1、第六章第六章 非金属材料非金属材料 材料的分类材料的分类: : 材料材料 无机非金属材料无机非金属材料 金属材料金属材料 高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维 传统无机非金属材料传统无机非金属材料 新型无机非金属材料新型无机非金属材料 第一节 高分子材料 高分子材料是以高分子化合物为主要组高分子材料是以高分子化合物为主要组 分的材料。常称聚合物或高聚物。分的材料。常称聚合物或高聚物。 高分子化合物的分子量一般高分子化合物的分子量一般104 104 。 一、高分子材料的基本概念一、高分子材料的基本概念 高分子化合物有天然的，也有人工合成的。高分子化合物有天然的
2、，也有人工合成的。 工业用高分子材料主要是人工合成的。工业用高分子材料主要是人工合成的。 第一节 高分子材料 大分子链中重复结构单元称为链节大分子链中重复结构单元称为链节( (如聚乙烯中如聚乙烯中) )。 由简单的结构单元重复连接而成。如由乙烯合成聚乙烯由简单的结构单元重复连接而成。如由乙烯合成聚乙烯 可简写成可简写成 n CHn CH2 2=CH=CH2 2 CH2CH2 n 组成聚合物的低分子化合物称为单体。组成聚合物的低分子化合物称为单体。 聚合物的分子为很长的链条，称为聚合物的分子为很长的链条，称为大分子链大分子链。 CH2CH2 n 聚乙烯分子链聚乙烯分子链 1 1、高分子化合物的组
3、成、高分子化合物的组成 第一节 高分子材料 大分子链主链共价键中大分子链主链共价键中 的单键可任意旋转，称的单键可任意旋转，称 单键的内旋转。单键的内旋转。 内旋转使大分子链卷曲成各种不同形状这种特性称为大分子内旋转使大分子链卷曲成各种不同形状这种特性称为大分子 链的链的柔顺性柔顺性。 柔顺性使得高分子具有能拉伸、回缩的性能，这是聚合物具柔顺性使得高分子具有能拉伸、回缩的性能，这是聚合物具 有弹性的原因有弹性的原因 2 2、 大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性 二、高分子材料的结构二、高分子材料的结构 第一节 高分子材料 按照大分子链的几何形状，可将高分子化合物分为按照大分子链的几何形状，可将高
4、分子化合物分为 线型结构、支链型结构和体型结构。线型结构、支链型结构和体型结构。 3 3、大分子链的形状、大分子链的形状 第一节 高分子材料 线型结构高聚物的弹性、塑性好，硬度低，是热塑性材线型结构高聚物的弹性、塑性好，硬度低，是热塑性材 料。支链型结构近于线型结构料。支链型结构近于线型结构 。体型结构高聚物硬度高，。体型结构高聚物硬度高， 脆性大，无弹性和塑性，是热固性材料。脆性大，无弹性和塑性，是热固性材料。 高分子材料的聚集状态有三种：晶态、部分晶态和非晶态高分子材料的聚集状态有三种：晶态、部分晶态和非晶态 4、高分子材料的聚集态、高分子材料的聚集态 第一节 高分子材料 5 5、有机高分
5、子材料的性能特点、有机高分子材料的性能特点 1 1、和金属材料相比，其力学性能右如下特点：、和金属材料相比，其力学性能右如下特点： (1)比强度高(2)高弹性和低弹性模量(3)粘弹性 (4)高耐磨性和低硬度 2 2、有机高分子材料的物理化学性能特点、有机高分子材料的物理化学性能特点 (1)绝缘性(2)耐热性(3)耐蚀性(4)老化 第一节 高分子材料 二、高分子工程材料二、高分子工程材料 高分子工程材料包括高分子工程材料包括塑料、塑料、 合成纤维、橡胶和胶粘剂合成纤维、橡胶和胶粘剂 等。本节主要介绍等。本节主要介绍工程上工程上 常用的高分子工程材料常用的高分子工程材料。 第一节 高分子材料 （一
