高分子材料与无机非金属、金属材料的区别
材料分类
材料分类1. 材料的分类1.1 按材料的性质分为：①无机材料：金属材料；无机非金属材料②有机材料：高分子材料1.2 按材料的构成分为：①单质材料②复合材料：由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。
2. 按材料的性能特点和用途分为：①结构材料：以强度为主要功能的材料（强调材料的力学性能）②功能材料：以物理、化学、生物性能为主要功能的材料。
（强调材料的特殊物理、化学、生物功能）这类材料具有优良的电、磁、声、光、热、化学、生物等功能，是高技术材料。
如：电功能材料：超导材料、半导体材料、新型导电高分子材料磁功能材料：磁记录材料、磁制冷材料、稀土永磁材料光功能材料：光吸收材料、光反射材料、激光材料、光记录材料、光纤维材料新能源材料：光电转换材料、储氢材料其他功能材料：形状记忆合金、智能材料、梯度功能材料、生物医用材料、信息材料、生态环境材料等。
功能材料是材料的发展方向，使材料领域最活跃、最具有发展前途的材料。
3. 二十一世纪材料领域的发展趋势（1）继续重视发展高性能的新型金属结构材料所谓高性能的结构材料是指具有高强度、高韧性、耐高温、耐低温、抗腐蚀、抗辐射等性能的材料。
这类材料对发展空间技术、核能、海洋开发、石油、化工、交通运输等具有非常重要的作用。
途径：发展高性能的结构材料主要依靠采用新技术、新工艺改造传统金属材料，如合金成分的合理设计，微量元素的加入与控制，特殊组织结构的控制等，从而大幅度提高金属材料的性能。
注：σb≥600MPa为高强度钢；σb≥1500MPa,σ0.2>1400MPa为超高强度钢（2）研究与开发非晶合金、纳米材料非晶合金（amorphous alloy）也称为金属玻璃（metallic glass）作为一种新材料具有非常独特的物理、化学性能，在电子、能源、抗腐蚀材料等领域得到日益广泛的应用。
随着生产工艺的不断完善，研究的不断深入，非晶合金逐渐成为一种具有广阔前景的新材料。
材料的分类
传统的无机非金属材料 之二：玻璃
玻璃是由熔体过冷所制得的非晶态材料。
传统的无机非金属材料 之三：水泥
水泥是指加入适量水后 可成塑性浆体，既能在空气 中硬化又能在水中硬化，并 能够将砂、石等材料牢固地 胶结在一起的细粉状水硬性
材料。
传统的无机非金属材料 之四：耐火材料
耐火材料是指耐火度不低于 1580℃的无机非金
属材料。
3. 有机高分子材料（高聚物）
高聚物是由一种或几种 简单低分子化合物经聚合而 组成的分子量很大的化合物。
4. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织 结构不同的材料组合而成。
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2. 无机非金属材料
无机非金属材料是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸 盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和（或）氧化物、氮 化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化 物等原料经一定的工艺制备而成的材料。
传统的无机非金属材料 之一：陶瓷
普通陶瓷即传统陶瓷，是
指以粘土为主要原料与其它天
然矿物原料经过粉碎混练、成
型、煅烧等过程而制成的各种
0.1.1 按化学组成（或基本组成）分类：
1. 金属材料 2. 无机非金属材料 3. 高分子材料（聚合物）
4. 复合材料
1.金属材料
金属材料是由化学元素周期 表中的金属元素组成的材料。可 分为由一种金属元素构成的单质 （纯金属）；由两种或两种以上 的金属元素或金属与非金属元素
构成的合金。合金又可分为固溶
体和金属间化合物。
合金中的金属间化合物：
金属间化合物可分为三类，即由负电性决定的原子
价化合物（简称价化合物）、由电子浓度决定的电子
化合物（亦称为电子相）以及由原子尺寸决定的尺寸 因素化合物。除了这三类由单一元素决定的典型金属 间化合物外，还有许多金属间化合物，其结构由两个 或多个因素决定，称之为复杂化合物。
材料科学基础名词解释
金属材料：以金属键结合为主的材料，如钢铁材料。
无机非金属材料：以离子键和共价键结合为主的材料，如陶瓷材料。
高分子材料：以共价键结合为主的材料，如塑料、橡胶。
复合材料：以界面特征结合为主的材料，如玻璃钢。
结构材料：利用它的力学性能，用于制造需承受一定载荷的设备、零部件、建筑结构等。
功能材料：利用它的特殊物理性能（电、热、光、磁等），用于制造各种电子器件、光敏元件、绝缘材料等。
