高分子材料、金属与陶瓷
陶瓷的分类及性能
陶瓷材料的力学性能陶瓷材料陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料之间的主要区别在于化学键不同。
金属：金属键高分子：共价键（主价键）范德瓦尔键（次价键）陶瓷：离子键和共价键。
普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。
工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。
工程陶瓷的性能：耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。
硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。
常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。
一、陶瓷材料的结构和显微组织1、结构特点陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。
可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。
如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料”2、显微组织晶体相，玻璃相，气相晶界、夹杂（种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。
（可通过热处理改善材料的力学性能）陶瓷的分类玻璃—工业玻璃(光学，电工，仪表，实验室用)；建筑玻璃；日用玻璃陶瓷—普通陶瓷日用，建筑卫生，电器（绝缘），化工，多孔……特种陶瓷-电容器，压电，磁性，电光，高温……金属陶瓷--结构陶瓷，工具（硬质合金），耐热，电工……玻璃陶瓷—耐热耐蚀微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，无线电透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷…2.陶瓷的生产(1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合）普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料）特种陶瓷（人工的化学或化工原料--- 各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物）(2)坯料的成形（可塑成形，注浆成形，压制成形）(3)烧成或烧结3. 陶瓷的性能(1)硬度是各类材料中最高的。
（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）(2)刚度是各类材料中最高的（塑料1380MN/m2，钢MN/m2)(3)强度理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。
2 （E/1000--E/100）。
功能梯度材料组份
功能梯度材料组份功能梯度材料（Functionally Graded Materials，简称FGMs）是一类具有不同成分和性质的材料，其成分和性质随着空间位置的改变而逐渐变化。
这种材料在近年来得到了广泛的研究和应用，其独特的特性使其在多个领域有着重要的应用前景。
一、功能梯度材料的组份功能梯度材料的组份包括两个或多个不同的材料，这些材料在空间分布上呈现出一定的规律。
常见的功能梯度材料的组份有以下几种：1. 金属-陶瓷组份：金属和陶瓷是功能梯度材料中常见的组份。
金属具有良好的导电性和导热性，而陶瓷具有优异的抗磨损性和耐高温性。
将金属和陶瓷组合在一起，可以制造出具有导热性和抗磨损性的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
2. 陶瓷-陶瓷组份：陶瓷材料具有优异的绝缘性能和耐腐蚀性能，但其韧性较差。
通过将不同种类的陶瓷材料组合在一起，可以实现材料性能的优化。
例如，将高韧性的陶瓷材料与高强度的陶瓷材料组合，可以制造出具有较好韧性和强度的材料，被广泛应用于医疗领域。
3. 金属-高分子材料组份：金属和高分子材料具有不同的性质，通过将它们组合在一起，可以制造出具有金属的导电性和高分子材料的机械性能的材料。
这种材料在电子领域有着重要的应用，如柔性电子器件的制备。
4. 陶瓷-高分子材料组份：陶瓷和高分子材料组合在一起，可以实现材料性能的多样化。
陶瓷具有优异的耐磨损性和耐高温性，而高分子材料具有良好的可塑性和韧性。
将它们组合在一起，可以制造出具有耐磨损性和可塑性的材料，被广泛应用于汽车制造、航空航天等领域。
5. 金属-陶瓷-高分子材料组份：将金属、陶瓷和高分子材料三者组合在一起，可以实现材料性能的多样化。