6、）工程塑料 塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。 在一定温度、压力下可塑制成型，在在一定温度、压力下可塑制成型，在 常温下能保持其形状不变。常温下能保持其形状不变。 1 1、工程塑料概述、工程塑料概述 塑料的组成塑料的组成 塑料是以树脂为主要成分，加入塑料是以树脂为主要成分，加入 各种添加剂。树脂是塑料的主要各种添加剂。树脂是塑料的主要 成分，对塑料性能起决定性作用。成分，对塑料性能起决定性作用。 塑 料 制 品 塑 料 制 品 第一节 高分子材料 添加剂添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。是为改善塑料某些性能而加入的物质。 填料填料主要起增强作用；主要起增
7、强作用； 增塑剂增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性；用于提高树脂的可塑性和柔软性； 固化剂固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构；用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构； 稳定剂稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命；用于防止塑料老化，延长其使用寿命； 润滑剂润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上用于防止塑料加工时粘在模具上, , 使制品光亮；使制品光亮； 着色剂着色剂用于塑料制品着色。用于塑料制品着色。 其他的还有发泡剂、催化剂、其他的还有发泡剂、催化剂、 阻燃剂、抗静电剂等。阻燃剂、抗静电剂等。 添 加 剂 添 加 剂 第一节 高分子材料 塑料的分类塑料的分类 按树脂受热时行为可分为
8、按树脂受热时行为可分为热塑性塑料热塑性塑料和和热固性塑料热固性塑料。 按使用范围可分为按使用范围可分为通用塑料、工程塑料通用塑料、工程塑料和和特种塑料特种塑料。 通用塑料产量大、价格低、用途广。通用塑料产量大、价格低、用途广。 工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。 热固性塑料制品热固性塑料制品 特种塑料是指具有某些特殊特种塑料是指具有某些特殊 性能如耐高温、耐腐蚀的塑料，性能如耐高温、耐腐蚀的塑料， 这类塑料产量少，价格贵，只用这类塑料产量少，价格贵，只用 于特殊需要的场合于特殊需要的场合。 第一节 高分子材料 2 2、常用工程塑料、常用工程塑料 一般结
9、构用塑料一般结构用塑料 包括聚乙烯包括聚乙烯(PE)(PE)、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)(PVC)、聚苯乙烯、聚苯乙烯(PS)(PS)、 聚丙烯聚丙烯(PP)(PP)和和ABSABS塑料等。塑料等。 聚丙烯具有优良的综合性能，可制造各种机械零件。聚丙烯具有优良的综合性能，可制造各种机械零件。 ABSABS塑料塑料 “坚韧、质硬、刚性坚韧、质硬、刚性” ，应用广泛。，应用广泛。 PEPE波纹管波纹管 PPPP方向盘方向盘 ABSABS阀门阀门 PSPS管管 第一节 高分子材料 尼龙管件尼龙管件 PCPC 挡 风 挡 风 板板 摩擦传动零件用塑料摩擦传动零件用塑料 包括聚酰胺包括聚酰胺(PA)(
