非金属材料ppt课件

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《无机非金属》课件

《无机非金属》课件
气相法可以制备出具有超常物理性能的无机非金属材料,但制备过程能耗极高,且 不易控制材料的尺寸和形状。
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料,但制备过程较 为复杂,且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力,热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度,抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力,介电常数与材料的介电性能有关,绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展,对无机非金属材料的需求量越来越大,而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来,如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放,对环境 造成一定的压力,如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ,如混凝土、石材、玻璃等,它们是建筑物 的主要构成材料,具有耐久、防火、隔音等 特点,为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域,无机非金属材料扮演着重要的角色,如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等,它们是现代电子工业的 基础,为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。

非金属材料成形讲解课件

非金属材料成形讲解课件
瓷等。
生产工艺的改进与创新
1 2
3D打印技术
利用3D打印技术实现个性化定制和复杂结构的 制造,提高生产效率和降低成本。
连续纤维增强热塑性复合材料
通过将连续纤维与热塑性树脂结合,实现快速固 化、轻量化、可回收等优点。
3
模压成形工艺
利用模具将非金属材料快速、准确地成形,适用 于大批量生产。
市场需求的动态变化
分类
无机非金属材料如陶瓷、玻璃、 水泥等,有机非金属材料如塑料 、橡胶、纤维等。
非金属材料成形的应用领域
航空航天
非金属材料在航空航天领域的 应用,如复合材制造领域的 应用,如塑料、橡胶等。
电子电器
非金属材料在电子电器领域的 应用,如绝缘材料、导热材料 等。
建筑行业
门窗材料
非金属材料如塑钢、铝合金等,用 于建筑门窗的制造和安装,具有隔 热、隔音、美观等优点。
医疗行业中的应用
医疗设备
非金属材料如医用级硅胶、聚乙烯等,用于制造医疗设备如呼吸机、输液器等,具有无毒、无害的优 点。
医疗器械
非金属材料如钛合金、聚醚醚酮等,用于制造医疗器械如手术器械、植入物等,具有优良的生物相容 性和耐腐蚀性。
非金属材料在建筑行业的应用 ,如玻璃、瓷砖、石膏板等。
非金属材料成形的基本原理
成形方法
01
非金属材料的成形方法包括注塑成形、挤出成形、压制成形等

材料性质
02
非金属材料的性质如可塑性、流动性、热稳定性等对成形过程
的影响。
成形工艺参数
03
非金属材料的成形工艺参数如温度、压力、时间等对成形质量
的影响。
非金属材料成形讲解课件
目录 Contents

《无机非金属材料》课件

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300℃
Si + 3HCl
SiHCl3 + H2
1100℃
SiHCl3 + H2
Si + 3HCl
硅单质的用途 硅芯片、太阳能电池
硅芯片
硅太阳能电池
2.二氧化硅 沙子
玛瑙
水晶 石英
物理性质: 难溶于水, 熔点高, 硬度大 , 不导电
SiO2的化学性质
a.酸性氧化物
①与碱溶液反应:SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 已知:Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,具有黏结力强、耐高温等特性,
透明陶瓷
超导陶瓷
4.碳纳米材料
富勒烯
石墨烯
碳纳米管(单壁) 碳纳米管(多壁)
分类
传统无机 非金属材料
名称 陶瓷
玻璃
水泥
性能
主要用途
熔点高、硬度大、耐腐蚀、 建筑材料、日常器皿、
性质稳定
卫生洁具
透光性好、硬度大、 无固定熔点
建筑材料、各种器皿、 光学仪器等
遇水逐渐变硬(水硬性)、 大量用于建筑、水利、
《无机非金属材料》
一、传统无机非金属材料-硅酸盐材料
兵马俑
天津大剧院
珠港澳大桥
硅酸盐: 组成:硅、氧与其他金属元素结合而成的
化合物的总称。 结构:Si和O构成了硅氧四面体 特点:硬度高、熔点高、难溶于水、
化学性质稳定、耐腐蚀
1.陶瓷
主要原料:黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 特点:抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 用途:建筑材料、绝缘材料、日常器皿、卫生洁具
2.玻璃
主要原料:纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2) 生产设备:玻璃窑 反应原理:SiO2 + CaCO3 高温 CaSiO3 + CO2 ↑