这种材料在医疗领域有着广泛的应用，如人工关节等。
二、功能梯度材料的应用功能梯度材料由于其独特的组份和性质分布，被广泛应用于各个领域。
以下是功能梯度材料的一些应用示例：1. 高温结构材料：功能梯度材料在高温环境下具有良好的耐热性能和机械性能，被广泛应用于航空航天、能源等领域。
有关高分子、复合、金属、陶瓷材料.doc
有关高分子、复合、金属、陶瓷材料专业：学生姓名：学号：指导教师：完成时间：2015年1月3日有关金属、陶瓷、高分子、复合材料高分子材料特点：高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。
高分子材料有很高的分子量,质轻,密度小,有优良的力学性能,绝缘性能,隔热性能.由于高分子结构的不同,其特点也不尽相同。
比如说：橡胶一类线型柔性高分子聚合物，其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状；高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料，它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。
功能高分子材料除还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。
应用：浙江大学的科研人员得到一种不仅坚硬、富有韧性，而且可连续化制备的高分子材料。
用它织成的衣服可以防辐射和静电，由于新型纤维质量轻，还可做成更轻便的防弹衣。
目前，课题组已能制成比头发丝还细的仿贝壳纤维。
“我们这项技术的应用面很广，例如可制成功能性的织物。
大家穿上了用仿贝壳纤维材料做的衣服后，不仅能防静电，还可以防辐射，同时又耐化学腐蚀。
”该课题组博士生许震说。
也许在未来，人们真的可以像蜘蛛侠那样，喷出液体迅速凝结成强韧的新型纤维，飘荡在城市大楼之间。
复合材料：特点：由异质、异性、异形的有机聚合物、无机非金属、金属等材料作为基体或增强体，通过复合工艺组合而成的材料。
除具备原材料的性能外，同时能产生新的性能。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
以纤维增强材料应用最广、用量最大。
其特点是比重小、比强度和比模量大。
一般复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点。
应用：在建筑工业发展中使用树脂基复合材料对减轻建筑物自重，提高建筑物的使用功能等十分有利，是实现建筑工业现代化的必要条件。
材料微观组织的概念及分类
材料微观组织的概念及分类材料微观组织是指材料在微观尺度下的内部结构和组织形态，是由晶体、晶界、晶粒、晶格缺陷、孪晶、析出相、晶体取向等组成的。
微观组织的特征与性能之间有着密切的关系，对材料的性能和行为具有重要的影响。
微观组织的分类主要有金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
金属材料的微观组织特征主要包括晶格结构、晶粒形态、晶界和孪晶。
在金属的微观组织中，晶界是一个非常重要的概念，它是相邻晶粒之间的交界面，对金属材料的力学性能和腐蚀性能有很大的影响。
金属材料的晶粒形态可以有等轴晶粒、柱状晶粒和板状晶粒等不同形态，这些形态的不同会对金属材料的性能产生影响。
此外，金属材料中的孪晶是由于材料在变形或加工过程中产生了错觉而形成的，对材料的塑性变形行为有着重要的影响。
金属材料的微观组织特征对金属材料的热加工、冷加工、固溶处理、时效处理等过程中的材料性能有着重要的影响。
陶瓷材料的微观组织特征主要包括晶粒尺寸、晶粒分布、晶粒取向和晶界结构。
陶瓷材料中的晶粒尺寸和分布对材料的力学性能、耐磨性能和耐热性能具有重要的影响。
此外，陶瓷材料中的晶粒取向可以对材料的力学性能和导热性能产生重要的影响。
陶瓷材料中的晶界结构也是一个重要的概念，对陶瓷材料的力学性能和导热性能有着重要的影响。
陶瓷材料的微观组织特征对陶瓷材料的成型、烧结、抛光等过程中的材料性能有着重要的影响。
高分子材料的微观组织特征主要包括聚合物链的构型、分子结晶、晶粒尺寸和晶界结构。
高分子材料中聚合物链的构型对材料的强度、韧性和耐磨性能有着重要的影响。
高分子材料中的分子结晶对材料的耐热性能和耐溶剂性能有着重要的影响。
高分子材料中的晶界结构对材料的热加工、冷加工和固溶处理等过程中的材料性能有着重要的影响。
高分子材料的微观组织特征对高分子材料的成型、挤压、拉伸等过程中的材料性能有着重要的影响。
复合材料的微观组织特征主要包括基体和增强相的分布、界面结构和晶粒尺寸。
复合材料的基体和增强相的分布对材料的强度、韧性和硬度有着重要的影响。
新材料的种类及应用
新材料的种类及应用新材料是指近年来研发出来的具有特殊性能或特殊结构的材料，通常由人工合成或改变原材料组成和结构而得到。
新材料广泛应用于各个领域，包括工业生产、科学研究、医疗保健、能源技术等。