高聚物：是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物。
复合材料：是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。
晶体：物质的质点（分子、原子或离子）在三维空间呈规则的周期性重复排列的物质。
空间点阵：把质点看成空间的几何点，点所形成的空间阵列。
晶格：用假想的空间直线，把这些点连接起来，所构成的三维空间格架。
晶胞：从晶格中取出具有代表性的最小几何单元。
晶格参数：描述晶胞的六个参数a、b、c、晶体中各种方位上的原子面叫晶面，表示晶面的符号叫晶面指数。
{hkl}代表原子排列完全相同，只是空间位向不同的各组晶面，称为晶面族。
晶体中各个方向上的原子列叫晶向，表示晶向的符号叫晶向指数。
<unw>代表原子排列完全相同，只是空间位向不同的各组晶向，称为晶向族所有平行或相交于某一直线的这些晶面构成一个晶带，此直线称为晶带轴。
属此晶带的晶面称为共带面。
晶胞原子数：指一个晶胞内所含的原子个数。
原子半径：指晶胞中原子密度最大方向上相邻两个原子之间距离的一半，与晶格常数有关。
配位数：指晶格中任一原子周围所具有的最近且等距的原子数。
致密度：合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。
如：黄铜，Cu、Zn合金；碳钢，Fe、C合金。
组元：组成合金最基本的独立物质（组成合金的元素、稳定化合物）。
相：成分结构相同并以界面分开的均匀部分。
组织：在显微镜下所看到的相的分布形态。
固溶体：指溶质组元溶于溶剂晶格中，并保持溶剂组元晶格类型而形成的均匀固体。
金属材料与非金属材料总结
金属材料金属材料的分类：按组成成分分：纯金属（简单金属）：指由一和金属元素组成的物质。
目前已知的纯金属约有80多和，但工业方面所采用的则为数甚少。
合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。
它的种类甚多，例如：钢是由铁、碳组成的合金，即铁碳合金；黄铜是由铜、锌组成的合金，即铜锌合金；青铜是由铜、锡组成的合金，即铜锡合金；……等等。
由于合金的使用性能好，在工业生产中，其应用范围要比纯金属广泛得多按实用分：黑色金属：指铁和铁的合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢等。
有色金属：除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外工业上还采用镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，适宜于制造某些有特殊性能要求的零件。
所有上述金属称为工业用金属，以区别于贵重金属（铂、金、银）与稀有金属（包括放射性的铀、镭等）。
钢1、钢的来源及组成成分来源：把炼钢用生铁放到炼钢炉内熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯（供再轧制成各种钢材）和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
组成成分：是含碳量低于2%的一种铁碳合金。
此外尚含有硅、锰、磷、硫等元素，不过这些元素的停驶量要比生铁中的少。
2、钢的分类按化学成分分碳素钢：钢中除铁、碳外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素，根据含碳量的高低，碳素钢可分为：低碳钢（含碳量≤0.25%，中碳钢（含碳量0.25~0.60%），高碳钢（含量＞0.60%）合金钢：除含有碳素钢所含有的各中元素外，尚含有一些其它元素（如铬、镍、钼、钨、钒等）。
根据钢中合金元素总含量多少，合金钢可分为：低合金钢（合金元素总含量≤5%，中合金钢（合金元素总含量＝5-10%），高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
按质量分：普通钢：含硫量不超过0.05%；含磷量不超过0.045%，优质钢：含硫量不超过0.040%，含磷量不超过0.040%，高级优质钢：含硫量不超过0.030%，含磷量不超过0.035%按用途分：结构钢：指用以制造各种工程结构（如建筑、桥梁、车辆、锅炉构件）、机械零件（如齿轮、轴类零件）的钢。
知识讲解_无机非金属材料 金属材料_基础
⽆机⾮⾦属材料⾦属材料【学习⽬标】1、了解⽆机⾮⾦属材料、⾦属材料和⾼分⼦材料的特点以及它们在⽣产和⽣活中的⼴泛应⽤；2、了解常⻅⽆机⾮⾦属材料、⾦属材料和⾼分⼦材料的⽣产原理。
