1、汽车材料与金属加工,第4章 非金属材料及其在汽车上应用,了解非金属材料的种类； 掌握各种非金属材料的基本性能、组成及分类； 熟悉各种非金属材料在汽车上应用； 了解各种汽车用非金属材料； 掌握非金属材料的基础知识，学会恰当选材。,教学目的和要求,橡胶的性能、组成、分类及在汽车上的应用； 塑料的性能、组成、分类及在汽车上的应用； 汽车用玻璃的性能要求、种类及特点； 陶瓷的性能、组成、分类及在汽车上的应用； 汽车摩擦材料的性能、组成、分类及在汽车上的应用； 黏结剂的性能、组成、分类及在汽车上的应用； 复合材料的性能、组成、分类及在汽车上的应用； 汽车用涂装的性能、组成、分类及应用； 汽车用其他非金属
2、材料。,教学内容摘要,常用非金属材料的性能、组成、分类及在汽车上的应用。,教学重点、难点,教学方法和使用教具,讲授、现场教学、课件。,6学时。,教学时数,金属材料在不同的使用场合下，所要求的力学性能、物理和化学性能以及工艺性能各不相同。虽然都是金属材料，不同成分和不同状态下的性能差异也非常大。造成金属材料性能差异的主要原因是由于金属材料内部结构的不同。,4.1 复 合 材 料,4.1.2 橡胶橡胶是一种具有极高弹性的高分子材料，其弹性变形量可达1001000，而且回弹性好，回弹速度快。同时，橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和不透气、不透水性。它是常用的弹性材料、密封材料、减震防震材料和传动材
3、料。 一、橡胶的分类和橡胶制品的组成 1.橡胶的分类 按照原料的来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。合成橡胶主要有七大品种：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶。习惯上按用途将合成橡胶分成两类：通用橡胶和特种橡胶。,2.橡胶制品的组成人工合成用以制胶的高分子聚合物称为生胶。生胶要先进行塑练，使其处于塑性状态，再加入各种配料，经过混练成型、硫化处理，才能成为可以使用的橡胶制品。配料主要包括： (1)硫化剂 变塑性生胶为弹性胶的处理即为硫化处理，能起硫化作用的物质称硫化剂。常用的硫化剂有硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。 (2)硫化促进剂 胺类、胍类、秋兰姆类
4、、噻唑类及硫脲类物质，可以起降低硫化温度、加速硫化过程的作用，称为硫化促进剂。 (3)补强填充剂 为了提高橡胶的机械性能，改善其加工工艺性能，降低成本，常加入填充剂，如碳黑、陶土、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。,4.1.3 粘结剂粘结剂 工程上将同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术称为胶结,胶结所用的材料称为粘结剂。1.粘结剂的组成 粘结剂是由基料（环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、氯丁树脂、和丁腈橡胶等）、固化剂、增塑剂、增韧剂、填料、稀释剂、稳定剂等及其他敷料配制而成。2.粘结剂的选用由于同一种粘结剂对不同材料的粘接力各不相同，因此，对不同的胶接对象所选用的粘结剂也就不可能完全一样
5、。选择粘结剂时，应根据被粘结材料、受力条件及工作环境等具体情况来合理地选用。因此，要做到正确选用粘接剂，保证胶接件的质量及使用要求，首先必须充分把握和了解粘结剂的品种、组成，特别是性能参数。,4.2 陶 瓷 材 料,“陶瓷”是一种通称，现代陶瓷的概念是指各种无机非金属材料的总称。通常分为陶瓷和玻璃两大类。1.陶瓷的分类（1）普通陶瓷 主要以天然酸盐矿物质（粘土、长石、石英等）为原料，经原料粉碎、成型、烧制而成。按用途可将陶瓷分为日用陶瓷、建筑陶瓷、缘陶瓷、卫生陶瓷、电器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶瓷。（2）特种陶瓷 特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工
6、电子功能陶瓷两大类，主要有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。,2陶瓷材料的性能（1）力学性能 陶瓷最突出的性能特点是高硬度、高耐磨性，这些性能都大大高于金属材料。其冲击韧性低，抗拉强度低，但抗压强度较高，弹性模量高，是金属的几倍。（2）物理性能 陶瓷的熔点很高，一般在2000左右，其高温抗蠕变能力强，1000以上也不会被氧化，故用作耐高温材料。它的导热系数和膨胀系数都小于金属材料，因此常作为常温绝热材料。（3）电性能 大多数陶瓷都是良好的电绝缘材料，可直接作为传统的绝缘材料使用，在低温下具有很高的电阻率，因而大量用来制造瓷质绝缘器件。尤其是在高温、高
7、电压工作条件下，陶瓷是唯一的绝缘材料。（4）化学性能 陶瓷在室温和高温都不会氧化，具有极好的抗氧化性和耐腐蚀性（耐酸、碱和盐），无老化现象，是化学稳定性很高的材料。,4.2.2 玻璃1玻璃的性能（1）力学性能 玻璃的力学性能随种类不同差异很大，其共性为硬度高（仅次于陶瓷）、抗压强度高、抗拉弯强度低，塑性小、韧性差，脆性大。（2）化学稳定性 玻璃具有良好的抗氧化性和耐蚀性。（3）光学性质 玻璃具有良好的透光性和折光性。（4）绝缘性 固态玻璃具有良好的绝缘性能。除此之外，玻璃还具有隔音性、隔热性。特种玻璃还有吸热、防辐射、防爆等特殊性能 。,4.3 复 合 材 料,复合材料是指由两种或两种以上不同
8、性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的多相材料。1.复合材料的组成和分类（1）复合材料的组成复合材料一般由基体材料和增强材料组成，其中基体材料主要起粘结作用，增强材料起提高强度和韧性作用。（2）复合材料的分类按基体相类型可分为金属基体和非金属基体两大类。目前大量使用的是以高聚物材料为基体的复合材料。,2.复合材料在汽车上的应用目前汽车上常用的复合材料主要有玻璃纤维增强复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等几种类型。4.4 摩 擦 材 料非石棉基摩擦材料的综合性能的要求：（1）足够高且稳定的摩擦系数。（2）具有良好的导热性、较大的热容量和一定的高温力学强度。（3）有良好的耐磨性和抗粘着性。（4）原材料来源充足。制造工艺比较简单、造价较低。（5）较好的物理、理学性能。,1.摩擦材料的分类 （1）金属基摩擦材料 金属基摩擦材料可分为熔铸金属和传统粉末冶金摩擦材料。（2）非金属基非石棉摩擦材料（3）半金属基摩擦材料 2. 汽车摩擦材料主要由3种成分组成增强材料 （如石棉、钢纤维等）；粘结剂 （如树脂、橡胶等）；调节材料 （如长石粉、石墨、铜纤维等，起硬度、温度、抗冲击强度的调节作用）。,谢谢大家！,