新材料的种类繁多，根据其材料特性和应用领域的不同，可以分为以下几类：1. 金属基复合材料：这类材料由金属基体和一种或多种非金属基体组成。
它们通常具有高强度、高硬度、耐磨损和耐腐蚀等优点。
金属基复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和能源领域。
2. 高分子材料：高分子材料是由一种或多种单体聚合而成的大分子化合物。
高分子材料具有较低的密度、良好的绝缘性能和可塑性。
例如，聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等材料广泛应用于塑料制品、电子设备和纺织品等领域。
3. 纳米材料：纳米材料指的是颗粒尺寸在1到100纳米之间的材料。
纳米材料具有较大的比表面积和更高的化学反应性。
它们广泛应用于能源储存、催化剂、生物医学和环境保护等领域。
4. 超导材料：超导材料是在低温下具有零电阻的材料。
超导材料具有良好的电导率和磁性能，广泛应用于磁共振成像技术、超导电缆和电子器件等领域。
5. 光电功能材料：光电功能材料具有光学、电学和磁学等特殊性能。
例如，光电传感器、太阳能电池和液晶显示器等光电功能材料广泛应用于光学通信和电子设备等领域。
6. 生物材料：生物材料是指可与生物体相容性良好，并能在生物环境下发挥特殊功能的材料。
例如，人工关节、血管支架和骨修复材料等生物材料广泛应用于医学和健康领域。
7. 新型陶瓷材料：新型陶瓷材料具有高强度、高温稳定性和耐腐蚀性能。
例如，氧化铝、氧化锆和碳化硅等陶瓷材料广泛应用于航空航天、化工和电子器件等领域。
8. 智能材料：智能材料是指能够根据外界刺激作出相应响应的材料。
例如，压电材料、形状记忆合金和光变材料等智能材料广泛应用于传感器、控制系统和智能结构等领域。
以上只是新材料的一部分分类和应用领域的简单介绍。
随着科技和材料科学的不断进步，新材料的种类将继续增加，其应用领域也将更加广泛和多样化。
有机高分子材料的优点
有机高分子材料的优点
有机高分子材料具有以下优点：
1. 轻量化：有机高分子材料通常比金属和陶瓷材料更轻，可以降低产品的重量，提高产品的可携带性和操作性。
2. 耐腐蚀：有机高分子材料具有较好的耐腐蚀性能，对酸碱、水和氧气等化学物质的侵蚀能力较强，可以增加产品的使用寿命。
3. 电绝缘性：有机高分子材料通常具有良好的电绝缘性能，可以用于制作电子器件和绝缘材料。
4. 加工性好：有机高分子材料易于加工成各种形状和尺寸，可以通过注塑、压制、挤出等工艺制作复杂的产品。
5. 可塑性和弹性：有机高分子材料具有很高的可塑性，可以制作出柔软和弹性的材料，提高产品的舒适性和使用性能。
6. 可降解性：有机高分子材料可以通过控制其结构和成分，使其具有可降解性，对环境友好，减少对生态环境的污染。
7. 良好的物理性能：有机高分子材料具有较低的热传导性和良好的吸声性能，可以在建筑、汽车等领域起到隔热、隔音的作用。
8. 价格相对低廉：相较于金属、陶瓷等材料，有机高分子材料的生产成本相对较低，价格相对较低，降低了产品的制造成本。
材料的四大分类
材料的四大分类
一、材料的分类
1、金属材料：包括金属和合金。
2、有机高分子材料：如合成塑料、纤维、橡胶、天然的羊毛棉花等。
3、无机非金属材料：包括玻璃、陶瓷。
4、复合材料：由两种以及两种以上的材料组成，如水泥。
二、材料的性质与用途
不同的材料由于组成和结构不同，具有不同的性质和不同的用途。
例如，金属材料具有导电、导热性好，化学性质稳定，耐热，耐腐蚀和工艺性好等优良性能，是现代电子、机械、轻工、仪表、航空航天等技术领域不可缺少的材料。
钢铁是目前应用最广泛的材料，修房造屋，铺路架桥，制造机器设备，制造飞机、轮船、大炮等都要用到钢铁。
传统陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差，在食器、装饰上广泛使用，人们日常使用的瓷器、水缸、瓦盆等硬而脆的日用品，属于传统的陶瓷制品。
新型陶瓷也称精细陶瓷，是以人工合成的高纯超细粉末为原料.在严格控制的条件下，经过成型、烧结等程序制成的具有微细结晶组织的材料，具有优越的物理、化学和生物性能，其应用范围更加广泛。
三、天然材料和人造材料
天然材料指自然界已有、未经加工或基本不加工就可直接使用的材料，即直接来自大自然的材料。
如棉花、沙子、石材、蚕丝、煤矿、石油、铁矿、亚麻、羊毛、皮革、粘土、石墨等。
人造材料又称合成材料，是指人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，即不是直接来自大自然，而是科学家创造出来的材料，其性质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等。
在人造材料中，塑料、合成纤维和合成橡胶被称为三大有机合成材料。
根据化学组成和原子结构给出材料的基本分类
根据化学组成和原子结构给出材料的基本分类材料是指任何一种物质的总称，包括我们日常生活中使用的各种材料。