无机非金属材料ppt课件

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05
CATALOGUE
无机非金属材料的未来发展趋 势与挑战
发展趋势
01
高性能陶瓷材料
由于其优异的性能,陶瓷材料在许多领域都有广泛的应用,如航空航天
、汽车、医疗等。未来,陶瓷材料的研究将更加深入,应用领域更加广
泛。
02
纳米无机非金属材料
纳米无机非金属材料由于其尺寸效应和量子效应,具有许多优异的性能
THANKS
感谢观看
。随着纳米科技的不断发展,纳米无机非金属材料的研究和应用也将得
到更广泛的推广。
03
绿色无机非金属材料
随着环保意识的不断提高,绿色无机非金属材料将成为未来研究的热点
。这类材料具有低能耗、低污染、高循环利用的特点,符合可持续发展
的要求。
挑战与问题
材料性能的提升
尽管陶瓷等无机非金属材料的性能已经有所提升,但是与金属材料相比,仍然存在一定的 差距。因此,提高无机非金属材料的性能是当前面临的一个重要挑战。
02
CATALOGUE
无机非金属材料的性质与用途
性质
01
02
03
04
一般性质
无机非金属材料具有较高的熔 点、硬度,良好的化学稳定性
,但脆性较大。
力学性质
无机非金属材料具有较高的抗 压强度、抗拉强度,耐磨性较
好,但韧性较差。
电学性质
无机非金属材料具有较好的绝 缘性能和导热性能。
光学性质
无机非金属材料具有较好的光 学性能,如透光性、反射性等
根据性质和用途,无机非金属材料可 分为陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等 几大类。
无机非金属材料的重要性
无机非金属材料在国民经济发展中扮演着重要角色,特别是 在高技术领域,如航空航天、电子、新能源等领域具有不可 替代的作用。

【高中化学】新型无机非金属材料PPT课件

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(2)氮化硅陶瓷
氮化硅基陶瓷具有密度小、高强、高硬、高韧 性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、 隔热、电绝缘等一系列优良性能。 Si3N4基陶瓷球轴承 氮化硅陶瓷部件
制造发动机部位的受热面,提高柴油机的质量, 节省燃料(不用水冷却,减少热散失)。 沙漠车
(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、
氧化锆陶瓷
1、不要做刺猬,能不与人结仇就不与人结仇,谁也不跟谁一辈子,有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防,而离别多是蓄谋已久,总有一些人会慢慢淡出你的生活,你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么,但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道,心口如一,是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近,可是走下去却很远的,缺少耐心的人永远走不到头。人生,一半是现实,一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁,不必变成那个人,而是用那个人的精神和方法,去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去,一定要放下。学会狠心,学会独立,学会微笑,学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你,称赞你,而是让周围的人都需要你,离不开你。 8、生活本来很不易,不必事事渴求别人的理解和认同,静静的过自己的生活。心若不动,风又奈何。你若不伤,岁月无恙。 9、命运要你成长的时候,总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个,那就是在本该拼命去努力的年纪,想得太多,做得太少。 11、有一些人的出现,就是来给我们开眼的。所以,你一定要禁得起假话,受得住敷衍,忍得住欺骗,忘得了承诺,放得下一切。 12、不要像个落难者,告诉别人你的不幸。逢人只说三分话,不可全抛一片心。 13、人生的路,靠的是自己一步步去走,真正能保护你的,是你自己的选择。而真正能伤害你的,也是一样,自己的选择。 14、不要那么敏感,也不要那么心软,太敏感和太心软的人,肯定过得不快乐,别人随便的一句话,你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人,它会成为你的习惯,当分别来临,你失去的不是某个人,而是你精神的支柱;无论何时何地,都要学会独立行走 ,它会让你走得更坦然些。 16、在不违背原则的情况下,对别人要宽容,能帮就帮,千万不要把人逼绝了,给人留条后路,懂得从内心欣赏别人,虽然这很多时候很难 。 17、做不了决定的时候,让时间帮你决定。如果还是无法决定,做了再说。宁愿犯错,不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量,因为当你选择离开时,就会发现即使没有你,太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人,也让你认清自己。很多时候,就是在跌跌拌拌中,我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你,不如自己努力爱自己,对自己好点,因为一辈子不长,对身边的人好点,因为下辈子不一定能够遇见。

