1、第二单元第二单元 新型结构材料新型结构材料 2.1.1 超耐热合金 在在700以上高温下能满意工作的金属材料。以上高温下能满意工作的金属材料。 2.1 高温结构材料航空燃起轮机中使用的高温合金示意图航空燃起轮机中使用的高温合金示意图1压气机叶片压气机叶片 2燃烧室燃烧室 3涡轮盘涡轮盘 4涡轮叶片涡轮叶片2.1.1.1 耐高温合金的组成及分类 高温合金的要求： 在高温下要有优良的抗腐蚀性 在高温下要有较高的强度和韧性 在高温下需要考虑施加在构件上的应力元素周期表中的位置 耐热合金：耐热合金：副族元素，和第副族元素，和第族元素形成族元素形成的合金的合金 高熔点金属：第高熔点金属：第副族、第副族、
2、第副族、第副族、第副族副族难熔金属特点 原子中未成对的价电子数很多，在金属原子中未成对的价电子数很多，在金属 晶晶体中形成坚强化学键，而且其原子半径较体中形成坚强化学键，而且其原子半径较小，晶格结点上粒子间的距离短，相互作小，晶格结点上粒子间的距离短，相互作用力大。用力大。超耐热合金的分类 (1) 氧化膜的组成 在570C以下，氧化膜包括Fe2O3 ,和Fe3O4两层；在570C以上，氧化膜由内向外依此是FeO、Fe3O4、Fe2O3。即FeO层最厚，约占90%，Fe2O3层最薄，占1%。这个厚度比与氧化时间无关，在700C以上也与温度无关。 2.1.1.2 铁的高温氧化 (2) 氧化膜的结构
3、 FeO是p型氧化物，具有高浓度的Fe2+空位和电子空位。Fe2+和电子通过膜向外扩散(晶格缺陷向内表面扩散)。 Fe2O3为n型氧化物，晶格缺陷为O2- 空位和自由电子，O2- 通过膜向内扩散(O2- 空位向外界面扩散)。 Fe3O4中p型氧化物占优势，既有Fe2+的扩散，又有O2- 的扩散。 FeOFeFe3O4Fe2O3O2FeFe2+2e通过Fe2+空位Fe2+e电子空位P型半导体Fe2+Fe3+通过阳离子空位ee电子空位P型半导体过剩电子N型半导体O2- 1/2O2+2e(1)(2)(3)(4)相界面反应相界面反应(1)Fe Fe2+(FeO)+2e(FeO)(2)Fe2+(FeO)
4、+2e(FeO)+Fe3O4 4FeO Fe2+(FeO)+2e(FeO)+O2-(Fe3O4)+2(Fe3O4) FeO(3)2Fe3O4+O2-(Fe2O3)+2(Fe2O3) 3Fe2O3 Fe2+(Fe3O4)+2e(Fe3O4)+2Fe3+(Fe2O3)+6e(Fe2O3)+ +4O2-(Fe2O3)+8(Fe2O3) Fe3O4(4)1/2O2 O2-(Fe2O3)+2(Fe2O3)铁在铁在570570以上以上 氧化机构理氧化机构理 0。8 0。6 0。4 0。2 0 20 40 60 80 100 1201200内层内层FeO中层中层Fe3O4外层外层Fe2O3各层的厚度（毫米）
5、各层的厚度（毫米）氧化时间氧化时间 （分）（分）工业纯铁在工业纯铁在12001200摄氏度的空气中氧化时，摄氏度的空气中氧化时，各层氧化膜成长曲线各层氧化膜成长曲线 各层的厚度（各层的厚度（%） 100 80 60 40 20 0 600 800 1000 Fe2O3Fe3O4FeO 铁的氧化层组成随温度的变化（在铁的氧化层组成随温度的变化（在1atm1atm氧气）氧气） 2.1.1.3 2.1.1.3 耐热合金钢耐热合金钢 耐热钢耐热钢 FeCrFeCr合金，其优良的耐高温氧化性能合金，其优良的耐高温氧化性能来自几个方面：来自几个方面：CrCr的选择性内部氧化，两种氧化物生的选择性内部氧化，