根据材料的化学组成和原子结构，一般可以将材料分为以下几类：1. 金属材料金属材料一般指具有金属性质的材料，具有良好的导电性、热导性、塑性和韧性等特性。
常见的金属材料包括铁、铜、铝、镁、锌等，它们的原子结构为一个或多个原子核周围环绕着自由电子，形成了金属键的结构。
2. 陶瓷材料陶瓷材料一般指不含金属成分的材料，主要由氧化物、碳化物、氮化物等化合物构成。
陶瓷材料具有高温稳定性、耐磨性和耐腐蚀性等特点，一般用于制作高温陶瓷、电容器、电子元器件等。
3. 高分子材料高分子材料是指分子量较大的有机化合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等。
高分子材料通常具有轻质、高强度、耐磨、耐腐蚀等特点，广泛应用于制作塑料制品、橡胶制品、纤维等。
4. 半导体材料半导体材料是指电导率介于导体和绝缘体之间的材料，如硅、锗等。
半导体材料的电子结构类似于绝缘体，但加入适量杂质后，可在杂质原子处形成导电带，进而调制半导体的导电性质。
半导体材料广泛用于电子工业领域，如晶体管、集成电路、太阳能电池等。
5. 纳米材料纳米材料是近年来发展起来的新型材料，其特点是尺寸在纳米级别（1-100纳米）范围内。
由于纳米材料具有特殊的物理、化学和光学特性，因此在材料科学、生物科学、电子学、新能源等领域具有广泛的应用前景。
综上所述，根据材料的化学组成和原子结构，可以将材料分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料、半导体材料和纳米材料五类。
每种材料都具有特定的物理、化学性质和用途，是现代工业和生活不可或缺的重要材料。
防火耐高温材料有哪些
防火耐高温材料有哪些
防火耐高温材料是一种能够在高温环境下保持稳定性和安全性的材料，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑材料等领域。
下面我们将介绍一些常见的防火耐高温材料。
首先，陶瓷材料是一种常见的防火耐高温材料。
陶瓷具有优异的耐高温性能，能够在高温下保持稳定的物理和化学性质。
陶瓷材料被广泛应用于航空航天领域，例如航天器的热结构件和隔热涂层等。
此外，陶瓷材料还常用于电子电气领域，如高温电路板和绝缘材料等。
其次，耐火材料也是一种常见的防火耐高温材料。
耐火材料是一类能够在高温下保持结构稳定和不易受热破坏的材料。
耐火材料主要用于建筑材料领域，例如耐火砖、耐火混凝土等，能够在火灾中起到防火隔热的作用。
另外，高分子材料也具有一定的防火耐高温性能。
高分子材料是一类聚合物材料，具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点，在一定程度上能够抵抗高温。
高分子材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气等领域，如高温塑料、耐高温橡胶等。
此外，金属材料也可以具有一定的防火耐高温性能。
一些特殊金属合金，如镍基合金、钛合金等，具有优异的耐高温性能，能够在高温下保持较好的力学性能和化学稳定性。
这些金属材料被广泛应用于航空航天、化工、能源等领域。
综上所述，防火耐高温材料包括陶瓷材料、耐火材料、高分子材料和金属材料等。
这些材料在不同领域具有重要的应用价值，为高温环境下的安全性和稳定性提供了重要保障。
随着科学技术的不断发展，相信防火耐高温材料会有更多的创新和突破，为各行各业提供更加优质的材料解决方案。
应用材料题库
应用材料复习题一、填空题1．按用途分，汽车应用材料可分为汽车工程材料和汽车运行材料两大类。
2．汽车工程材料包括金属材料、高分子材料、陶瓷材料、和复合材料。
3.碳素钢据碳质量分数含量的多少分为低碳钢、中~ 、高~ 。
4. 常用的淬火介质有水、盐水、油。
5．高分子材料是以高分子化合物为主要原料组成的材料。
6. 高分子化合物的粘弹性主要表现为蠕变、应力松弛和内耗等。
7. 曲轴是球墨铸铁在汽车上应用最成功的典型零件。
8.被誉为“塑料王”的塑料是聚四氟乙烯。
9. 通用合成橡胶的品种有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等。
10. 材料的常用强度指标有弹性模量、弹性极限、丁腈橡胶、氯丁橡胶。
11. 涂料的组成包含成膜物质、颜料、溶剂、助剂四个组分。
12．氧化铝陶瓷的主要成分是Al2O3，又称为刚玉瓷。
13. 化学热处理的过程分为分解阶段、吸收阶段、扩散阶段三个阶段。
14. 常见的金属晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。
15. 涂料的组成包含、、、四个组分。
16. 点缺陷的主要类型有晶格空位和间隙原子两种。
17.铁碳合金中的两个混合相分别是莱氏体和珠光体两种。
18根据钢的成分和退火目的不同，常用的退火工艺有完全退火、等温、球化、均匀化、去应力。
