日用化学修改稿专题三

专题三日用化学之“住”
第一单元铝合金（有色金属结构材料）
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。

铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LV（铝、
工业用的）表示。

铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类：
形变铝合金能承受压力加工。

可加工成各种形态、规格的铝合金材。

主要用于制造航
空器材、建筑用门窗等。

形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝
合金。

不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，
它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。

可热处理强化型铝合金可以通过
淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合
金，其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金，共晶硅铝合金，单共晶硅铝合金，铸造铝合金在铸
态下使用。

铝合金的分类
一系:1000系列铝合金代表1050、1060 、1100系列。

在所有系列中1000系列属于
含铝量最多的一个系列。

纯度可以达到99.00%以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产
过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

市场上流通的大
部分为1050以及1060系列。

1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最
低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必
须达到99.5%以上方为合格产品。

我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定
1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。

二系:2000系列铝合金代表2024、2A16（LY16）、2A02（LY6）。

2000系列铝板
的特点是硬度较高，其中以铜元素含量最高，大概在3-5%左右。

2000系列铝棒属于航空
铝材，在常规工业中不常应用。

三系:3000系列铝合金代表3003 、3A21为主。

我国3000系列铝板生产工艺较为优
秀。

3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。

含量在1.0-1.5之间，是一款防锈功能较好的
系列。

四系:4000系列铝棒代表为4A01 4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。

通常硅含
量在4.5-6.0%之间。

属建筑用材料、机械零件锻造用材、焊接材料；低熔点、耐蚀性好，产
品描述：具有耐热、耐磨的特性
五系:5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。

5000系列铝棒属于较常
用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。

又可以称为铝镁合金。

主要特点
为密度低，抗拉强度高，延伸率高，疲劳强度好，但不可做热处理强化。

在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。

在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。

六系:6000系列铝合金代表6061 主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。

可使用性好，容易涂层，加工性好。

七系:7000系列铝合金代表7075 主要含有锌元素。

也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性，但耐腐蚀性较差。

八系:8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列，大部分应用为铝箔，生产铝棒方面不太常用。

九系:9000系列铝合金是备用合金。

第二单元油漆
油漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。

中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。

这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。

”属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。

按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。

现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。

特性
油漆英文名：paint or coating。

油漆为粘稠油性颜料，未干情况下易燃，不溶于水，微溶于脂肪，可溶于醇、醛、醚、苯、烷，易溶于汽油、煤油、柴油。

用途
油漆，是古代的叫法；涂料，是现代文明称呼，包含更多的科技成分，在现代科技和工业领域应用广泛。

但是油漆有一些顺口习惯性称呼还是保留下来，如乳胶漆、底漆、面漆等。

一般而言，涂料就是能够涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附着的连续薄膜的材料。

它既可以是无机的，如电镀铜，电镀镍，电镀锌等。

也可以是有机的，如大多数的有机高分子材料，有机高分子材料构成了当今涂料市场主要部分。

发展
油漆是用有机或无机材料来以装饰和保护物品的一种混合物。

油漆的起源尚无定论。

公元前6000 年，中国已用无机化合物和有机颜料混合焙烧对油漆加以改进。

公元前1500 年，在法国和西班牙的山洞里，油漆已用于绘画和装饰。

公元前1500 年，埃及人用染料如靛蓝和茜草制造蓝色和红色颜料，但这种油漆还很不完善。

18 世纪，由于对亚麻仁油和氧化锌的开发利用，使油漆工业迅速发展。

20 世纪，油漆工艺有了重大发展，出现了粘着力更大、光泽度更高、阻燃、抗腐蚀与热稳定性高的各种颜色的油漆油漆早期大多以植物油为主要原料，故被叫做“油漆”，如健康环保原生态的熟桐油。

不论是传统的以天然物质为原料的涂料产品，还是现代发展中的以合成化工产品为原料的涂料产品，都属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。

按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于
精细化工产品。

现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。

组成
油漆不论品种或形态如何，都是有由成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质三种基本物质组成：
成膜物质
成膜物质：也称粘结剂，成膜物质大部分为有机高分子化合物如天然树脂（松香、大漆）、涂料（桐油、亚麻油、豆油、鱼油等）、合成树脂等混合配料，经过高温反应而成，也有无机物组合的油漆（如：无机富锌漆）。

