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1-4非金属材料(正).ppt

上传人:天天快乐 文档编号:1357587 上传时间:2018-07-02 格式:PPT 页数:23 大小:941.50KB
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资源描述

1、1-4 非金属材料,非金属材料是指除金属材料以外的所有固体材料。 在机械制造中常用的是高分子材料、陶瓷材料和复合材料。 这类材料的特点是密度小,抗蚀性优良,电绝缘性良好,来源广泛,成形工艺简单。 目前,已成为工程材料的重要组成部分。,一、高分子材料,人造关节,人工心脏瓣膜,一张柔软的纸,白中透出微黄,这张不起眼的“白纸”就是填补国内空白的高科技“人造皮肤”。这种“人造皮肤”能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤,把水泡的水放出,用药清洗后,将“人造皮肤”敷贴在伤口上,很快“人造皮肤”就和人的身体长在一起,成了真的皮肤。,人造皮肤,人造心脏,人造肾脏,人造膝关节,高分子材料是以高分子化合物(分子量一般在

2、5000以上)为主要成分组成的材料。常用的有塑料、橡胶纤维、油漆、胶粘剂等。 1.塑料 塑料是以合成树脂为主要成分,加入填充剂、增强剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等制成的。 (1)塑料的特性 与金属相比,塑料的优点是:质轻、比强度高,化学稳定性好,减摩、耐磨性好,电绝缘性优异,消声和吸震性好,成形加工性好,方法简单,生产率高。,塑料的缺点是:强度、刚度底,耐热性差,易燃烧和易老化,导热性差,热膨胀系数大。为了克服这些缺点,正在不断研发新型的、耐热的和高强度的塑料。 (2)塑料的分类及用途 根据树脂在加热和冷却时所表现的性质,塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。 1)热塑性塑料 热塑性塑料加热时变

3、软,冷却后变硬,再加热又可变软,可反复成形,基本性能不变,其制品使用的温度低于120。,热塑性塑料成形工艺简单,可直接经挤塑、注塑、压延、压制、吹塑成形,生产率高。 常用的有聚乙烯(PE),适用于薄膜、软管、瓶、食品包装、药品包装以及承受小载荷的齿轮、塑料管、板、绳等; 聚氯乙烯(PVC),适用于如输油管、容器、阀门管件等耐蚀结构件以及农业和工业包装用薄膜、人造革材料(因材料有毒,不能包装食品)等; ABS应用于机械、电器、汽车、飞机、化工等行业,如齿轮、叶轮、轴承、把仪表盘等零件;,有机玻璃(PMMP),应用于航空、电子、汽车、仪表等行业中的透明件、装饰件等。 2)热固性塑料 热固性塑料加热

4、软化,冷却后坚硬,固化后再加热则不再软化或熔融,不能再成形。 热固性塑料抗蠕变性强,不易变形,耐热性高,但树脂性能较脆,强度不高,成形工艺复杂,生产率低。 常用的有酚醛塑料(PF),俗称“电木”,适用于制造开关壳、插座壳、水润滑轴承、耐蚀衬里、绝缘件以及作复合材料等。,环氧树脂塑料(EP),适用于制玻璃纤维增强塑料(环氧玻璃钢)、塑料模具、仪表、电器零件,涂覆,包封和修复机件。 塑料作为建材继土石、钢铁、木材之后正在日益兴起,又因其密度小,隔音绝热,防水,美观等一系列优点倍受人们喜爱,正在取代传统材料。 作建筑管材用于上、下水、供气、供热等。 作塑料门窗更因无需油漆而获得鲜艳的色彩、隔音、耐湿

5、、保温节能效果都很理想。 作为防水材料,其性能优于沥青油毡等。,其他,如隔热保温用材,地板用材,壁纸,百叶窗,楼梯扶手,踢脚线等等,各方面都已有广泛应用。 2.橡胶 橡胶是以生胶为主要原料,加入适量的硫化剂、软化剂、填充剂、防老化剂和骨架材料等而制成的。 (1)橡胶的特性 橡胶的主要的特性是高弹性,耐蚀性,有较高的强度和优异的积储能量的能力,具有耐磨、隔音、绝缘等性能。缺点是易老化。,(2)橡胶的分类及用途 橡胶按来源分为天然橡胶和合成橡胶两种。 合成橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶。如丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)和聚氨酯橡胶(UR)、氟橡胶等。 在工业上用作运输胶带、