19.共析钢奥氏体的形成可以分为奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、剩余渗碳体的溶解，奥氏体的均匀化。
、四个基本过程。
20.根据工件性能要求不同，实际生产中一般把淬火钢的回火分为低温回火、中温、高温三种。
21.表面热处理主要包括表面淬火热处理、化学热处理两种。
22.碳钢中常见的杂志元素主要有硅、锰、硫、磷23.碳钢按用途分为碳素结构钢、碳素工具钢两种。
24.合金钢按合金元素含量分为低合金钢、中~ 、高 ~ 三种。
25.合金工具钢按主要用途可以分为合金刃具钢、合金磨具钢、合金量具钢三种。
二、选择题1．金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫( B )A 硬度B 强度C 塑性D 弹性2．正火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后以什么形式冷却的一种热处理工艺( B )A 随炉冷却B 在空气中冷却C 在油中冷却D 在水中冷却3．调质处理就是（ C ）的热处理。
金属材料和陶瓷材料
金属陶瓷材料金属材料和陶瓷材料是我们在航空航天、船舶、汽车、日用等行业十分常见的材料，已经融入到我们的方方面面。
金属陶瓷作为金属材料和陶瓷材料研发的一种新型复合材料，兼具金属和陶瓷材料的某些优点，受到科研工作者的广泛关注，是材料领域的研究重点之一。
近年来，金属陶瓷的研究成果越来越多，新品种不断出现，理论体系也日趋成熟。
图1 金属陶瓷航空铝材质手机外壳一、金属陶瓷简介金属陶瓷，是一种由金属或合金和一种或几种陶瓷相所组成的非均质的复合材料，其中后者约占15%～85vol%，当陶瓷含量高于50vol%时，亦可称为陶瓷-金属复合材料。
金属陶瓷(Cermet/Ceramet)是由陶瓷(Ceramics)中的词头Cer/Cera与金属(Metal)中的词头Met结合起来构成。
金属陶瓷的理想结构是弥散且均匀分布的陶瓷颗粒表面被连续薄膜形态的金属相包裹，其中陶瓷相承受机械应力和热应力，通过连续的金属相分散，金属相因呈薄膜状包裹再陶瓷颗粒表面而得到强化，故金属陶瓷作为介于高温合金和陶瓷材料之间的一种高温材料，具有兼顾金属的高韧性、可塑性和陶瓷的高熔点、耐腐蚀和耐磨损等性能。
图2 常见材料化学稳定性与抗热冲击性汇总图3 陶瓷材料和金属材料杨氏模量及断裂强度对比二、金属陶瓷的发展史第一代：二战期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代：60年代美国福特汽车公司发明的，它添加M o到Ni粘结相中改善TiC和其它碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代：金属陶瓷则将N元素引入合金的硬质相，改单一相为复合相，形成Ti(C，N)固溶体；20世纪80年代，硼化物陶瓷由于具有很高的硬度、熔点和优良的导电性、耐腐蚀性，成为最有发展前途的金属陶瓷。
图4 TiC金属陶瓷组织结构示意图三、金属陶瓷材料匹配的原则1、相间热力学匹配：金属相的加入大幅降低陶瓷的烧结温度，改善期脆性。
纯TiC材料因其烧结温度在2000℃高温，晶粒生长较快，致密度和性能较低，加入Ni-Mo金属作为粘接相，形成TiC-Ni-Mo陶瓷金属，可在1300℃烧结，且致密度和机械性能均有提高，详见图5；图5 Ni-Mo金属含量对TiC-Ni-Mo陶瓷金属断裂强度的影响2、相容性：包括陶瓷与金属材料的热膨胀系数、导热系数、弹性模量等的相容性，如两者热膨胀系数相差过大，造成的内应力会降低材料的热稳定性；图6 Ag金属纳米线、氧化铝陶瓷复合超材料薄膜3、相间热稳定性：金属相与陶瓷相之间无剧烈的化学反应。
高分子材料及陶瓷材料的力学性能
高分子材料及陶瓷材料的力学性能一、高分子材料：分天然与人工合成两大种类：天然：木、天然橡胶、棉麻、丝、毛发、蛋白质等；人工合成：工程塑料、合成纤维、合成橡胶；三者之间并无严格界限：橡胶在低温时，纤维在定向拉伸前都是塑料。
1．塑料：——指在玻璃态使用的具有可塑性的高分子材料，以树脂为主要成分，加入各种添加剂(填料、增塑剂、固化剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、阻燃剂等)，能在加工过程中塑制成型。
依照其受热时的表现可分为热塑性塑料与热固性塑料1）按用途可分为：①通用塑料：用于生活用品制造，具有产量大、价格低、用途广、低毒性的特点。
常用的有六大品种：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料。
②工程塑料：使用于机械设备制造与工程结构制造中，力学性能较高，有较强的耐热性与耐腐蚀性能，常用的有：聚酰胺（也叫尼龙或锦纶）、聚甲醛、有机玻璃、聚碳酸酯、ABC塑料、聚苯醚、氟塑料等。
③特种塑料：具有某些特殊性能，如耐高温、耐腐蚀等。
其产量小，价格昂贵。