6、两种氧化物生成固溶体的反应，两种氧化物生成尖晶石型化合物成固溶体的反应，两种氧化物生成尖晶石型化合物FeOFeO CrCr2 2O O3 3(FeCr(FeCr2 2O O4 4) )的反应。的反应。 提高钢铁抗高温氧化性能的主要合金元素，除提高钢铁抗高温氧化性能的主要合金元素，除CrCr外还有外还有AlAl和和SiSi。虽然。虽然AlAl和和SiSi的作用比的作用比CrCr更强，但加入更强，但加入AlAl和和SiSi对钢铁的机械性能和加工性能不利，而对钢铁的机械性能和加工性能不利，而CrCr能提能提高钢材的常温和高温强度，所以高钢材的常温和高温强度，所以CrCr成为耐热钢必不可成为耐热钢必不
7、可少的主要合金元素。少的主要合金元素。 在钢中加入对氧的亲和力比铁强的在钢中加入对氧的亲和力比铁强的Cr、Si、Al等，可以优先形成稳定、致密的等，可以优先形成稳定、致密的Cr2O3、Al2O3或或SiO2等氧化物保护膜，成等氧化物保护膜，成为提高耐热钢高温抗腐蚀的主要措施。为提高耐热钢高温抗腐蚀的主要措施。 为了增强金属材料的耐高温蠕变性能，为了增强金属材料的耐高温蠕变性能，可以加入一些旨在提高其再结晶温度的可以加入一些旨在提高其再结晶温度的合金元素，例如高熔点的合金元素合金元素，例如高熔点的合金元素W、Mo、V等。等。 钢的组织状态对其抗热性也有影响，奥氏体钢的组织状态对其抗热性也有影响，
8、奥氏体组织（面心立方）的钢比马氏体组织（体心组织（面心立方）的钢比马氏体组织（体心立方）的钢耐热性高。立方）的钢耐热性高。 奥氏体和马氏体的结构奥氏体和马氏体的结构2.1.1.4 铁镍合金 铁镍钴熔点：1539，1453，1495 50年代，钴镍合金有较好的耐温性。 50年代以后，镍基合金为主，镍的加入保证合金基体成为稳定的面心立方结构。 25-60%镍和铁的合金成为铁镍高温合金。从中长期来看，超耐热合金的未来需求呈上涨趋势，在以下三个领域预计到2010年，全球镍基超耐热合金的需求为：航空3万吨，工业汽轮机6万吨，汽车1.2万吨，需求将增长250%。 控制难熔金属（钨、钼、铌）中的杂质，提高高
9、温合金中的抗冲击性。从工艺技术角度从工艺技术角度 定向凝固定向凝固粉末冶金粉末冶金2.1.2 高温结构陶瓷 传统陶瓷：粘土、石粉加水，成型，1300以下烧制而成。 工业用陶瓷：碳化硅、氮化硅等粉体与烧结助剂混合或高压成型后，在1500-2000下烧制而成。 与金属比：硬度高、质量轻、高温强度优 最活跃的研究领域：高温燃气轮机 最有希望的高温结构陶瓷材料：氮化硅 硬度高、熔点高、弹性模量大、绝缘性能好、导热系数大、热膨胀系数小、耐热冲击性能好、密度低、机械自润滑、耐腐蚀等 原因：氮和硅的电负性相近，强共价键结合。2.1.2.1 高温结构陶瓷氮化硅陶瓷Si3N4轴承轴承 氮化硅可用多种方法合成，工
10、业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300反应后获得。 3Si + 2N2 Si3N4 也可用化学气相沉积法，使SiCl4和N2在H2气氛保护下反应，产物沉积在石墨基体上。形成一层致密的层。此法得到的氮化硅纯度较高，其反应如下： 3 SiCl4 + 2 N2 + 6 H2 Si3N4 +12HCl烧结工艺烧结工艺优点优点 缺点缺点 反应烧结反应烧结 烧结时几乎没有收缩，能烧结时几乎没有收缩，能得到复杂的形状得到复杂的形状 密度低，强度低，耐蚀密度低，强度低，耐蚀性差性差 热压烧结热压烧结 用较少的助剂就能致密化，用较少的助剂就能致密化，强度、耐蚀性最好强度、耐蚀性最好 只能制造简单形状，烧只能制造简单