10、PA)、聚甲醛、聚甲醛(POM)(POM)、聚、聚 碳酸酯碳酸酯(PC)(PC)、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)(PTFE)等。等。 聚酰胺聚酰胺又称尼龙或绵纶，强度较高，耐又称尼龙或绵纶，强度较高，耐 磨、自润滑性好，广泛用作机械、化工磨、自润滑性好，广泛用作机械、化工 及电气零件。及电气零件。 聚甲醛聚甲醛具有优良的综合性能，广泛用具有优良的综合性能，广泛用 于汽车机床、化工、电气仪表、农机等于汽车机床、化工、电气仪表、农机等 工业工业 。 聚碳酸酯聚碳酸酯具有优良的机械性能，透明具有优良的机械性能，透明 无毒，应用广泛。无毒，应用广泛。 第一节 高分子材料 密封件密封件 聚四氟乙烯管
11、聚四氟乙烯管 聚四氟乙烯零聚四氟乙烯零 件件 聚四氟乙烯聚四氟乙烯俗称俗称“塑料王塑料王”，具有极优越的化学稳定，具有极优越的化学稳定 性和热稳定性以及优越的电性能，几乎不受任何化学性和热稳定性以及优越的电性能，几乎不受任何化学 药品的腐蚀，摩擦系数极低，只有药品的腐蚀，摩擦系数极低，只有0.040.04。缺点是强度。缺点是强度 低、加工性差。主要用于减摩密封件、化工耐蚀件与低、加工性差。主要用于减摩密封件、化工耐蚀件与 热交换器以及高频或潮湿条件下的绝缘材料。热交换器以及高频或潮湿条件下的绝缘材料。 第一节 高分子材料 耐蚀用塑料耐蚀用塑料 耐蚀用塑料主要有耐蚀用塑料主要有聚四氟乙烯、聚四氟
12、乙烯、 氯化聚醚氯化聚醚(PENTON)(PENTON)、聚丙烯、聚丙烯等。等。 氯化聚醚氯化聚醚的化学稳定性仅次于的化学稳定性仅次于 聚四氟乙烯，但工艺性比聚四聚四氟乙烯，但工艺性比聚四 氟乙烯好，成本低。在化学工氟乙烯好，成本低。在化学工 业和机电工业获得广泛应用，业和机电工业获得广泛应用， 如化工设备零件、管道、衬里如化工设备零件、管道、衬里 等。等。 氯化聚醚防腐蝶阀氯化聚醚防腐蝶阀 第一节 高分子材料 耐高温件用塑料耐高温件用塑料 有聚砜有聚砜(PSF)(PSF)、聚苯醚、聚苯醚(PPO)(PPO)、聚、聚 酰亚胺酰亚胺(PI)(PI)及氟塑料等。及氟塑料等。 聚砜的热稳定性高是其最
13、突出的聚砜的热稳定性高是其最突出的 特点。使用温度达特点。使用温度达150150- -174174。用。用 于机械设备等工业。于机械设备等工业。 聚酰亚胺层压板聚酰亚胺层压板 聚苯醚具有良好的综合性能聚苯醚具有良好的综合性能, ,用于机电等方面。用于机电等方面。 聚酰亚胺在聚酰亚胺在260260下可长期使用。主要下可长期使用。主要用于特殊条用于特殊条 件下使用的精密零件件下使用的精密零件。 第一节 高分子材料 热固性塑料热固性塑料 热固性塑料是在树脂中加入固化剂压制成型而形成的体形热固性塑料是在树脂中加入固化剂压制成型而形成的体形 聚合物。聚合物。 酚醛塑料是以酚醛树脂为基，加入填料及其他添加
14、剂而制酚醛塑料是以酚醛树脂为基，加入填料及其他添加剂而制 成。广泛用于制作各种电讯器材和电木制品（如插座、开成。广泛用于制作各种电讯器材和电木制品（如插座、开 关等），耐热绝缘部件及各种结构件。关等），耐热绝缘部件及各种结构件。 电器配件电器配件 第一节 高分子材料 (3)(3)塑料成形工艺简介塑料成形工艺简介 1)1)挤出成形挤出成形 借助螺杆和柱塞的作用，使熔化的塑料在借助螺杆和柱塞的作用，使熔化的塑料在 压力推动下强行通过口模而成为具有恒定截压力推动下强行通过口模而成为具有恒定截 面的连续型材的一种方法。其形状由口模决定：面的连续型材的一种方法。其形状由口模决定： 该工艺可生产各种型材、
15、管材、电线电缆包覆该工艺可生产各种型材、管材、电线电缆包覆 物等，如图所示。物等，如图所示。 此法的优点是生产效率高、用途广、适应此法的优点是生产效率高、用途广、适应 性强。目前挤压制品约占热塑制品生产的性强。目前挤压制品约占热塑制品生产的4040 5050。 第一节 高分子材料 2)2)吹塑成形吹塑成形 吹塑成形是将挤出或注射成形的塑料管坯吹塑成形是将挤出或注射成形的塑料管坯( (型型 坯坯) )，趁热于熔融状态时，置于各种形状的模具中，趁热于熔融状态时，置于各种形状的模具中， 并及时向管坯内通入压缩空气将其吹胀，让坯料紧并及时向管坯内通入压缩空气将其吹胀，让坯料紧 贴模胆而成形，冷却脱模后