2）工程塑料的性能特点：①相对密度较低：0.9-2.3，具有很好的比强度，特别宜于制造车辆、船舶等交通运输工具；②耐腐蚀性能好：对一般的化学药品都有很强的抵抗力，但大多不耐有机溶剂的溶解；③电绝缘性能好：不导电且电绝缘性好，在电子、电器工业中作为绝缘材料广泛应用；④有很好的减震、减噪性能和很好的减摩擦能力及耐磨性：能吸收噪音，减缓震动，并且有一定的自润滑性，在无润滑的条件下也可有效地工作；⑤刚度低；只有钢铁材料的十分之一弱（1/100-1/10）；强度低：一般只有30-100Mpa；蠕变强度及蠕变温度低：室温下就可蠕变，持久强度低⑥耐热能力差：一般只能工作于1000C以下，少数可工作于2000C以上；⑦导热系数小：只有金属材料的1/200-1/600，散热能力低，不利于在磨擦条件下工作的机件；且其膨胀系数也远大于金属材料，与金属的结合较为困难；⑧易于老化：随时间的推移，有脆化、强度降低的现象；⑨不耐溶剂：会溶胀、应力开裂、老化。
材料科学与工程主要研究对象和内容
材料科学与工程主要研究对象和内容材料科学与工程是一门研究物质结构、性能、制备和应用的学科。
它主要研究的对象是各种材料，包括金属、陶瓷、高分子材料、复合材料等。
材料科学与工程的研究内容涉及材料的组成、结构、性能以及制备和加工技术等方面。
材料科学与工程研究的一个重要方向是材料的组成和结构。
材料的组成决定了它的化学成分和元素组合，而材料的结构则决定了它的晶体结构、晶粒大小和晶界形貌等。
通过对材料的组成和结构进行研究，可以揭示材料的基本性质和行为规律，为材料的性能改进和应用提供理论依据。
材料科学与工程关注材料的性能。
材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等多个方面。
力学性能包括材料的强度、韧性、硬度等指标，热学性能包括材料的导热性、热膨胀系数等指标，电学性能包括材料的导电性、介电性等指标，光学性能包括材料的透明度、折射率等指标。
通过对材料性能的研究，可以评价材料的优劣，并优化材料的设计和制备过程。
材料科学与工程还涉及材料的制备和加工技术。
材料的制备包括合成、熔炼、溶液法、固相法等多种方法，通过这些方法可以获得具有特定组成和结构的材料。
材料的加工技术包括铸造、锻造、深冲压、焊接、涂覆等多种方法，通过这些方法可以对材料进行形状和结构的调控，以满足不同的工程需求。
材料科学与工程还关注材料的应用。
材料的应用涉及到各个领域，如航空航天、汽车、电子、能源等。
材料科学与工程通过研究不同材料的特性和制备加工技术，为不同领域的应用提供支持。
例如，研究新型金属材料的力学性能和耐蚀性，可以为航空航天领域的材料选择和设计提供参考；研究新型光电材料的光学性能和电学性能，可以为电子领域的材料开发和器件设计提供支持。
材料科学与工程主要研究的对象是各种材料，研究内容涉及材料的组成、结构、性能以及制备和加工技术等方面。
通过对材料的研究，可以揭示材料的基本性质和行为规律，并为材料的性能改进和应用提供理论依据。
材料科学与工程在各个领域的应用中起到了重要的支撑作用，为社会经济的发展做出了重要贡献。
高分子材料、金属与陶瓷
纯金属一般具有良 好的塑性，但很难满 足工程技术多方面的 需要 ，因此金属材料 常以合金的形式适用。 常用金属材料有： 钢、铸铁、铝、铜等
金属材料具有较好的机械性能，在强度、塑性、硬度、韧性及疲劳 强度等综合性能较好，常用于各种机械零件。
金属一般都是电、热的良导体，所以工业上常用铜、铝及其合金作 为导电材料；一些散热器和热交换器的零件也常选用铜铝等制造。
化学稳定性和耐水性、耐腐蚀性好。
一般塑料对酸、碱、盐及油脂均有较好的耐腐蚀能力。其中最为 稳定的聚四氟乙烯，仅能与熔融的碱金属反应，与其它化学物品均不起 作用
优良的加工性能和功能的可设计性强。 一般的高分子材料电绝缘性好。胶粘剂都会出现易老化，如 失去弹性、出现裂纹、变硬、变脆或变软、发动等，失去原有的 使用功能的现象
如大多塑料密度在0.9-2.2g/cm3之间，平均为1.45g/cm3，约 为钢的1/5。
有些变形能力很强，使其在工程的某些部位可取代脆性很强的材料。
导热系数小
如泡沫塑料的导热系数只有0.02-0.046W/(m.K)，约为金属的l/1500， 混凝土的1/40，砖的l/20，是理想的绝热材料
陶瓷是由粉末原料成型后在高温作用下硬化而 成的制品，是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相） 的聚集体。 陶瓷的组织结构非常复杂，各个相组成、结构、 数量、几何形状及分布状况都能影响陶瓷的性能。 结合键主要是金属键和共价键，大多数是两者的混合 键。
化学对人类生活的贡献
化学对人类生活的贡献
1. 化学制药：医药品和药物的制造、开发和研究，使得全世界的生命健康得以得到改善。
2. 化学合成材料：高分子材料、金属材料、陶瓷材料等，被广泛应用于制造工业，包括汽车、电子设备、建筑材料等。
3. 化学能源：石油、煤炭、天然气等作为能源的开发和利用，成为现代社会的不可或缺的一环。