各种成膜物质按国家标准共xxx类。

它是构成油漆的主体，决定着漆膜的性能。

如果没有成膜物质，单纯颜料和辅助材料不能形成漆膜。

次要成膜物质
次要成膜物质：包括各种颜料、体质颜料、防锈颜料。

颜料为漆膜提供色彩和遮盖力，提高油漆的保护性能和装饰效果，耐候性好的颜料可提高油漆的使用寿命。

体质颜料可以增加漆膜的厚度，利用其本身“片状，针状”结构的性能，通过颜料的堆积叠复，形成鱼鳞状的漆膜，提高漆膜的使用寿命，提高防水性和防锈效果。

防锈颜料通过其本身物理和化学防锈作用，防止物体表面被大气、化学物质腐蚀，金属表面被锈蚀。

辅助成膜物质
辅助成膜物质：包括各种助剂，溶剂。

各种助剂在油漆的生产过程、贮存过程、使用过程、以及漆膜的形成过程起到非常重要的作用。

虽然使用的量都很少，但对漆膜的性能影响极大。

甚至形不成漆膜如：不干、沉底结块、结皮。

水性漆更需要助剂才能满足生产、施工、贮存和形成漆膜。

油漆助剂的水平也代表了国家油漆的水平。

溶剂也称“分散介质”（包括各种有机溶剂、水）主要稀释成膜物质而形成粘稠液体，以便于生产和施工。

常将成膜基料和分散介质的混合物称为漆料。

第三单元玻璃与水泥
玻璃（硅酸盐类非金属材料）
玻璃：一种透明的半固体，半液体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。

普通玻璃化学氧化物的组成
(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。

广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。

另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。

有时把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也称作有机玻璃。

玻璃是一种无规则结构的非晶态固体（从微观上看，玻璃也是一种液体），其原子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序。

玻璃像固体一样保持特定的外形，不像液体那样随重力作用而流动。

各向同性
玻璃的原子排列是无规则的，其原子在空间中具有统计上的均匀性。

在理想状态下，均质玻璃的物理、化学性质（如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、导热率、电导率等）在各方向都是相同的。

无固定熔点
玻璃由固体转变为液体是一定温度区域（即软化温度范围）内进行的，它与结晶物质不同，没有固定的熔点。

软化温度范围Tg~T1，Tg为转变温度，T1为液相线温度，对应的黏度分别为1013.4 dPa·s、104~6dPa·s。

介稳性
玻璃态物质一般是由熔融体快速冷却而得到，从熔融态向玻璃态转变时，冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及做有规则排列而形成晶体，没有释出结晶潜热，因此，玻璃态物质比结晶态物质含有较高的内能，其能量介于熔融态和结晶态之间，属于亚稳状态。

从力学观点看，玻璃是一种不稳定的高能状态，比如存在低能量状态转化的趋势，即有析晶倾向，所以，玻璃是一种亚稳态固体材料。

渐变性与可逆性
玻璃态物质从熔融态到固体状态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。

这与熔体的结晶过程明显不同，结晶过程必然出现新相，在结晶温度点附近，许多性质会发生突变。

而玻璃态物质从熔融状态到固体状态是在较宽温度范围内完成的，随着温度逐渐降低，玻璃熔体黏度逐渐增大，最后形成固态玻璃，但是过程中没有新相形成。

相反玻璃加热变为熔体的过程也是渐变的。

玻璃分类
按工艺热熔玻璃：浮雕玻璃、锻打玻璃、晶彩玻璃、琉璃玻璃、夹丝玻璃、聚晶玻璃、玻璃马赛克、钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、调光玻璃、发光玻璃。

陈设工艺品这一块越来越多人关注，其中有很大一部分的工艺品造型由玻璃制造。

按生产玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃。

平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃（分有槽/无槽两种）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。

由于浮法玻璃具有厚度均匀、上下表面平整平行，再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。

水泥（粉状水硬性无机胶凝材料）
水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。

加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

cement一词由拉丁文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。

早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。

长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

水泥按用途及性能分为：
（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。

通用水泥主要是指：GB175—2007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

（2）专用水泥：专门用途的水泥。

如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。

（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。

如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。

水泥按其主要水硬性物质名称分为：
（1）硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；
（2）铝酸盐水泥；
（3）硫铝酸盐水泥；
（4）铁铝酸盐水泥；
（5）氟铝酸盐水泥；
（6）磷酸盐水泥
（7）以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。

水泥按主要技术特性分为：
（1）快硬性（水硬性）：分为快硬和特快硬两类；
（2）水化热：分为中热和低热两类；
（3）抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；
（4）膨胀性：分为膨胀和自应力两类；
（5）耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。

生产工艺
硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。

水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法（包括半干法）与湿法（包括半湿法）两种。

①干法生产。

将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。

但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。

②湿法生产。

将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。

也有将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法，称为半湿法，仍属湿法生产之一种。