【要点梳理】要点⼀、传统硅酸盐材料【⾼清课堂：化学与材料的发展#传统硅酸盐材料】硅酸盐⼯业：以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品的⼯业。
如制造陶瓷、玻璃、⽔泥等。
1．陶瓷（1）⽣产原料：黏⼟等。
（2）⽣产过程：混合→成型→⼲燥→烧结→冷却。
（3）陶瓷种类：⼟器、陶器、炻器、瓷器等。
（4）性能及优点：抗氧化、耐酸碱、耐⾼温，绝缘，易加⼯成型等。
（5）特种陶瓷：精细陶瓷（⾼强度、耐⾼温、耐腐蚀，并具有声、电、光、热、磁等⽅⾯的特殊功能）。
2．玻璃（1）⽣产原料：纯碱、⽯灰⽯和⽯英⽯少（含硅物质）。
（2）⽣产设备：玻璃窑。
（3）⽣产过程：把原料粉碎，按适当的⽐例混合放⼊玻璃窑中加强热熔化，冷却后即得普通玻璃。
（4）主要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
（5）主要成分：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在⼀起所得到的混合物。
（6）重要性质：玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质。
没有固定的熔点，受热只能慢慢软化。
3．⽔泥（1）⽣产原料：⽯灰⽯、黏⼟和其他辅料（如⽯膏）。
（2）⽣产设备：⽔泥回转窑。
（3）⽣产过程：将原料以⼀定⽐例混合，磨细成⽣料，在窑中烧⾄部分熔化、冷却成块状熟料。
再加⼊适量⽯膏磨成细粉，即得普通⽔泥。
（概括为：“两磨⼀烧加⽯膏”）（4）主要成分：硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸⼆钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）、铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）等的混合物。
（5）重要性质：⽔泥具有⽔硬性，⽽且在⽔中也可硬化。
贮存时应注意防⽔。
材料的分类
材料的分类材料是指制造、建筑和其他领域中使用的物质。
根据其性质和用途的不同，材料可以分为多种不同的分类。
以下是常见的一些材料分类：1. 金属材料：金属材料是一类具有良好导电、导热和塑性的材料。
常见的金属材料包括铁、铜、铝、钢等。
金属材料可用于制造世界上几乎所有的工业产品，如机械、电子设备、汽车等。
2. 无机非金属材料：无机非金属材料是一类不含碳的物质，包括石材、陶瓷、玻璃等。
无机非金属材料通常具有较高的硬度和耐高温性能，适用于制造建筑材料、化学试剂以及电气绝缘材料等。
3. 高分子材料：高分子材料是由大分子量化合物组成的材料。
如塑料、橡胶、合成纤维等。
高分子材料具有轻、耐腐蚀、绝缘等特点，广泛应用于制造塑料制品、橡胶制品、纺织品等。
4. 复合材料：复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料。
例如，玻璃钢就是一种由玻璃纤维和树脂组成的复合材料。
复合材料具有较高的强度和刚度，可用于制造航空航天器、船舶、汽车等。
5. 有机材料：有机材料是一类由碳和氢元素组成的化合物。
例如，纸张、木材、织物等都属于有机材料。
有机材料广泛应用于纸张制造、建筑和纺织等领域。
6. 纳米材料：纳米材料是具有纳米级尺寸效应的材料。
由于其颗粒尺寸极小，具有独特的物理和化学特性。
纳米材料常用于制造高性能电子器件、光学器件、催化剂等。
7. 光学材料：光学材料是专门用于光学器件制造的材料。
如光学玻璃、光学薄膜、光电晶体等。
光学材料具有较高的透光性和折射率，可用于制造镜片、透镜、激光器等光学仪器。
总的来说，材料的分类是根据其性质、组成和用途进行划分的。
不同的材料具有不同的特性，适用于不同的工业和科学应用。
准确地选择合适的材料可以提高产品的性能和质量，推动各个领域的发展。
八年级物理四科材料知识点
八年级物理四科材料知识点
在八年级物理学习中，材料知识点占据非常重要的位置。
通过
学习材料知识点，可以帮助我们更好地理解物理现象和实验结果。
下面将介绍八年级物理四科的材料知识点。
第一部分：固体材料
1. 金属材料
金属材料具有良好的导电性和热导性，可以被加工成各种形状，适用于制作电线、电器、汽车等产品。
金属材料的性质受到晶粒
大小、金属纯度等因素的影响。
2. 非金属材料
非金属材料具有较好的绝缘性能和耐腐蚀性能，适用于制作管道、容器、绝缘板等产品。
3. 合金
合金是由两种或两种以上金属元素混合而成的物质，具有更好的力学性能和耐腐蚀性能，适用于制作飞机、汽车、工具等。
第二部分：流体材料
1. 水
水是一种无色、无味、无臭的液体，具有较大的比热和热膨胀系数，适合作为冷却介质和加热介质。