4. 化学食品：增强食品营养, 增加食品香味, 并保护食品的质量与安全。
5. 化学纺织品：纺织纤维、染料、印染剂等化学品的研发与应用，提高了纺织品的品质和性能。
6. 化学环保：环保化学品的开发和使用，由于防止污染, 改善环境质量，提供了更加美好和健康的生活环境。
7. 化学教育：化学成为现代科学技术的基础，成为各种科学的基础课程，为人们提供了更准确的科学知识。
材料科学与工程基础知识
材料科学与工程基础知识材料科学与工程是一门涵盖材料的结构、性能、制备、应用及其相关科学原理和工程技术的学科。
在现代科技领域，材料科学与工程发挥着重要的作用，其知识基础涵盖了许多领域，包括材料结构和性能、固态物理、化学、能源、机械、电子、环境等。
以下是关于材料科学与工程的基础知识：1.材料的分类材料可以根据其组成、性质和应用分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
金属材料具有良好的导电性和导热性，适用于制造结构件、导热元件和电子器件等。
陶瓷材料具有优良的耐高温、耐磨损和绝缘特性，主要应用于制造电子陶瓷、建筑陶瓷和磁性材料等。
高分子材料具有较好的可塑性和绝缘性能，广泛应用于塑料、橡胶和纤维等领域。
复合材料是由两种或多种材料按一定比例混合而成，具有优异的性能，例如碳纤维增强复合材料具有高强度和轻质的特点。
2.材料的晶体结构材料的晶体结构是由原子或离子按照一定的空间排列规则而构成的。
晶体被分为晶格和晶胞，晶格是由原子或离子堆积而成的三维结构，而晶胞是晶格中最小的重复单元。
常见的晶体结构有立方晶系、六方晶系、正交晶系、四方晶系等。
材料的晶体结构直接影响着其力学性能、热学性能和电学性能等。
3.材料的性能材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能、化学性能等。
力学性能包括强度、韧性、硬度等，这些性能能够反映材料在外力作用下的抗变形和抗破坏能力。
热学性能包括热传导性、线膨胀系数等，这些性能决定了材料的热稳定性和导热性。
电学性能包括导电性、绝缘性等，这些性能决定了材料在电子器件中的应用。
化学性能决定了材料在不同环境下的耐腐蚀性能和反应活性。
4.材料的制备与加工材料的制备包括化学合成、物理制备和机械制备等多种方法。
化学合成是通过化学反应来制备材料，如溶胶-凝胶法、溶液法、气相沉积等。
物理制备是通过物理方法改变材料的结构和性质，如溅射法、激光熔凝法、热处理等。
机械制备是通过机械加工方法来制备材料，如铸造、锻造、挤压等。
三大固体材料
三大固体材料在现代工业和科技领域，固体材料是不可或缺的重要组成部分。
它们广泛应用于建筑、电子、汽车、航空航天等领域，为人类社会的发展做出了巨大贡献。
在众多的固体材料中，有三种材料因其独特的性能而备受关注，它们分别是金属材料、陶瓷材料和高分子材料。
首先，金属材料是一类以金属元素为主要成分的材料。
金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性，因此被广泛应用于电子、建筑和制造业。
金属材料的结构特点是具有金属键，金属原子之间存在着电子云，因此金属材料具有良好的导电性。
同时，金属材料的晶格结构不规则，使得金属材料具有良好的延展性和韧性，能够在外力作用下发生塑性变形。
常见的金属材料包括铁、铝、铜等，它们在工业生产和日常生活中都有着重要的应用。
其次，陶瓷材料是一类以非金属元素为主要成分的材料。
陶瓷材料具有优异的耐高温、耐腐蚀和绝缘性能，因此被广泛应用于电子、化工和航空航天领域。
陶瓷材料的结构特点是具有离子键或共价键，因此具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
同时，陶瓷材料的晶格结构规则，使得陶瓷材料具有较高的硬度和抗压性。
常见的陶瓷材料包括氧化铝、氧化硅、氮化硅等，它们在高温工艺和特殊环境下具有重要的应用价值。
最后，高分子材料是一类由大量重复单元组成的聚合物材料。
高分子材料具有良好的可塑性、耐磨性和绝缘性能，因此被广泛应用于塑料、橡胶和纺织品等领域。
高分子材料的结构特点是由大量重复单元组成的线性或交联结构，因此具有良好的可塑性和柔韧性。
同时，高分子材料的分子链结构规则，使得高分子材料具有良好的耐磨性和抗老化性能。
常见的高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，它们在包装、建筑和纺织等领域有着重要的应用。
综上所述，金属材料、陶瓷材料和高分子材料是三大固体材料中备受关注的材料。
它们各自具有独特的性能和应用特点，在现代工业和科技领域发挥着重要作用。
随着科技的不断进步，相信这三大固体材料在未来会有更广阔的发展空间，为人类社会的发展做出新的贡献。
高温结构材料
高温结构材料高温结构材料是指能够在高温环境下保持较好性能的材料。