11、形状，烧结助剂使高温强度降低结助剂使高温强度降低 日本的高温陶瓷研究进展 陶瓷燃气涡轮机（）研究成果日本从年起正式开始大型节能技术开发研究计划，其中主要内容为开发研制入口温度在、引擎热效率达到以上，输出功率为级的陶瓷燃气涡轮机。结果在年由小组研制成功入口温度在、热效率达，燃气涡轮输出功率达到的陶瓷发动机。陶瓷发动机的材料开发以为中心进行。 汽轮机转子汽轮机转子叶片气阀等零叶片气阀等零件件目前存在的不足抗机械冲击强度偏低，易发生脆性断裂。增韧方法：氧化锆诱发相变吸收冲击能量。ZrO2 氧化锆中四方相向单斜相的转变可通过应力诱发产生。氧化锆中四方相向单斜相的转变可通过应力诱发产生。当受到外力作用时
12、，这种相变将吸收能量而使裂纹尖当受到外力作用时，这种相变将吸收能量而使裂纹尖端的应力场松弛，增加裂纹扩展阻力，从而大幅度提端的应力场松弛，增加裂纹扩展阻力，从而大幅度提高陶瓷材料的韧性。高陶瓷材料的韧性。部分稳定氧化锆组织部分稳定氧化锆组织2.1.2.2 高熔点氧化物陶瓷 高熔点氧化物陶瓷通常是指熔点超过SiO2熔点（1728）的氧化物，大致有60多种，其中最常用的有Al2O3、ZrO2、MgO、BeO、CaO和SiO2等六种。这些氧化物在高温下具有优良的力学性能，耐化学腐蚀，特别是具有优良的抗氧化性，好的电绝缘性，所以得到广泛的应用。 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷以氧化铝陶瓷以Al2O3
13、为主要成分为主要成分, 含有少量含有少量SiO2的陶瓷，又称高的陶瓷，又称高铝陶瓷。铝陶瓷。Al2O3化工、耐磨陶化工、耐磨陶瓷配件瓷配件Al2O3密封、气动密封、气动陶瓷配件陶瓷配件 根据根据Al2O3含量不同分为含量不同分为75瓷瓷(含含75%Al2O3，又称，又称刚玉刚玉-莫来石瓷莫来石瓷)、95瓷和瓷和99瓷，后两者又称刚玉瓷。瓷，后两者又称刚玉瓷。 氧化铝陶瓷耐高温性能好，可使用到氧化铝陶瓷耐高温性能好，可使用到1950,具有具有良好的电绝缘性能及耐磨性。微晶刚玉的硬度极高良好的电绝缘性能及耐磨性。微晶刚玉的硬度极高(仅次于金刚石仅次于金刚石). 95瓷纺织件瓷纺织件99瓷纺织件瓷纺
14、织件氧化铝耐高温喷嘴氧化铝耐高温喷嘴氧化铝陶瓷转心球阀氧化铝陶瓷转心球阀氧化铝陶瓷密封环氧化铝陶瓷密封环氧化铝陶瓷坩埚氧化铝陶瓷坩埚 氧化铝陶瓷被广泛用作耐火材料，如耐火砖、坩埚、氧化铝陶瓷被广泛用作耐火材料，如耐火砖、坩埚、热偶套管，淬火钢的切削热偶套管，淬火钢的切削刀具、金属拔丝模，内燃刀具、金属拔丝模，内燃机的火花塞，火箭、导弹机的火花塞，火箭、导弹的导流罩及轴承等。的导流罩及轴承等。 （2） 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷 氧化锆的晶型转变：立方相氧化锆的晶型转变：立方相 四方相四方相 单斜相。四单斜相。四方相转变为单斜相非常迅速，引起很大的体积变化，方相转变为单斜相非常迅速，引起很大的体积变化