2. 油
油具有较好的润滑性能和抗氧化性能，适用于制作机械设备和润滑油。
3. 气体
气体具有压缩性和黏度小的特点，可以被用于制作压缩空气工具和气体燃料。
第三部分：半导体材料
1. 硅
硅是一种半导体材料，由于其电阻率介于导体和绝缘体之间，可以被用于制作电子元器件，例如晶体管、集成电路等。
2. 锗
锗是一种半导体材料，与硅类似，可以用于制作电子元器件。
第四部分：纳米材料
纳米材料具有较大比表面积和量子尺寸效应，因此具有独特的电学、光学、力学等性质，可以被用于制作高性能电子器件、传感器、医疗材料等。
总之，材料知识点是八年级物理学习中不可缺少的部分。
通过认真学习和理解这些知识点，我们可以更深入地了解并应用于实际问题中。
浅谈高分子材料与无机非金属材料的区别
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化科学与信息化2020年7月中 75浅谈高分子材料与无机非金属材料的区别张炳青岛泰达华润新能源科技有限公司 山东 青岛 266700摘 要 从目前材料的发展来看，高分子材料和无机非技术材料是两种重要的材料形式，在应用过程中材料性能突出，在目前的材料领域得到了广泛的应用，为了做好高分子材料与无机非金属材料的应用，应当了解二者的性能和特点，并区分高分子材料和无机非金属材料，找准两种材料的特性，根据材料的类别和需要做好材料应用，使高分子材料与无机非金属材料在应用过程中能够解决应用问题，能够根据高分子材料与无机非金属材料的具体特点做好应用工作。
因此，我们应立足高分子材料与无机非金属材料的特点，分析二者的区别，为高分子材料与无机非金属材料的应用奠定良好的基础。
关键词 高分子材料；无机非金属材料；区别引言基于对高分子材料与无机非金属材料的了解，两种材料在性能和特点方面存在一定的区别，在材料应用过程中应当按照材料的特点和优势做好材料应用工作，使整个材料应用能够满足材料的性能要求，能够在材料应用中提高应用效果，为材料应用奠定良好的基础，保证材料应用在实施过程中能够取得实效，确保高分子材料与无机非金属材料的应用效果得到提升，为整个应用奠定良好的基础，推动高分子材料与无机非金属材料的全面应用，解决材料的应用问题。
1 高分子材料的特点（1）力学性能。
基于对高分子材料的了解，高分子材料的力学性能较为突出，高分子材料的力学性能在强度和韧性方面相对较高，整个高分子材料的抗拉性能相对较强，能够解决材料的耐久度问题。
高分子材料在应用过程中，整体强度和韧性较为理想，能够适合对强度和韧性要求较高的使用环境，了解高分子材料的力学特点，并做好高分子材料性能的分析，对整个高分子材料的应用和高分子材料的性能研究具有重要影响[1]。
因此，有效分析力学性能，并根据高分子材料的应用需要做好高分子材料的性能分析，推动高分子材料研究的不断深入，对提高高分子材料的应用和解决高分子材料的性能问题具有重要影响。
无机非金属材料定义与高分子材料
玻璃的熔融-浮法玻璃 原理
固体物料
高温火焰
5.2.1 熔体和玻璃体的成核与晶体生长过程
• 从玻璃、耐火材料熔体或铸石熔体中析出晶体一般要经过 两个过程，即形成晶核过程和晶体生长过程。晶核的形成 即为新相的产生，晶体长大为新相的进一步扩展。
物料，而是以某种力为主，兼施其他种类的力。
• 要求掌握球磨机的工作原理
• 球磨机的性能特点：对物料适应性强，生产能力
大；粉碎比高，易于调整产品粒度；可进行干法
或湿法操作；结构简单，能长期连续允许，基本
没有扬尘现象。
• 缺点：粉磨效率低，大部分能量转变为粉碎过程 中的热量和噪音耗散，因此工作环境较差，机体 笨重；最大的缺点由于磨介和衬板金属磨耗量大， 很容易对物料造成污染。
• （1）各种无机胶凝材料浆体（如水泥、石灰、石膏等浆 体）是由胶凝材料和水作用，形成新的水化产物而使浆体 固化。此类材料定形时间较长，其强度随时间的延长而不 断增加。
• （2）陶瓷注浆成型的坯料是泥浆，在石膏模中的定形是由 于石膏模将泥浆的水分吸去，使体系由粘塑性体变成具有高 屈服值的可塑性而初步定形，随后通过干燥进一步定形。
无机非金属材料种类繁多，用途各异，目前还没有统一完善 的分类方法。一般将其分为传统的（普通的）和新型的（先 进的）无机非金属材料两大类。
• 第一章 概述
无机非金属材料生产过程的共性 • 1. 原料 • 2. 粉料的制备与运输 • 3. 高温加热 • 4. 成型：由原料的粉体变成一种具有一定用途的无
• 分级的定义与分类
• 分级是对由不同粒径组成的固体颗粒，按尺寸大小进行不 同粒度级别分离的过程。
水处理工程设备常用材料的选择原则
水处理工程设备常用材料的选择原则摘要：随着水工业的发展，水工艺设备的种类越来越多，使用条件也更加复杂，温度从低温到高温；压力从真空到高压；物料具有易爆、剧毒及强腐蚀性等。
