性能與天然然橡膠相似似，耐油性性、耐磨性性、耐熱性性、耐燃燒燒性、耐溶溶劑性和耐耐老化性均均優(yōu)于天然然橡膠，有有“萬(wàn)能橡橡膠”之稱稱。其缺點(diǎn)點(diǎn)是耐寒性性較差，成成本較高。。主要用途———電線、、電纜包皮皮，膠管，，輸送帶等等。4.丁腈橡橡膠由丁二烯與與丙烯腈共共聚而制得得的一種合合成橡膠。。性能特點(diǎn)———以優(yōu)異異的耐油性性著稱，其其耐磨性、、耐熱性、、耐蝕性、、耐老化性性優(yōu)于天然然橡膠，和和一般通用用橡膠，且且具有良好好的耐水性性。其缺點(diǎn)點(diǎn)是耐寒性性、電絕緣緣性、耐酸酸性較差。。主要用途各種耐油制制品，如油油箱、耐油油膠管、密密封墊圈、、耐油運(yùn)輸輸帶、印刷刷膠輥及耐耐油減振器器等。5.硅橡膠膠分子結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)———具有高高柔性和高高穩(wěn)定性，，高耐熱性性、耐寒性性、耐老化化性和電絕絕緣性。缺缺點(diǎn)是強(qiáng)度度和耐磨性性差，耐酸酸堿性差，，且價(jià)格較較貴。主要用途———飛機(jī)和和宇航中的的密封件、、薄膜、膠膠管等，也也可用于耐耐高溫的電電線、電纜纜?！睸i-O-Si-O-Si-O

〕nRRRRRR4.5陶瓷瓷無(wú)機(jī)非金屬屬材料1.1陶陶瓷材料的的概念傳統(tǒng)意義上上的陶瓷是是指陶器和和瓷器，它它包括玻璃璃、水泥、、耐火材料料、磚瓦、、搪瓷等人人造非金屬屬材料，現(xiàn)現(xiàn)今“陶瓷瓷材料”實(shí)實(shí)際上已成成為各種無(wú)無(wú)機(jī)非金屬屬材料的通通稱。1陶瓷材材料概述（1）按化學(xué)成分氧化物陶瓷碳化物陶瓷氮化物陶瓷硼化物陶瓷等（2）按性能和用途結(jié)構(gòu)（工程）陶瓷功能陶瓷生物陶瓷1.2陶陶瓷材料的的分類陶瓷材料的的組織包括括:晶體相、玻玻璃相和氣氣孔。晶體相———是陶瓷的的主要組成成相，它的的結(jié)構(gòu)、數(shù)數(shù)量、形態(tài)態(tài)和分布決決定著陶瓷瓷的主要性性能。2陶瓷材材料的組織織與結(jié)構(gòu)②降低燒成成溫度，加加快燒結(jié)過(guò)過(guò)程；③阻止晶體體轉(zhuǎn)變，抑抑制晶體長(zhǎng)長(zhǎng)大；④獲得一定定程度的玻玻璃特性，，如透光性性等。玻璃相———是陶瓷材材料在燒結(jié)結(jié)過(guò)程中形形成的一種種非晶態(tài)固固相。主要要作用是：：①將晶體粘粘接起來(lái)，，填充晶體體相之間的的空隙，提提高材料的的致密度；；氣相——是是指陶瓷組組織內(nèi)部殘殘留下來(lái)的的孔洞。除除多孔陶瓷瓷外，氣孔孔的存在都都是不利的的，它降低低陶瓷的強(qiáng)強(qiáng)度，往往往是造成裂裂紋的根源源。（1）高硬硬度，高的的耐磨性；；（2）耐熱熱性；（3）耐蝕蝕性。3陶瓷材材料的基本本性能幾種常用材材料的性能能比較材料熔點(diǎn)（℃）彈性模量E（Gpa）硬度HV(Mpa)抗彎強(qiáng)度σb(Mpa)斷裂韌性KIC(Mpa.m1/2)鋼<15382070.3～0.840～100Al2O32050390～400～1800200～5803～4.5Si3N42151220～320～2000410～9603.7～6ZrO22900160～240～1600130～2401～23陶瓷材材料的基本本性能1.氧化鋁鋁陶瓷性能特點(diǎn)：：高溫強(qiáng)度度高，抗熱熱震性好，，高溫蠕變變小，耐磨磨，耐腐蝕蝕。應(yīng)用舉例：：燃?xì)廨啓C(jī)部部件——電電熱塞、增增壓器轉(zhuǎn)子子刀具、耐磨磨材料———軸承、砂砂磨機(jī)磨球球4常用陶陶瓷材料簡(jiǎn)簡(jiǎn)介牌號(hào)添加物比重硬度（HRA）抗彎強(qiáng)度AMMgO>3.95>92466AMFMgO、Fe>4.05>92515AT8TiC4.594559~637氧化鋁陶瓷瓷刀具的牌牌號(hào)和性能能氧化鋁陶瓷瓷刀具的切切削溫度可可達(dá)1000℃，主主要適用于于淬火鋼、、冷硬鑄鐵鐵等難切削削材料的加加工。2.氮化硅硅（Si3N4）陶瓷性能特點(diǎn)：：高溫強(qiáng)度度高，抗熱熱震性好，，高溫蠕變變小，耐磨磨，耐腐蝕蝕應(yīng)用用舉舉例例：：燃?xì)鈿廨嗇啓C(jī)機(jī)部部件件————電電熱熱塞塞、、增增壓壓器器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子刀具具耐耐磨磨材材料料————軸軸承承、、砂砂磨磨機(jī)機(jī)磨磨球球性能能特特點(diǎn)點(diǎn)：：高高硬硬度度、、高高強(qiáng)強(qiáng)度度、、高高耐耐磨磨性性；；高高絕絕緣緣、、高高熱熱導(dǎo)導(dǎo)、、耐耐腐腐蝕蝕。。