16、即得中空制品，如图所贴模胆而成形，冷却脱模后即得中空制品，如图所 示。示。 第一节 高分子材料 3)3)注射成形注射成形 该法又称注塑。熔融塑料在流动状态下，用该法又称注塑。熔融塑料在流动状态下，用 螺杆或柱塞将其通过料筒前端的喷嘴，快速注入螺杆或柱塞将其通过料筒前端的喷嘴，快速注入 温度较低的模型，经过短时冷却定形，即得塑料温度较低的模型，经过短时冷却定形，即得塑料 制品的一种重要成形方法，如图所示。制品的一种重要成形方法，如图所示。 该工艺生产周期短，适应性强。该工艺生产周期短，适应性强。 第一节 高分子材料 4)4)压制成形压制成形 压制成形是利用压力将置于模具内的粉料压制成形是利用压力
17、将置于模具内的粉料 压紧至结构紧密，称为具有一定形状和尺寸压紧至结构紧密，称为具有一定形状和尺寸 的坯体的成形方法。的坯体的成形方法。 主要用于热固性塑料制品的生产，有模压主要用于热固性塑料制品的生产，有模压 法和口模压法，其特点是：视频尺寸范宽，法和口模压法，其特点是：视频尺寸范宽， 可压制较大的制品，设备简单，工艺条件容易可压制较大的制品，设备简单，工艺条件容易 控制。控制。 第一节 高分子材料 5 5）旋转模塑成型）旋转模塑成型 成型时，将塑料粉末加入到模具中，然后加热成型时，将塑料粉末加入到模具中，然后加热 模具并使之沿两相互垂直的轴连续旋转，模具内的模具并使之沿两相互垂直的轴连续旋转
18、，模具内的 树脂在重力和热量的作用下逐渐均匀地涂布、熔融树脂在重力和热量的作用下逐渐均匀地涂布、熔融 并黏附于模具的内表面上，形成所需要的形状。然并黏附于模具的内表面上，形成所需要的形状。然 后冷却模具，脱模而得到制品。后冷却模具，脱模而得到制品。 第一节 高分子材料 三、合成橡胶三、合成橡胶 （一）橡胶的特性（一）橡胶的特性 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100 1000，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料。 橡胶最大的特点是高弹性。橡胶有储能、耐磨、隔音、绝缘等
19、性能。 橡胶制品橡胶制品 第一节 高分子材料 橡胶是以高分子化合物为基础的具有高弹性的材料。橡胶是以高分子化合物为基础的具有高弹性的材料。 （二）橡胶的组成和性能特点（二）橡胶的组成和性能特点 工业用橡胶由生胶和橡胶配合剂组成。生胶无配工业用橡胶由生胶和橡胶配合剂组成。生胶无配 合剂并未经硫化。橡胶配合剂有硫化剂、硫化促进剂、合剂并未经硫化。橡胶配合剂有硫化剂、硫化促进剂、 防老剂、软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。防老剂、软化剂、填充剂、发泡剂、着色剂等。 密封圈密封圈 胶管胶管 轮胎轮胎 第一节 高分子材料 （三）常用的橡胶（三）常用的橡胶 1 1、通用橡胶、通用橡胶 丁苯橡胶丁苯橡胶 是
20、以丁二烯和苯乙烯为单体共聚而成。具有较好的耐磨是以丁二烯和苯乙烯为单体共聚而成。具有较好的耐磨 性、耐热性、耐老化性，价格便宜。主要用于制造轮胎、胶带、胶管性、耐热性、耐老化性，价格便宜。主要用于制造轮胎、胶带、胶管 及生活用品。及生活用品。 顺丁橡胶顺丁橡胶 是由丁二烯聚合而成。顺丁橡胶的弹性、耐磨性、耐热是由丁二烯聚合而成。顺丁橡胶的弹性、耐磨性、耐热 性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强度较性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。缺点是强度较 低、加工性能差。主要用于制造轮胎、胶带、弹簧、减震器、耐热胶低、加工性能差。主要用于制造轮胎、胶带、弹簧、减震器、耐热