所以，水工艺设备材料的选择也至关重要。
关键词：水处理设备；常用材料；材料性能；选择原则1.水处理工程设备常用材料水处理工程设备常用的材料有金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。
1.1金属材料金属材料是目前水工艺设备材料的主体，其特点是外层电子的共有化，即金属键结合，因此具有良好的塑性和变形能力。
外层共有电子在晶体中可以相当自由的移动，因而一般具有良好的导电性和导热性。
但也存在易腐蚀，易氧化，韧性较差，加工比较困难等缺点。
1.2无机非金属材料无机非金属材料种类繁多，如天然岩石、铸石、陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥等。
根据不同种类、用途与适用条件，在水工艺设备中应用较多的主要有传统陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、特种陶瓷、金属陶瓷和搪瓷。
无机非金属材料主要是指陶瓷材料，其特点是刚度很高、硬度高；导热性低，是很好的绝热材料；耐腐蚀性好；表面光滑易清洗。
缺点就是塑性极差，韧性极低，脆性大，热稳定性低。
1.3高分子材料高分子材料是水工艺设备及其配件中最常用的工业材料之一。
高分子材料的性能主要取决于高分子的单体、链接结构、聚合度等。
由于高分子聚合物结构的多层次、状态的多重性，以及对温度和时间的敏感性，高聚物的许多工程性能相对不够稳定，变化幅度较大，作为结构材料，高分子的主要特点有重量轻，高弹性，韧性好，摩擦系数低、磨损率低，具有良好的绝缘性，耐腐蚀性能也较好。
高分子材料的主要不足就是它的耐热性不好，此外长期使用或存放后易老化。
1.4复合材料随着科学技术的进步，对材料性能的要求越来越高，单一材料已经很难满足这些要求。
复合材料就是由两种或更多种的物理和化学本质不同得物质，人工制成的一种多相固体材料，以获得单一材料所无法具备的综合性能。
复合材料具有比强度和比刚度高，抗疲劳性能好，减振能力强，高温性能好，断裂安全性高的特点，此外复合材料的减摩擦性、耐腐蚀性以及工艺性能都较好。
高分子材料与无机非金属金属材料的区别
高分子材料与无机非金属材料、金属材料的区别有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子,又称高聚物,与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料;高分子材料一般具有以下特点:1力学性能：比强度高,韧性高,耐疲劳性好,但易应力松弛和蠕变;2反应性:大多数是惰性的,耐腐蚀,但粘连时要表面处理,加聚合物共混时需要表面处理,另外,有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解;3物理性能：密度小,很高的电阻率,熔点相比金属较低,限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构,使它表现出了非同凡响的特性;例如,高分子主链有一定内旋自由度,可以弯曲,使高分子链具有柔性；高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构,直接影响它的聚集态结构,从而决定高分子材料的主要性能;此外高分子材料可用纤维增强复合材料制成高性能的新型材料,可设极性大,部分性能超过金属;当前,高分子材料正趋向功能化,合金化发展,比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域;高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显;固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态;固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体;无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃,故称它为玻璃态;在橡胶态下,高分子链处于自然无规则和卷曲状态,在应力作用下被拉伸,去掉应力又恢复卷曲,表现出弹性;纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料;通常使用的高分子材料,常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成,其基本性能取决于所含高分子化合物的性质,各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能,满足不同的要求,用在更多的方面;无机非金属材料inorganic nonmetallic materials是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料;是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称;无机非金属材料一般具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性;金属材料则一般具有导电、导热、磁性的物理性能,并能表现出一定的强度、硬度和可塑性;。