用途途舉舉例例：：石油油工工業(yè)業(yè)：：噴噴嘴嘴、、軸軸承承、、密密封封件件；；鋼鐵鐵加加工工：：軋軋鋼鋼用用導(dǎo)導(dǎo)輪輪、、拉拉絲絲模模具具。。3.碳碳化化硅硅（（SiC））陶陶瓷瓷六方方氮氮化化硼硼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與石石墨墨相相似似，，性性能能也也比比較較接接近近，，故故又又稱稱““白白石石墨墨””，，其其具具有有良良好好的的耐耐熱熱導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性（（導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性與與不不銹銹鋼鋼類類似似））和和高高溫溫介介電電強(qiáng)強(qiáng)度度，，是是理理想想的的散散熱熱和和高高溫溫絕絕緣緣材材料料；；立方方氮氮化化硼硼為為立立方方結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)緊緊密密，，其其硬硬度度與與金金剛剛石石接接近近，，是是優(yōu)優(yōu)良良的的耐耐磨磨材材料料，，常常用用于于制制作作刀刀具具。。4.氮氮化化硼硼（（BN））陶陶瓷瓷4.6復(fù)復(fù)合合材材料料1.1復(fù)復(fù)合合材材料料的的定定義義復(fù)合合材材料料是是由由兩兩種種或或兩兩種種以以上上性性質(zhì)質(zhì)不不同同的的材材料料經(jīng)經(jīng)一一定定的的方方法法組組合合起起來(lái)來(lái)的的一一種種多多相相固固體體材材料料。。1復(fù)復(fù)合合材材料料概概述述按基基體體相相分分樹(shù)脂脂基基復(fù)復(fù)合合材材料料金屬屬基基復(fù)復(fù)合合材材料料陶瓷瓷基基復(fù)復(fù)合合材材料料碳基基復(fù)復(fù)合合材材料料1.2復(fù)復(fù)合合材材料料的的分分類類按增增強(qiáng)強(qiáng)相相分分纖維維增增強(qiáng)強(qiáng)復(fù)復(fù)合合材材料料顆粒粒增增強(qiáng)強(qiáng)復(fù)復(fù)合合材材料料層狀狀復(fù)復(fù)合合材材料料填充充骨骨架架型型復(fù)復(fù)合合材材料料(1)比比強(qiáng)強(qiáng)度度比比模模量量高高(2)耐耐疲疲勞勞性性能能好好(3)高高溫溫性性能能好好(4)減減摩摩、、耐耐磨磨、、減減振振性性能能好好(5)耐耐腐腐蝕蝕3復(fù)復(fù)合合材材料料的的性性能能特特點(diǎn)點(diǎn)鋼管陶瓷層4.1樹(shù)樹(shù)脂脂基基復(fù)復(fù)合合材材料料4.2金金屬屬基基復(fù)復(fù)合合材材料料4.3陶陶瓷瓷基基復(fù)復(fù)合合材材料料4.4碳碳基基復(fù)復(fù)合合材材料料4常常用用復(fù)復(fù)合合材材料料簡(jiǎn)簡(jiǎn)介介（1））熱熱固固性性玻玻璃璃鋼鋼概念念————熱熱固固性性玻玻璃璃鋼鋼是是熱熱固固性性樹(shù)樹(shù)脂脂為為粘粘結(jié)結(jié)劑劑的的玻玻璃璃纖纖維維增增強(qiáng)強(qiáng)復(fù)復(fù)合合材材料料。。其其中中含含有有60~70%的的玻玻璃璃纖纖維維和和30~40%的的基基體體材材料料。。優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)————密密度度小小、、強(qiáng)強(qiáng)度度高高，，比比強(qiáng)強(qiáng)度度，，耐耐磨磨性性、、絕絕緣緣性性和和絕絕熱熱性性好好，，吸吸水水性性低低，，易易于于加加工工成成型型。。缺點(diǎn)———彈彈性模模量低低，耐耐熱溫溫度低低，易易老化化。4.1樹(shù)樹(shù)脂基基復(fù)合合材料料概念———熱熱塑性性玻璃璃鋼是是熱塑塑性樹(shù)樹(shù)脂為為粘結(jié)結(jié)劑的的玻璃璃纖維維增強(qiáng)強(qiáng)復(fù)合合材料料。其其中含含有20~40%的的玻璃璃纖維維和60~80%的的基體體材料料。優(yōu)點(diǎn)———是是具有有高強(qiáng)強(qiáng)度高高沖擊擊韌性性，