《非金属材料简介》课件

《非金属材料简介》课件
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探索非金属材料的奇妙世界!将介绍非金属材料的分类、特点、应用以及制 备方法,并探讨其未来发展趋势、环境和健康影响,以及可持续发展问题。
什么是非金属材料
非金属材料是指不具备金属性质的材料,通常以共价键和离子键结合,少数以金属键结合。它们在各个 行业中发挥着重要作用。
非金属材料的分类
硅酸盐材料
被广泛用于吸湿、除湿、催化 和增强材料等。如硅胶、水泥、 玻璃等。
有机非金属材料的特点
1 轻质且易加工
有机非金属材料通常具有较低的密度和良好的可塑性,便于加工和制造各种形状的产品。
2 良好的绝缘和耐腐蚀性
有机非金属材料在电子、化工和环保领域中具有卓越的绝缘和耐腐蚀性。
3 优异的机械性能
有机非金属材料具有较好的强度、韧性和耐磨性,适用于各种机械设备的制造。
被广泛应用于船舶、建筑、风 力发电等领域。如玻璃纤维船 体、建筑结构件等。
石墨烯复合材料
被用于电池、传感器、电子器 件等领域。如石墨烯电池、石 墨烯传感器等。
2 多样化的性能调控
通过改变复合材料中各组分的比例和结构,可以调控材料的力学、热学和电学性能,满 足不同需求。
3 减轻重量和节能
复合非金属材料可以代替传统金属材料,减轻重量,提高机械效能,实现节能减排。
复合非金属材料的应用
碳纤维复合材料
玻璃纤维复合材料
被广泛应用于航空航天、汽车、 体育器材等领域。如碳纤维车 身、碳纤维飞机部件等。
有机非金属材料的应用
1
聚合物塑料
广泛应用于包装、建筑、汽车和电子等领域。如塑料袋、塑料桶、塑胶零件等。
2பைடு நூலகம்
合成纤维
被用于制造服装、家纺和工业材料。如涤纶、尼龙、氨纶等。

无机非金属类生态环境材料ppt课件

无机非金属类生态环境材料ppt课件
33
2.混凝土 1)环境负荷降低型生态混凝土 (1)降低制造时的环境负荷 (2)降低使用时的环境负荷 (3)利用混凝土降低环境负荷 2)生物对应型生态混凝土
34
3.平板玻璃 1)热反射玻璃 2)高性能隔热玻璃 3)自动调光玻璃 4)隔音隔热玻璃 5)电磁屏蔽玻璃 6)抗菌自洁玻璃
35
4.建筑装饰装修材料 1)建筑涂料 2)壁纸墙布 3)建筑胶粘剂 4)建筑卫生陶瓷
22
7.3 无机非金属材料零排放与零废弃制 备科学技术
• 对无机非金属材料排放和废弃的控制以及以此 为目的的零排放与零废弃制备科学技术,是无 机非金属类生态环境材料研究的重要内容。
23
一、无机非金属材料的低能耗、少污染制备技术
1.免烧和低温固结技术
1)水热热压 2)反应硬化型免烧陶瓷和电沉积陶瓷膜
KI K IC
n
指数(疲 劳指数)
材料裂强度
材料断裂韧性
4)耐腐蚀、磨损性能设计
14
2.结构设计 1)晶粒设计 (1)晶粒尺寸 (2)晶粒形状 2)晶界设计 3)多相复合设计 (1)原位自生复相结构 (2)纳米复合结构 (3)纤维、晶须复合结构 (4)智能自修复结构
15
3.无机非金属材料长寿命化的典型设计—陶 瓷涂层 在一种材料表面形成另一种材料的涂层 1)锅炉传热管陶瓷涂层 2)飞机发动机的陶瓷绝热涂层
2)可切削技术
27
二、无机非金属固体废弃物的再循环与再利用
无机非金属固体废弃物的高附加值利用方法有: ①分离法,可提取其他元素或化合物; ②合成法,再添加其他原料,可制备新材料; ③完全利用法,即完全利用废料制成新材料。
1. 粉煤灰、煤矸石 1)粉煤灰制取沸石
2)粉煤灰、煤矸石制备高性能陶瓷