21、胶 管、电绝缘制品等。管、电绝缘制品等。(3)(3)氯丁橡胶氯丁橡胶 是由氯丁二烯聚合而成。是由氯丁二烯聚合而成。 第一节 高分子材料 2 2、特种橡胶、特种橡胶 丁腈橡胶丁腈橡胶 以其优异的耐油性著称。以其优异的耐油性著称。 硅橡胶硅橡胶 硅橡胶的性能特点是耐高温和低温。硅橡胶的性能特点是耐高温和低温。 氟橡胶氟橡胶 它是以碳原子为主链、含有氟原子的它是以碳原子为主链、含有氟原子的 高聚物。高聚物。 硅胶奥运会手环硅胶奥运会手环 硅胶动物橡皮圈硅胶动物橡皮圈 第一节 高分子材料 一、普通陶瓷制备过程：一、普通陶瓷制备过程： 陶瓷的原料通常是由粘土陶瓷的原料通常是由粘土、石英和长石三部分组成石
22、英和长石三部分组成。 在加热烧成或烧结和冷却过程中在加热烧成或烧结和冷却过程中，由这三部分组成的坯料由这三部分组成的坯料 相继发生四个阶段的变化：相继发生四个阶段的变化： ( (1 1) ) 低温阶段：低温阶段：( (室温室温300300) )残余水分的排除残余水分的排除。 ( (2 2) ) 分解及氧化阶段：分解及氧化阶段：( (300300950950) )有机物有机物、碳素和无机碳素和无机 物等的氧化；碳酸盐物等的氧化；碳酸盐、硫化物等的分解；石英晶型转变硫化物等的分解；石英晶型转变。 第二节 陶瓷材料 (3) (3) 高温阶段：高温阶段：(950(950烧成温度烧成温度) )氧化、分解
23、反应继续进氧化、分解反应继续进 行；相继出现共熔体等液相，各组成物逐渐溶解；一次行；相继出现共熔体等液相，各组成物逐渐溶解；一次 莫来石莫来石(3Al2O3(3Al2O3 2SiO2)2SiO2)晶体生成；晶体生成； 二次莫来石晶体长大；二次莫来石晶体长大； 石英块溶解成残留小块；石英块溶解成残留小块； 发生烧结成瓷。发生烧结成瓷。 (4) (4) 冷却阶段：冷却阶段：( (烧成温度室温烧成温度室温) ) 二次莫来石晶体析出或二次莫来石晶体析出或 长大；长大； 液相转变；液相转变； 残留石英晶型转变。残留石英晶型转变。 第二节 陶瓷材料 二、陶瓷的典型组织结构：晶体相二、陶瓷的典型组织结构：晶
24、体相( (莫来石和石英莫来石和石英) )、 玻璃相和气相玻璃相和气相 1 1、晶体相、晶体相 晶体相是陶瓷的主要组成相：主要有硅酸晶体相是陶瓷的主要组成相：主要有硅酸 盐、氧化物和非氧化物等。它们的结构、数量、形态盐、氧化物和非氧化物等。它们的结构、数量、形态 和分布，决定陶瓷的主要性能和应用。和分布，决定陶瓷的主要性能和应用。 (1)(1)硅酸盐硅酸盐 普通陶瓷的主要原料，陶瓷组织中重要的普通陶瓷的主要原料，陶瓷组织中重要的 晶体相，结合键为离子键与共价键的混合键。晶体相，结合键为离子键与共价键的混合键。 (2)(2)氧化物氧化物 多数陶瓷特别是特种陶瓷的主要组成和晶多数陶瓷特别是特种陶瓷的
25、主要组成和晶 体相，离子键结合体相，离子键结合, ,也有共价键。也有共价键。 ( (3)3)非氧化合物非氧化合物 不含氧的金属碳化物、氮化物、硼化不含氧的金属碳化物、氮化物、硼化 物和硅化物；特种陶瓷特别是金属陶瓷的主要组成和物和硅化物；特种陶瓷特别是金属陶瓷的主要组成和 晶体相。晶体相。 第二节 陶瓷材料 2 2、 玻璃相玻璃相 玻璃相作用：玻璃相作用： 粘连晶体相粘连晶体相，填充晶体相间空隙填充晶体相间空隙，提高材料致密度；提高材料致密度； 降低烧成温度降低烧成温度，加快烧结；加快烧结； 阻止晶体转变阻止晶体转变，抑制其长大；抑制其长大； 获得透光性等玻璃特性；获得透光性等玻璃特性； 不能