日常生活中的常用材料
常见的合金
铝合金（祥云火炬）
钛合金（自行车） 金合金（钱币）
当航天飞机从太空返回地球时，必须穿过大气 层。但由于高速摩擦会使航天飞机表面温度高 达1000℃。一般金属及其合金都难以抵抗，也 只有钛合金作为其“蒙皮”，才能担此重任。
合金的特点：
更大的硬度； 较低的熔点； 更高的强度(耐拉伸、耐弯曲、耐压打)； 更好的抗腐蚀性能。
⑶电化学保护法 ——牺牲更活泼金属的方法
5.2 无机非金属材料
常见的传统材料
无机非金属材料
无机非金属材料是指某些元素的氧化物、碳化
物、氮化物、硼化物、硫系化合物和硅酸盐
、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主 要组成的无机材料。
传统无机非金属材料 ——陶瓷、玻璃、水泥
以含硅物质为原料加热制成
新型无机非金属材料
所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种，但人们为适用各种用途而
。 将这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种
金属的腐蚀
⒈金属腐蚀的本质：金属失去电子，被氧化。
⒉金属腐蚀的类型
金属 化学腐蚀 腐蚀 电化学腐蚀
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
各种腐蚀往往同时发生，钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀。
金属腐蚀的危害
❖ 组成：由结构单元以共价键结合，重复连接形成 高分子链。
❖ 高分子分子间作用力（范德华力）较大，甚至超 过共价键键能，高温下分子首先（断键）破坏。 高分子不能气化，高分子只有固、液态，无气态。 纤维素等分子间（内）含氢键的高分子，只有固 态，无液态、气态。
❖ 高分子的主链形状有线型，支化，网状等分子结 构。
材料的分类：
金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料
5.1 金属材料
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
材料分为哪五大类
材料分为哪五大类材料是指人们在生产、生活和科学实验中所使用的各种物质。
根据材料的性质和用途，通常可以将材料分为五大类，金属材料、非金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。
首先，金属材料是一种用金属作为原料制成的材料。
金属材料具有良好的导电性、导热性和机械性能，因此被广泛应用于工业生产中。
常见的金属材料包括铁、铜、铝、锌等。
金属材料可以进一步分为黑色金属和有色金属两大类。
黑色金属主要是指铁、钢等，而有色金属则包括铜、铝、镍等。
金属材料在建筑、机械制造、电子设备等领域都有重要的应用。
其次，非金属材料是指除金属材料以外的其他材料。
非金属材料通常具有较轻的质量、较低的导电性和导热性，但在绝缘、耐腐蚀等方面表现出色。
常见的非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等。
非金属材料在包装、建筑、化工等领域有着广泛的应用。
第三，无机非金属材料是指那些不含金属元素的无机材料。
无机非金属材料通常具有较高的熔点、硬度和耐磨性，因此在高温、高压等恶劣条件下有着良好的表现。
常见的无机非金属材料包括玻璃、水泥、陶瓷等。
无机非金属材料在建筑、玻璃制造、陶瓷工艺等方面发挥着重要作用。
第四，高分子材料是由大量分子通过共价键相互连接而成的材料。
高分子材料通常具有较高的强度、韧性和耐磨性，因此在塑料、橡胶、纤维等方面有着广泛的应用。
常见的高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
高分子材料在塑料制品、橡胶制品、纺织品等领域都有着重要的地位。