无机非金属材料-ppt课件

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碳原子
C60
石墨片层
纳米
碳原子
特别提示
碳纳米材料(富勒烯、石墨烯等)、金刚石、石墨都是碳的同素异形体,它们具有不同的结构(碳原子排列方式不同)和性质。
(1)硅晶片是生产芯片的基础材料( )(2)生产光导纤维的原料是二氧化硅( )(3)二氧化硅是酸性氧化物,只能与碱反应,不能与酸反应( )(4)磨口玻璃塞试剂瓶不能盛放烧碱溶液,但能盛放氢氟酸( )(5)金刚砂和金刚石结构类似,互为同素异形体( )(6)富勒烯和石墨烯完全燃烧的产物都是二氧化碳( )
解析 水玻璃为硅酸钠溶液,其化学性质稳定,但可与空气中的二氧化碳反应生成硅酸沉淀。
1
2
3

3.某博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑),婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法不正确的是A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品B.高岭土为含水的铝硅酸盐C.n=3D.我国在新石器时代已能烧制陶器
第三节 无机非金属材料
第五章 化工生产中的重要非金属元素
1.了解硅酸盐及其结构特点,了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。2.了解硅和二氧化硅的性质,认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。3.知道硅及其化合物在材料家族中的应用,增强关注社会的意识和责任感。
核心素养发展目标
解析 普通玻璃主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。
1.下列关于硅酸盐材料的说法错误的是A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷B.普通玻璃的主要成分是二氧化硅C.陶瓷的主要原料是黏土D.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料
1
2
3

2.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是A.这是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质

无机非金属材料PPT课件

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性质
与碱性氧化 物反应
二氧化碳(CO2) CO2+Na2O=Na2CO3
二氧化硅(SiO2)
高温
SiO2+ CaO == CaSiO3
与碱反应 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
与水反应 CO2+H2O=H2CO3
——Biblioteka 与氢氟酸反应——SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O
25
一、二氧化硅和硅酸
26
2.硅酸(H2SiO3)
硅酸是一种白色粉末状的固体,它不溶于水; 是一种弱酸,不能使指示剂变色。
实验探究: 实验4-1:向饱和Na2SiO3溶液 中滴入酚酞,再滴入稀盐酸。
现象
①滴入酚酞溶液呈红色 ②滴入盐酸有凝胶产生
结论
① Na2SiO3溶液呈碱性 ②硅酸难溶于水
方程式 Na2SiO3+2HCl = H2SiO3(胶体) +2NaCl
演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
8
一、二氧化硅和硅酸
粘土
9
一、二氧化硅和硅酸
硅元素
画出硅的原子结构示意图
与哪种原子的结构相似? 碳
分析: 既不易失电子,又不易得电子,主要
形成四价的化合物。
10
1、二氧化硅
(1)存在
水晶
硅石
结晶形:石英 无定形
玛瑙
(2)用途:
光导纤维 石英:耐高温化学仪器、石英电子表、石英钟 水晶:电子工业的重要部件、光学仪器、
物理性质:__硬___度__大__、__熔__点__高__、__难__溶__于__水____ 化学稳定性:____通__常__条__件__下__,__很___稳__定____