15、，易使制品开裂。易使制品开裂。ZrO2 在氧化锆中加入某些氧化物在氧化锆中加入某些氧化物(如如CaO、MgO、Y2O3等等)能形成稳定立方固溶体，不再发生相变，具有这能形成稳定立方固溶体，不再发生相变，具有这种结构的氧化锆称为完全稳定氧化锆种结构的氧化锆称为完全稳定氧化锆(FSZ)，其力，其力学性能低，抗热冲击性差。学性能低，抗热冲击性差。l减少加入的氧化物数量，减少加入的氧化物数量，使部分氧化物以四方相的使部分氧化物以四方相的形式存在。由于这种材料形式存在。由于这种材料只使一部分氧化锆稳定，只使一部分氧化锆稳定，所以称部分稳定氧化锆所以称部分稳定氧化锆(PSZ)。 部分稳定氧化锆的导热率部分
16、稳定氧化锆的导热率低，绝热性好；热膨胀系低，绝热性好；热膨胀系数小，接近于发动机中使数小，接近于发动机中使用的金属，抗弯强度与断用的金属，抗弯强度与断裂韧性高，除在常温下使裂韧性高，除在常温下使用外，已成为绝热柴油机用外，已成为绝热柴油机的主要侯选材料，如发动的主要侯选材料，如发动机汽缸内衬、推杆、活塞机汽缸内衬、推杆、活塞帽、阀座、凸轮、轴承等。帽、阀座、凸轮、轴承等。 部分稳定氧化锆制品部分稳定氧化锆制品氧化锆制品氧化锆制品氧化锆油泵氧化锆油泵氧化柱塞氧化柱塞氧化锆拉线轮氧化锆拉线轮氧化锆球阀氧化锆球阀部分稳定氧化锆喷涂层部分稳定氧化锆喷涂层增韧氧化锆导轮芯轴增韧氧化锆导轮芯轴2.1.3耐
17、热芳杂环聚合物芳杂环高分子是指大分子的主链是由苯环、萘环等芳环和/或杂环及一些连接基团，如O、S、CO、SO2、CH2、C(CH3)2、C(CF3)2、COO、CONH等或仅仅以单键连接方式组成的高分子化合物。 许多芳杂环聚合物是功能高分子材料，耐热性是其主要指标之一。 芳杂环聚合物是由美国和前苏联在1950年代中期发展起来的一类耐热高分子材料 当时超音速航空和航天器需要高强、耐热、轻质的材料 截止2008年，市场份额70亿美元2.1.3.1 芳杂环聚合物发展的推动力飞行器速度和表面温度的关系飞行器速度和表面温度的关系 1.01.52.02.53.03.54.00200400600800温 度
18、 / oC速 度 / Ma c h由于材料重量的减轻而显示的经济效果(每减少一公斤重量所得到的效益，美元）地面车辆2.5小飞机60直升飞机100波音747450近地卫星2,000同步卫星20,000航天飞机30,000电气绝缘材料由A级（105）提高到H级（180）对于电机所取得的效果缩小体积3050节约铜20节约硅钢片3040节约铸铁25提高寿命几十几倍芳杂环聚合物发展的推动力 高分子科学发展的自然趋势溶剂功能高分子耐热高分子脂肪族芳香族药物织物食物染料燃料脂肪族芳香族高分子低分子有机化合物通用高分子农膜包装材料聚合物的玻璃化温度和熔点聚合物Tg，Tm，尼龙 645 聚苯硫醚85285聚苯乙
19、烯100 聚四氟乙烯120聚醚醚酮143340聚碳酸酯150 聚苯醚190 聚芳砜220聚酰亚胺可以高至500多数为非晶态，Aurum 为3851960 年代以来发展起来的芳香，杂环聚合物芳环聚合物杂环聚合物聚苯聚苯并咪唑聚苯硫醚聚苯并恶唑聚醚砜聚苯并噻唑聚醚酮聚喹恶啉芳香聚酰胺聚喹啉芳香聚酯（LCP）聚酰亚胺主要芳杂环高分子及其开发状况 聚合物结构研究开发年代产业化情况芳环高分子聚苯1945未产业化1990扩试过聚苯醚1970年产数十万吨ROCH3CH3聚苯硫醚1948，1972年产数万吨聚砜1970年产数万吨聚醚砜1970数千吨聚醚酮1980千吨级聚酯1970千吨级SOCOCH3CH3SO