最后，复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
复合材料通常具有各种原材料的优点，同时克服了各种原材料的缺点，因此在航空航天、汽车制造、体育器材等领域有着广泛的应用。
常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维复合材料、金属基复合材料等。
复合材料的应用领域越来越广泛，成为当今材料领域的热点之一。
综上所述，材料可以分为金属材料、非金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料五大类。
每种类别的材料都有其独特的性能和应用领域，它们共同构成了现代工业和生活的重要基础，对推动社会发展和进步起着重要作用。
第三章-无机非金属生物材料讲解
4.2.1 氧化铝陶瓷
▪ 1932年开始临床应用 ▪ 1963年氧化铝陶瓷人工骨 ▪ 1964年牙科移植物 ▪ 1970年氧化铝瓷球、窝和不锈钢杆制成的
全髋关节人工假体 ▪ 1981年氧化铝陶瓷全膝关节假体开始应用 ▪ 1980’s初，单晶氧化铝陶瓷骨螺钉在外科
矫形手术中应用
一、氧化铝陶瓷的组成、制备工艺 氧化铝陶瓷：Al2O3含量在45％以上，主晶相为-
第三章 无机非金属生物材料
3.1 概述
水泥、玻璃、陶瓷
无机非金属材料
材料 金属材料 高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维
无机非金属材料主要有陶瓷、玻璃、水泥 三大类。
➢ 陶瓷主要是以黏土为原料烧制而成的一种多晶多相 (气体、液体、晶体和非晶体)的聚集体； ➢ 水泥为一种细磨材料，加入适量水后成为塑性浆体， 能在空气中硬化，或在水中硬化，并能把其他增强材 料牢固地胶结在一起的水硬性材料； ➢ 玻璃为熔融物冷却硬化而得到的非晶态固体。
成本低
二、氧化铝陶瓷的结构与性能
▪ 氧化铝陶瓷具有优异的生物相容性，在生理环境下相当 稳定，抗腐蚀，无溶出物，具低膨胀性能。
▪ 氧化铝生物陶瓷密度大于3.9g／cm3，室温抗压强度约为 4000MPa、抗弯强度大于400MPa、杨氏模量为380GPa、抗 冲击强度4000J／m2，耐磨性和耐腐蚀性符合ISO规范实验 要求。
▪ 尤其是它的较高的抗血栓性、耐磨性、低比重和 长期使用不劣化等性能，使碳素材料几乎是目前
唯一可选用的人工心脏瓣膜材料。
3.4 羟基磷灰石陶瓷
▪ 羟基磷灰石（ HA）是人体骨组织的主要无 机成分，占90％，碳酸钙等其它成分占10 ％。
▪ 羟基磷灰石具有很好的生物相容性
3.4.1 羟基磷灰石的原粉的合成和制品成型
什么是非金属材料呢
什么是非金属材料呢？非金属材料是金属材料以外的其他材料，是由非金属元素或化合物构成的材料。
非金属材料如何分类呢？按材料的来源，可分为天然非金属材料和人造非金属材料。
天然非金属材料有：木材、棉、毛、麻、丝、皮革等等。
人造非金属材料有：塑料、橡胶、纤维等等。
按化学组成来分，非金属材料又可分为有机非金属材料和无机非金属材料。
有机非金属材料有：塑料、橡胶、纤维等等。
无机非金属材料有：陶瓷、玻璃、石棉等等。
什么是高分子材料呢？高分子材料是分子质量很大的有机化合物。
每个大分子都是由一种或几种单体，也就是低分子化合物，重复连接，聚合而成，高分子材料又称为聚合物或高聚物。
有人工合成的高分子材料，例如塑料、合成橡胶等等。
还有天然高分子材料：例如松香、蚕丝蛋白质、天然橡胶等等。
什么是塑料？塑料是以高聚物为主要成分，在加工的某阶段可流动成形的材料。
（1）塑料的分类1）塑料按用途分类：可分为通用塑料和工程塑料。
①通用塑料：有聚乙烯（PE )、聚氯乙烯(PVC )等等。
通用塑料的：力学性能和使用温度较低。
主要应用于：日常生活用品、包装材料等等。
②工程塑料：有聚酰胺（尼龙PA）、聚甲醛(POM)、环氧树脂等等。
工程塑料：的力学性能和使用温度较高，但价格较高。
主要应用于：制造机械零件和工程构件。
2）按受热时的性能分类：可分为热塑性塑料和热固性塑料。
什么是热塑性塑料呢？热塑性塑料是在整个特征温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化，并且在软化状态通过流动能反复模塑为制品的塑料：例如聚乙烯（PE ) 、聚酰胺（尼龙PA）、聚四氟乙烯(PTFE) 等等。
热塑性塑料的：力学性能较好，加工成形方便，但耐热性较差。
什么是热固性塑料呢？热固性塑料是加热和通过其它方法，例如辐射、催化等固化时，能变成基本不溶解、不熔化的产物的塑料：例如环氧树脂、酚醛塑料（PF）、氨基塑料(AF) 等等。
热固性塑料：有较高的耐热性，受压时也不易变形，但力学性能较差。
非金属材料按化学组成可分为有机高分子材料和无机非金属材...