无机非金属材料课件

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2
电子行业
电路板、绝缘材料等
3
化工行业
催化剂、粉末材料等
无熔点,使其熔化成型。
2
溶胶-凝胶法
通过控制溶胶和凝胶的形成过程制备材料。
3
气相沉积法
利用化学反应气体形成材料。
无机非金属材料的市场前景
1 广泛应用
市场需求量大,应用领域广泛。
2 创新发展
新材料的出现不断推动市场发展。
玻璃材料
如玻璃器皿、建筑玻璃等,具有透明、光滑的 特性。
聚合物材料
如塑料、橡胶等,具有良好的可塑性和耐磨性。
陶瓷材料
如水泥、石膏等,具有良好的外观和耐久性。
无机非金属材料的性质和特点
• 高熔点和硬度 • 良好的绝缘性能 • 抗腐蚀性能强 • 多种颜色和外观
无机非金属材料的应用领域
1
建筑领域
玻璃窗、砖瓦等
无机非金属材料ppt课件
无机非金属材料是一类在自然界中存在的无机物质,没有金属的特性。 这些材料在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
什么是无机非金属材料
无机非金属材料是指不含金属元素的材料,主要由非金属原子组成。 这种材料通常具有高熔点、高耐腐蚀性和良好的绝缘性能。
常见的无机非金属材料
陶瓷材料
如瓷器、砖瓦等,具有高硬度和耐磨性。
3 环保意识
对环境友好的无机非金属材料受到青睐。
总结和展望
无机非金属材料在现代社会中扮演着重要的角色,持续创新和环保意识将促 进其未来发展。

无机非金属材料ppt课件

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熔融法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密,性能不够优异。
热解法制备的无机非金属材料有炭黑、石墨、碳纤维等。
热解法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密,性能不够优异。
烧结法是一种将粉末状的物质加热到高温状态,使其发生物理和化学变化,最终形成致密化块状无机非金属材料的方法。
热膨胀系数
无机非金属材料的热膨胀系数差异较大,有些材料在加热时膨胀较小,适用于高温或温度变化较大的环境。
电导率与绝缘性:大多数无机非金属材料具有较高的绝缘性能,是良好的电绝缘材料。例如,陶瓷、玻璃和某些特种水泥可用于高压电器和电子设备的绝缘结构。
折射率与光学常数
无机非金属材料的折射率较高,决定了它们在光学仪器、光纤通讯和照明系统等领域的应用价值。不同材料的光学常数(如折射率、消光系数和色散等)决定了它们在特定波长范围内的光学行为。
烧结法制备无机非金属材料的优点是制备出的无机非金属材料结构致密,性能优异。
烧结法制备无机非金属材料的缺点是制备过程需要高温条件,能耗较高,同时制备出的无机非金属材料尺寸较小。
烧结法制备的无机非金属材料有陶瓷、玻璃、耐火材料等。
无机非金属材料的性能特点
硬度
韧性
强度与断裂韧性
疲劳性能
无机非金属材料的硬度通常较高,具有较好的耐磨性和耐压性能。例如,陶瓷材料具有极高的硬度,广泛用于切割工具、磨料和轴承等领域。
A
B
D
C
化学气相沉积法
利用化学反应产生气体,在气体的扩散和迁移过程中,通过化学反应生成无机非金属材料。
溶胶-凝胶法
将无机盐或金属醇盐溶解在合适的溶剂中,经过水解、缩聚等化学反应,形成稳定的溶胶,再经干燥、烧结固化制备无机非金属材料。