20、OOSOOCOOOOCOCH3CH3CCOO液晶聚酯1980千吨级聚芳香酰胺1970数千吨杂环高分子聚苯并咪唑1960小批量聚苯并噁唑1960百吨级OOCCOOC OONHCCOONHHHNNNNONNO聚苯并噻唑1960未产业化聚噁二唑1960未产业化聚喹噁啉1960未产业化聚喹啉1960未产业化聚酰亚胺1960数万吨NSNSNNONNONNNNPhPhNNPhPhONNOOOOO芳杂环聚合物已经成为不可替代的材料 是最主要的H级乃至C级的绝缘材料 特种工程塑料不仅是“金属的代用品”而实际上是一类崭新的材料 作为先进复合材料的基体树脂，是环氧树脂后的唯一可用的材料 作为功能高分子材料的潜力无
21、限：导电、分离膜、场致发光材料、光刻胶、液晶取向剂等2.1.3.2化学热稳定性和物理耐热性 化学热稳定性是指聚合物的分解温度，通常用热失重曲线的开始分解温度(Td)，失重5 (T 5%)或失重10(T 10%)及在高温（8001000）剩炭率来表示。 物理耐热性是指聚合物的最高使用温度，用玻璃化温度(Tg)或软化温度(Ts)来表示。一些芳杂环化合物的分解温度化合物名称 结 构 分解温度 萘 570 硫芴 545 联苯 543 二苯醚 538SO 2,2-联萘 518二苯并呋喃 518 芴 518 喹啉 5105352苯基萘 507 三苯胺 502ONN 对四联苯 482504 2,2-联吡啶
22、482 四苯基硅烷 4826苯基喹啉 477485 2,2-联噻吩 474NNSiSSN二苯基二苯氧基硅烷 470490 三苯基对称三嗪 467 8苯基喹啉 466 OSiONNNN均苯四酰苯二亚胺 456间五苯四醚 455二苯甲烷 454二茂铁 454三苯基氧膦 454NNOOOOOOOOCH2FeOP吩嗪 452-4651,1-联萘 452异喹啉 438463 2,2-二苯基苯并二咪唑 4321,2-苯基四氟乙烷 427-440 NNNNNNNHHCF2CF2二苯乙炔 4211,2-二苯乙烯 4181,3-苯基二酞酰亚胺 3901,2-二苯乙烷 382对三苯二硫醚对三苯二硫醚 365CCC
23、HCHNOONOOCH2CH2SS对苯二酰苯胺 354对苯二酸二苯酯 353二苯甲酸对苯二酚酯 322二苯基二氟代甲烷 318三苯基硼烷 316-366NHOCCOHNOOCCOOCOOOOCCF2B2,5-二苯基-1,3,4-恶二唑 3042,5-二苯基-1,3,4-噻二唑 3012,5-二苯基-1,3,4-三唑 279 对三苯二胺 265二碳酸三苯酯 41040921101546248044644631484.5536536442464417414445625 411450521 690 450O()On齐聚苯醚的性能聚酰胺熔点软化点分解温度60052039050053.2 4702904
24、1048042.4 470 30039047031.4 430 270300390 33.8HHNNOOCCHNCCOONHHNOOCCNHNNHHCCOO分解活化能千卡/摩尔芳香聚酰胺的耐热性 Nomex纤维 CCONO HNHCCONO HNHKevlarKevlar纤维KevlarKevlar的牌号和特点的牌号和特点 Kevlar纤维牌号特点Kevlar-29高强，高模Kevlar-49高强，很高模Kevlar-119高强，中模Kevlar-129很高强，高模Kevlar-KM2很高强，高模Kevlar-68高强，高模Kevlar-149高强，很高模，很低伸长率 2008年，对位芳纶纤维