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（6）聚氯乙烯（PVC ）
由氯乙烯单体经聚合反应制得。熔点130－150度 ，密度1.1－1.3。是最早生产的产品之一，是产量大， 成本低的通用塑料。
性能：化学稳定性高，绝缘性好、阻燃、耐磨、 具有消声减振作用。成本低，加工容易，但耐热性差， 冲击强度低，有一定毒性。配料不同可以作成硬质和软 质塑料。
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第二节常用高分子材料
高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维、胶粘剂和 涂料。这里只介绍塑料和橡胶。
一、塑料
（一）塑料的组成
塑料是以合成树脂为基础，在加入一些其他添加剂 所组成。
1、合成树脂 是塑料的主要成分，其含量占40－100 ％，对塑料的性能起决定作用。
2、添加剂 为了改善塑料的性能而加入的其他物质。
2、高分子材料的获得 高分子材料是由高分子 化合物组成。高分子化合物是由某些低分子化合物经 聚合反应而获得的。
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简单低分子 －聚合反应
加聚反应 缩聚反应
高分子聚合物
高分子聚合物是由无数个单体组成。
单体：凡是可以聚合成大分子链的低分子化合物 都称为单体。
加聚反应：不饱和键的单体，在一定条件下（加
3、由于卷曲的大分子在声、热的作用下不易振动， 具有隔热、隔音和减振的特性。
4、高分子材料具有良好的可加工性，加温加压下可 塑性极为优良，可以通过挤压、注射、冲压、焊接、粘接 、和切削加工等方法制成各种制品。
5、高分子材料与金属材料相比强度不高；刚度较低 ；不耐高温； 线膨胀系数大，是钢铁的10倍；
添充剂（填料）： 主要起增强作用。例如木粉、石 英粉2、019年各5月种21日金属粉末、棉布感谢、你的石观看棉纤维及玻璃纤维等14。
四大材料各自的特征及不同
对于有耐腐蚀性能要求的产品，设计时可 以选用耐腐蚀性能好的基体树脂和增强材料；
对于其他一些性能要求，如介电性能、耐热 性能等，都可以方便地通过选择合适的原材料来 满足要求。复合材料良好的可设计性还可以最大 限度地克服其弹性模量、层间剪切强度低等缺点。
(3)电性能好
复合材料具有优良的电性能，通过选择不同的 树脂基体、增强材料和辅助材料，可以将其制成绝 缘材料或导电材料。例如，玻璃纤维增强的树脂基 复合材料具有优良的电绝缘性能，并且在高频下仍 能保持良好的介电性能，因此可作为高性能电机、 电器的绝缘材料
（1）耐高温、强度高 （2）具有电学性质 （3）具有光学性质 （4）具有生物功能
无机非金属材料的内在机理：
无机非金属的晶体结构远比金属复杂 ，并且没有自由的电子。具有比金属键和 纯共价键更强的离子键和混合键。这种化 学键所特有的高键能、高键强赋予这一大 类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨 损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性 , 以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良 好的铁电性、铁磁性和压电性。
三。高分子材料的特点
1.密度小，质轻。 2.加工温度低，能耗小。 3.分子结构可以设计，性能可控。 4.易改性，容易实现功能化。 5.缺点：使用温度低，易燃烧；强度和模量较低。
有机硅橡胶
脂树性水吸高
高分子
高分子材料性能的内在机理：
1. 分子量很大，具有多层次结构，十分复杂。高 分子的分子链结构，聚集态结构以及取向和织态结 构对材料的性能都有很大影响。这也是高分子材料 性能可控的根本原因。
复合材料的性能特点： （１）轻质高强，比强度和比刚度高
Ａ、增强剂或者基体是比重小的物质，或两者的比 重都不高，且都不是完全致密的；
Ｂ、增强剂多是强度很高的纤维。 比强度（指强度与密度的比值）和比弹性模量是
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高分子材料与无机非金属材料、金属材料的区别有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子，又称高聚物，与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料。
高分子材料一般具有以下特点:
（1）力学性能：比强度高,韧性高，耐疲劳性好，但易应力松弛和蠕变;
（2）反应性:大多数是惰性的，耐腐蚀，但粘连时要表面处理，加聚合物共混时需要表面处理，另外，有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解;
（3）物理性能：密度小，很高的电阻率，熔点相比金属较低，限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构，使它表现出了非同凡响的特性。
例如，高分子主链有一定内旋自由度，可以弯曲，使高分子链具有柔性；高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构，直接影响它的聚集态结构，从而决定高分子材料的主要性能。
此外高分子材料可用纤维增强（复合材料）制成高性能的新型材料，可设极性大，部分性能超过金属。
当前，高分子材料正趋向功能化，合金化发展，比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域。
高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。
固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。
固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。
无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃，故称它为玻璃态。
在橡胶态下，高分子链处于自然无规则和卷曲状态，在应力作用下被拉伸，去掉应力又恢复卷曲，表现出弹性。
纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。
通常使用的高分子材料，常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成，其基本性能取决于所含高分子化合物的性质，各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能，满足不同的要求，用在更多的方面。
无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮
化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料一般具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
金属材料则一般具有导电、导热、磁性的物理性能，并能表现出一定的强度、硬度和可塑性。