26、成为陶瓷的主导相不能成为陶瓷的主导相 玻璃相成分：氧化硅和其它氧化物玻璃相成分：氧化硅和其它氧化物 3 3、气相气相 气相是陶瓷内部残留的孔洞；成因复杂气相是陶瓷内部残留的孔洞；成因复杂，影影 响因素多响因素多。气孔对陶瓷的性能不利气孔对陶瓷的性能不利（多孔陶瓷除外多孔陶瓷除外） 第二节 陶瓷材料 三三、陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能 1 1、陶瓷的机械性能陶瓷的机械性能 ( (1 1) )刚度刚度: :陶瓷刚度陶瓷刚度（由弹性模量衡量由弹性模量衡量）各类材料中最各类材料中最 高高，因为陶瓷具有很强的化学键因为陶瓷具有很强的化学键。 ( (2 2) )硬度：硬度：陶瓷硬度是各类材料中最高的陶瓷硬
27、度是各类材料中最高的，因其结合键因其结合键 强 度 高强 度 高 。 陶 瓷 硬 度 为陶 瓷 硬 度 为 10001000HVHV 50005000HV,HV, 淬 火 钢 为淬 火 钢 为 500500HVHV800800HV,HV,高聚物最硬不超过高聚物最硬不超过2020HVHV。 第二节 陶瓷材料 (3)(3)强度：强度：晶界使陶瓷实际强度比理论值低得多 （1/10001/100）。 (4)(4)塑性：塑性：陶瓷在室温下几乎没有塑性。陶瓷晶体滑移系 很少，位错运动所需切应力很大； (5)(5)韧性：韧性：非常典型的脆性材料：冲击韧性10kJ/m2以下, 断裂韧性值很低。 2 2、陶瓷的
28、物理和化学性能、陶瓷的物理和化学性能 (1)(1)热膨胀性能热膨胀性能 (2)(2)导热性导热性 (3)(3)热稳定性热稳定性 (4)(4)化学稳定性化学稳定性 (5)(5)导电性导电性 第二节 陶瓷材料 四、常用的工程结构陶瓷四、常用的工程结构陶瓷 1 1、普通日用陶瓷、普通日用陶瓷 特点：特点：作日用器皿和瓷器，作日用器皿和瓷器， 良好光泽度、透明度，热稳良好光泽度、透明度，热稳 定性和机械强度较高。定性和机械强度较高。 分类：分类：长石质瓷、绢云母质长石质瓷、绢云母质 瓷、骨质瓷和滑石质瓷。瓷、骨质瓷和滑石质瓷。 2 2、普通工业陶瓷、普通工业陶瓷 工业陶瓷按用途分为工业陶瓷按用途分为:
29、 : (1)(1)建筑卫生瓷建筑卫生瓷(2)(2)化学化工瓷化学化工瓷(3)(3)电工瓷电工瓷 第二节 陶瓷材料 3 3、特种陶瓷、特种陶瓷 特点：熔点大多特点：熔点大多20002000以上以上, ,烧成温度约烧成温度约18001800；单；单 相多晶体结构，有时有少量气相；强度随温度的升高而相多晶体结构，有时有少量气相；强度随温度的升高而 降低，在降低，在10001000以下时一直保持较高强度，随温度变化以下时一直保持较高强度，随温度变化 不大；纯氧化物陶瓷任何高温下都不会氧化。不大；纯氧化物陶瓷任何高温下都不会氧化。 阀门 剪刀 第二节 陶瓷材料 (1).(1).氧化铝（刚玉）陶瓷氧化铝（
30、刚玉）陶瓷 结构特点：结构特点：O2O2- -排成密排六方结构，排成密排六方结构，Al3+Al3+占据间隙位置。占据间隙位置。 性能特点及应用：熔点达性能特点及应用：熔点达20502050，抗氧化性好，广泛，抗氧化性好，广泛 用于耐火材料；热电偶套管等；可作要求高的工具如用于耐火材料；热电偶套管等；可作要求高的工具如 切削淬火钢刀具、金属拔丝模等。是很好的高温耐火切削淬火钢刀具、金属拔丝模等。是很好的高温耐火 结构材料，如可作内燃机火花塞。单晶体氧化铝可做结构材料，如可作内燃机火花塞。单晶体氧化铝可做 蓝宝石激光器。蓝宝石激光器。 (2).(2).氧化铍陶瓷氧化铍陶瓷 (3).(3).氧化锆陶