25、产能约为年，对位芳纶纤维产能约为5.15万吨，万吨，2009年，年，5.7万吨，万吨，最新最新Kevlar-AP，强度是钢材的，强度是钢材的5倍，耐热高倍，耐热高达达427oC与碳纳米管复合，与碳纳米管复合，三苯基胺结构进入三苯基胺结构进入PA分子结构中，电致发光分子结构中，电致发光材料材料含氟基团及脂环基团引入，低介电材料含氟基团及脂环基团引入，低介电材料大连理工大学蹇锡高，二氮杂萘酮结构，溶大连理工大学蹇锡高，二氮杂萘酮结构，溶解性解性聚芳酯的软化点 聚芳酯软化点，500300280240OOOOCCOOOCCOCCOOOOOOCCOO2.1.3.3耐热高分子的结构设计规律在芳杂环链中尽量
26、采用最强的化学键；采用的结构在使用条件下不会发生重排；最大限度地采用共振结构；所有的环状结构应当具有正常的键角；尽可能地采用重键。补充规律1.在苯环的对位连接和邻位连接要比在间位连接有更高的Tg，但这些异构体之间的热稳定性并没有太大的差别；2.具有对称结构的链单元的聚合物具有较高的韧性，例如苯环以间位和邻位连接比对位连接的高分子的韧性低，有大的或不对称的侧基的高分子材料其韧性也较低；3.用醚链、硫醚链作为连接基团比用酰胺、酯、酮、砜、单键、双键及三键作为连接基团有较低的Tg，但仍能保持较高的热稳定性；4.在大分子链中引入侧基或圈结构（Cardo，即环上的一个原子，通常是碳原子，同时又是构成主链
27、的原子）能增加其溶解性，但通常不会降低其热稳定性。5.氟的引入也能提高聚合物的溶解性，但不影响Tg。芳杂环聚合物的耐热限度 TGA的最高分解温度为600左右，但实际上在400就开始变化，如脱氢，产生游离基而交联。 线性聚合物不一定是热塑性的。 可注射成型的聚合物的最高Tg应在250左右。加工温度也难以超过400 要提高使用温度还是要使高分子交联。2.1.3.4 芳杂环聚合物的活性基团1.交联后形成的结构应有足够的热稳定性，最好能形成芳杂环结构；2.交联反应中不能放出低分子产物；3.在室温下有足够的稳定性，在适当温度下可以发生高效率的交联反应；4.容易合成并容易被引入到低聚物结构中。用于热固性芳
28、杂环聚合物的活性基团活性基团名称结构马来酰亚胺 降冰片烯酰亚胺 苯并环丁烯 NOONOO氰基 异氰酸酯 氰酸酯 乙炔基 苯炔基 C NN C OO C NC CHC C双苯撑Biphenylene 苯基三氮烯 2,2-对环芳烃 N N NRR能够发生三聚成环的基团和可能形成的环的结构 活性基团 所形成的环 炔 苯 腈 对称三嗪 氰酸酯 三聚异氰酸酯 C HC CC NNNNC NONNNOOO氰酸酯三聚氰酸酯 氰胺三聚异氰酸酯 或其他基团R=HC NNRC NONNNOOONNNNNNRRRnOOK/NaClCl加热酸催化剂OCOCH3H3COCOAc2O,Py(2) (1) TBAFOSiM
29、e3Me3SiO烯丙基镍Py, CH2Cl2Me3SiClMe3SiOOSiMe3HOOH聚苯的合成 聚苯的合成ClClRPh3P2NiCl2DMACRR = C CH3OCOC ORO,R = 烷基，芳基聚苯硫醚的合成S300350S8 / Na2CO3ClClSO2Cl+Lewis 酸SO2MX_OSO2XSO2XOM+亲核取代反应 亲电取代反应聚砜的合成SO2O+HOSO2OHClSO2ClK2CO3230聚芳砜 的合成ClSO2ClHOOHOO+K2CO3SOO220OOSO2O聚醚砜PES-C 的合成COOO320NaCO3二苯砜FCOFHOOH聚醚醚酮PEEK的合成 OO220SO