高温环境对材料的性能具有很大的挑战，因为高温会引起材料发生相变、热膨胀、氧化、腐蚀等现象，导致材料的力学性能、热学性能、电学性能等发生变化，甚至引发材料的破裂、失效等问题，因此需要选择合适的高温结构材料来满足高温环境的需求。
高温结构材料主要有金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
金属材料是最常见的高温结构材料，其具有优良的导热性、导电性和可塑性等特点，能够在高温下保持较好的强度和稳定性。
金属材料常用于高温炉、热交换器、汽车发动机等高温设备中。
常见的高温金属材料有镍基合金、钨钼合金、铁基合金等。
陶瓷材料是另一类常用的高温结构材料，其具有高熔点、低热膨胀系数、较好的抗氧化性和耐腐蚀性等特点，能够在高温环境下保持较好的稳定性。
陶瓷材料常用于高温炉、燃烧室、电子器件等高温设备中。
常见的高温陶瓷材料有氧化铝陶瓷、硼氮化硅陶瓷、硅酸盐陶瓷等。
高分子材料是一种可塑性较好的材料，其具有较好的耐热性、耐高能辐射性和电绝缘性等特点，能够在高温环境下保持较好的可靠性。
高分子材料常用于高温密封件、电缆绝缘等高温设备中。
常见的高温高分子材料有聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯等。
复合材料是由两种或多种材料组合而成的材料，其具有优良的综合性能，能够在高温环境下保持较好的力学性能和热学性能。
复合材料常用于高温结构件、热辐射屏蔽件等高温设备中。
常见的高温复合材料有碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料等。
总之，选择合适的高温结构材料对于保证高温设备的正常运行和延长其使用寿命至关重要。
不同的高温环境对材料的要求不同，需要根据实际情况选择适合的材料，并结合合适的工艺和设计来提高材料的耐高温性能。
随着科学技术的不断进步，高温结构材料的研究和应用领域将会越来越广泛。
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。
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如大多塑料密度在0.9-2.2g/cm3之间，平均为1.45g/cm3，约 为钢的1/5。
有些变形能力很强，使其在工程的某些部位可取代脆性很强的材料。
导热系数小
如泡沫塑料的导热系数只有0.02-0.046W/(m.K)，约为金属的l/1500， 混凝土的1/40，砖的l/20，是理想的绝热材料
可燃性及毒性
高分子材料一般属于可燃的材料，部分高分子材料燃烧时发烟， 产生有毒气体，其防火性比无机材料差
耐热性差
高分子材料的耐热性能普遍较差，如使用温度偏高会促进其老化， 甚至分解；塑料受热会发生变形，在使用中要注意其使用温度的限制。
金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富
有延展性、容易导电、传热等性质的物质。
化学稳定性和耐水性、耐腐蚀性好。
一般塑料对酸、碱、盐及油脂均有较好的耐腐蚀能力。其中最为 稳定的聚四氟乙烯，仅能与熔融的碱金属反应，与其它化学物品均不起 作用
优良的加工性能和功能的可设计性强。 一般的高分子材料电绝缘性好。
易老化
塑料、橡胶、有机涂料和有机胶粘剂都会出现易老化，如 失去弹性、出现裂纹、变硬、变脆或变软、发动等，失去原有的 使用功能的现象
纯金属一般具有良 好的塑性，但很难满 足工程技术多方面的 需要 ，因此金属材料 常以合金的形式适用。 常用金属材料有： 钢、铸铁、铝、铜等
金属材料具有较好的机械性能，在强度、塑性、硬度、韧性及疲劳 强度等综合性能较好，常用于各种机械零件。
金属一般都是电、热的良导体，所以工业上常用铜、铝及其合金作 为导电材料；一些散热器和热交换器的零件也常选用铜铝等制造。
高分子材料是由相对分子质量较 高的化合物构成的材料。 我们接触的很多天然材料通常是 高分子材料组成的，如天然橡胶、 棉花、人体器官等。人工合成的化 学纤维、塑料和橡胶等也是如此。
高聚物分子量高，分子量多分散性
分子的空间结构排列复杂
晶态有序性较差，但非晶有一定有序性
质轻，密度低 力学性能好
常温下大部分有机高分子材料的韧Hale Waihona Puke 良好，其中有许多强度较高，
陶瓷是由粉末原料成型后在高温作用下硬化而 成的制品，是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相） 的聚集体。 陶瓷的组织结构非常复杂，各个相组成、结构、 数量、几何形状及分布状况都能影响陶瓷的性能。 结合键主要是金属键和共价键，大多数是两者的混合 键。
陶瓷具有优良的物理、化学性能，可分为结构陶 瓷和功能陶瓷两大类。功能陶瓷由于具有压电、铁电、 声光、电磁、生物化学的功能而得到广泛应有，结构 陶瓷则由于具有很高的熔点和强度，而且化学稳定性 好，因而被用于结构材料，特别是高温结构材料。 然而，陶瓷的塑性变形能力差，易发生脆性破 坏；同时加工性能差，不易加工。