31、瓷氧化锆陶瓷 (4).(4).氧化镁钙陶瓷氧化镁钙陶瓷 (5).(5).氧化钍氧化钍/ /铀陶瓷铀陶瓷 第二节 陶瓷材料 一、概述一、概述 将两种或两种以上不同性质的材料，经人工将两种或两种以上不同性质的材料，经人工 复合而成的新材料称为复合材料。复合而成的新材料称为复合材料。 二、复合原则二、复合原则 1 1、纤维增强复合材料中，纤维是受载的主体，、纤维增强复合材料中，纤维是受载的主体， 基体受力较小，因此纤维应比基体高的强度和模基体受力较小，因此纤维应比基体高的强度和模 量。量。 2 2、纤维与基体间要有良好的结合力纤维与基体间要有良好的结合力，以使载荷以使载荷 可通过基体传递给纤维可通过
32、基体传递给纤维。 第三节 复合材料 3 3、纤维的含量、尺寸、和形态分布。、纤维的含量、尺寸、和形态分布。 4 4、对基体的要求：有良好的塑性和韧度，可以抑、对基体的要求：有良好的塑性和韧度，可以抑 制裂纹的发展。对纤维有浸润作用，以提高结合力，制裂纹的发展。对纤维有浸润作用，以提高结合力， 并起保护纤维表面的作用。热膨胀系数要与纤维相并起保护纤维表面的作用。热膨胀系数要与纤维相 近。近。 三、复合材料的性能特点三、复合材料的性能特点: : 1 1、比强度大、比模量高、比强度大、比模量高 2 2、良好的抗疲劳性能、良好的抗疲劳性能 3 3、优良的高温性能、优良的高温性能 4 4、良好的断裂安全
33、性、良好的断裂安全性 5 5、良好的减震性、良好的减震性 第三节 复合材料 四、复合材料的分类四、复合材料的分类 按基体分类：按基体分类： 非金属基复合材料：非金属基复合材料：塑料基复合材料、橡胶基 复合材料、陶瓷基复合材料。 金属基复合材料：金属基复合材料：铝基复合材料、铜基复合材 料。 按增强相的形态分类：按增强相的形态分类： 纤维增强复合材料纤维增强复合材料: :纤维增强橡胶 颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料: :金属陶瓷 层叠复合材料：层叠复合材料：钢-巴氏合金。 第三节 复合材料 五、常用的复合材料五、常用的复合材料 1 1、热固性玻璃钢、热固性玻璃钢 分类：分类：酚醛树脂、环氧树脂
34、、聚酯树脂酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂 和有机硅树脂等。和有机硅树脂等。 特点：特点：优点成形工艺简单、质量轻、比优点成形工艺简单、质量轻、比 强度高、耐蚀性能好强度高、耐蚀性能好 缺点弹性模量低缺点弹性模量低(1/5(1/51/101/10结构钢结构钢) )、耐、耐 热度低热度低(250)(250)、易老化。、易老化。 用途：用途：机器护罩、车辆车身、绝缘抗磁机器护罩、车辆车身、绝缘抗磁 仪表、耐蚀耐压容器仪表、耐蚀耐压容器 第三节 复合材料 2 2、热塑性玻璃钢、热塑性玻璃钢 分类：分类：以热塑性树脂为粘接剂的玻璃纤维增强材料，以热塑性树脂为粘接剂的玻璃纤维增强材料， 如尼龙、如尼龙、AB
35、SABS、聚苯乙烯等。、聚苯乙烯等。 特点：特点：强度不如热固性玻璃钢强度不如热固性玻璃钢, ,但成形性好、生产率高，但成形性好、生产率高， 且比强度不低。且比强度不低。 用途：用途：尼龙尼龙6666玻璃钢刚度、强度、减摩性好，作轴承、玻璃钢刚度、强度、减摩性好，作轴承、 轴承架、齿轮等精密件、电工件、汽车仪表、前后灯轴承架、齿轮等精密件、电工件、汽车仪表、前后灯 等等ABSABS玻璃钢化工装置、管道、容器等聚苯乙烯玻璃钢玻璃钢化工装置、管道、容器等聚苯乙烯玻璃钢 汽车内装、收音机机壳、空调叶片等聚碳酸酯玻璃钢汽车内装、收音机机壳、空调叶片等聚碳酸酯玻璃钢 耐磨、绝缘仪表等。耐磨、绝缘仪表等。 第三节 复合材料