30、OK2CO3+OOOHHOClClCOOCO聚醚酮PEKC的合成 COOHHOHOOCCOOHHOOH+365Ac2OOOOCCOOOCxyz液晶聚合物LCP聚芳酯的合成 COOHHOCOOHHO+COOCOO310Ac2OxyClOCCOClH2NNH2+OCCOHNNHDMACClOCCOClH2NNH2+MClDMACOCCOHNCO聚芳香酰胺的合成 H2NH2NNH2NH2CCOPhOOOPh+NNNNHH360聚苯并咪唑的合成 聚苯并恶唑（PBO）NOON+CCOOHOOH85%多聚磷酸2HCl.HOOHH2NNH2聚苯并噁唑的合成恶口)（PBT聚苯并噻唑CCOPhOOOPh+2 H
31、Cl二甲基苯胺HSH2NSHNH2NSSN+2 HCl.CCOOHOOH85%多聚磷酸SNSHNH2H2NHSNS聚苯并噻唑（PBZT）聚苯并噻唑的合成 5575间甲酚H2NH2NNH2NH2COCOOHC C HOO+NNNNO聚喹噁啉的合成 135 P2O5+甲酚+或CRCH2Ar C CH2ROONONArPhPhRROCCH2NNH2OOPhPh聚喹啉的合成CCH2NNH2OPhOPhArCCOPhCH2OCH2Ph+NNArPhPhRR无氢聚合物NNNNOOOON NS梯形聚合物CH2CHCH2CNCHCNCHCNCCHCH2CH2CHCNNCCHCH2NNNNOOOOOOH2NH2
32、NNH2NH2NNOOOONH2H2NNH2NOONONNOONNNONNClClOClClOH2NH2NNH2NH2NNNNOOHHHHOHNH2ONON2.2 轻型结构材料2.2.1铝锂合金铝的相对密度：2.69地壳中含量：8%超音速飞机：铝合金占70-80%锂的相对密度：0.53可显著提高铝的刚性民航机上改用铝锂合金，飞机重量可以减轻816，如B737将可减重2178kg，B747SP可减重4200kg，B747200可减重5200kg，A310可减重2600kg，A340可减重3900kg 铝在周期表中是第13号元素，相对原子量是26.98.其固体密度为2.7g cm-3.熔点660，
33、而单质外观如左图。 1S22S22P63S23P1其原子核外的电子排布如右图所示。所以，铝的核外电子构型表示为: 锂的化学性质活泼，采用粉末冶金法可制造较好的铝锂合金。 由于粉末易爆炸，须保存在惰性气体中。 铝合金与锂结合，强度进一步提高，但延伸率下降，可加入锆，使结晶细化，提高延伸率7-10%。 玻璃纤维 抗拉强度：2109Pa，断裂伸长率：2.5%-4% 密度：钢的1/3。 其他特性： 碳纤维 抗拉强度： 4109Pa，比强度是钢的16倍。 耐腐蚀，耐高低温(-180-2000),线膨胀系数几乎为零 电的良导体。 2.2.2 纤维材料碳纤维的制备原料Uses:fibers, precursor for carbon fiberMonomer:acrylonitrilePolymerization:free radical chain polymerization, Morphology:highly crystalline Melting temperature:319 oCGlass transition temperature:87 oC碳化硅纤维等无机纤维芳纶纤维金属纤维晶须- 碳化硅碳化硅