6、轮胎、制动件、管道、密封件、减震件、传动件、电线、电缆和绝缘材料等。 二、 陶瓷 陶瓷是以天然硅酸盐或人工合成无机化合物为原料,用粉末冶金法生产的无机非金属材料。 它同金属材料、高分子材料一起被称为三大固体材料。,1.陶瓷的特性 陶瓷的硬度很高,抗压强度高,耐高温、耐磨损、抗氧化和耐蚀性都很好。 但质脆韧性很差,受冲击载荷时易碎裂,急热急冷条件下性能也较差。 2.陶瓷的分类及用途 陶瓷按原料不同分为普通陶瓷和特种陶瓷;按用途不同分为日用陶瓷和工业陶瓷。工业陶瓷又分为工程结构陶瓷和功能陶瓷。 普通陶瓷又称传统陶瓷、硅酸盐陶瓷,其原料是粘土、长石、石英等天然硅酸盐矿物。 包括日用陶瓷、建筑陶瓷、绝

7、缘陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷等。,特种陶瓷又称近代陶瓷,其原料是人工合成的金属氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等。特种陶瓷具一些独特的性能,可满足工程结构的特殊需要。 陶瓷材料在机械、化工、冶金、电子、建筑等行业和某些新技术领域中得到了广泛应用。,三、复合材料,复合材料涵义:,指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为_,另外材料做为_。,具有_等优异性能,在综合性能上超过了单一材料。,复合材料的性能:,基体,增强剂,强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,复合材料玻璃钢,玻 璃 钢 游 艇,玻璃钢冷却塔,玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业包括神州五号载人飞船等高端

8、技术领域发挥重要作用,碳纤维复合材料,它具有强度高、耐疲劳、重量轻等优点,主要以聚丙烯腈为原料,也可用人造丝、石油沥青或煤沥青为原料。,复合材料碳纤维,复合材料隐形飞机上的特殊材料,1.复合材料的特性 复合材料既保留了单一材料各自的优点,又有单一材料所没有的优良综合性能。 其优点是强度高,抗疲劳性能好,耐高温、耐蚀性好,减摩、减震性好,并且制造工艺简单,可以节省原材料和降低成本。 缺点是抗冲击性差、不同方向上的力学性能存在较大差异。 2.复合材料的分类及用途 复合材料分为基体相和增强相。 基体相起粘结剂作用,增强相起提高强度和韧性的作用。,常用复合材料为纤维增强复合材料、层叠复合材料和颗粒复合

9、材料三种。 (1)纤维增强复合材料 如玻璃纤维增强复合材料(俗称玻璃钢)是用热塑(固)性树脂与纤维复合的一种复合材料,其抗拉、抗压、抗弯强度和冲击韧性均有显著提高。 主要用于减摩、耐磨零件及管道、泵体、船舶壳体等。(2)层叠复合材料 层叠复合材料是由两层或两层以上不同材料复合而成,其强度、刚度、耐磨、耐蚀、绝热、隔声、减轻自重等性能分别得到改善 主要用于飞机机翼、火车车厢、轴承、垫片等零件。,(3)颗粒复合材料 颗粒复合材料是一种或多种材料的颗粒均匀分散在基体内所组成的。 如金属粒和塑料的复合是将金属粉加入塑料中,改善导热、导电性能,降低线膨胀系数,如将铅粉加入塑料中,可作防射线辐射的罩屏,铅粉加入氟塑料中,可作轴承材料使用。,复合材料在机械制造工业中,已用来制造高强度零件、化工容器、汽车车身、耐腐蚀结构件,绝缘材料和轴承等。在建筑、航天、原子能等部门,复合材料的应用也日益广泛。,

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