无机非金属材料课件

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THANKS
感谢观看
电子电器行业
航空航天领域
无机非金属材料具有良好的电绝缘性和稳 定性,可用于制造电子元件和电器设备等 。
无机非金属材料具有耐高温和抗腐蚀等特 性,在航空航天领域中有广泛的应用,如 火箭发动机壳体、飞机结构件等。
02
无机非金属材料的生产工艺
原料选择与处理
原料种类
根据产品需求选择合适的矿物原料,如黏土、石 英、长石等。
材料在高温下保持其结构 和性质的能力,反映材料 的耐热性。
04
无机非金属材料的发展趋势与挑 战
新材料的研究与开发
高性能陶瓷材料
研究具有高强度、高韧性、耐磨 、耐高温等优异性能的新型陶瓷 材料,如氮化硅陶瓷、碳化硅陶
瓷等。
新型玻璃材料
探索具有特殊光学、电学、磁学等 性能的新型玻璃材料,如光子晶体 玻璃、导电玻璃等。
成型与烧成
成型工艺
选择合适的成型工艺,如干压成型、等静压成型等, 根据产品形状和尺寸确定。
成型参数
控制成型参数,如压力、温度、时间等,以保证成型 质量。
烧成工艺
制定合理的烧成制度,控制烧成温度、时间、气氛等 参数,以获得理想的烧成效果。
加工与处理
加工设备
根据产品需求选择合适的加工设备,如切割机、磨削机、抛光机 等。
新型复合材料
研究由两种或多种材料组成的新型 复合材料,如碳纤维复合材料、玻 璃纤维复合材料等。
生产工艺的改进与创新
1 2
先进陶瓷制备技术
发展先进的陶瓷制备技术,如凝胶注模成型、等 静压成型等,以提高陶瓷材料的致密度和均匀性 。
玻璃熔炼与成型技术
研究新型的玻璃熔炼与成型技术,如溢流下拉法 、连熔连铸法等,以提高玻璃的质量和产量。

《非金属材料》PPT课件

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1/11/2019 2:33 PM
非金属材料
4.4
纳米材料
纳米材料具有一系列优异的 电、磁、光、力学、化学等宏观特 性,从而使其作为一种新型材料在 电子、冶金、宇航、生物和医学领 域展现出广阔的应用前景。
纳米材料又称超微细材料,其核子粒径 范围在1~100nm(1nm=10-9m)之间, 即指至少在一维方向上受纳米尺度 (0.1~100nm)限制的各种固体超细 材料。纳米技术是研究电子、原子和分 子运动规律、特性的高新技术学科。
1/11/2019 2:33 PM
思考题
• 玻璃钢是—和—的复合材料。 • 试根据陶瓷材料的特性说明它在切削刀具上的应用。 • 何谓复合材料?有哪些类型?有何特点?简述常用复 合材料的应用。 • 什么是热塑性塑料?什么是热固性塑料?试举例说 明。
1/11/2019 2:33 PM
工 程 材 料 导 论
第4章 非金属材料
本章内容:
要求:
了解除金属材料外的 其他工程材料,包括塑 料、陶瓷和复合材料的 基本知识。熟悉常用工 程塑料、工业陶瓷及复 合材料的分类、性能特 点及应用
• • • •
4.1 4.2 4.3 4.4
高分子材料 陶瓷材料 复合材料 纳米材料
1/11/2019 2:33 PM
由两种以上在物理和化学上不同的物质结合起来而得到 的一种多相固体材料
复合材料按基体材料分类有:
树脂基(又称聚合物基,如塑料基、橡胶基等);金属基(如铝基、 铜基、钛基等); 陶瓷基;水泥基;碳/碳基。
4.3.1 复合材料的性能
1.比强度高和比模量大 2.抗疲劳性好 3.减摩、耐磨、自润性好 4.破损安全性好 5. 复合材料的密度低,膨胀系数小。

第九章--新型无机非金属材料PPT课件

第九章--新型无机非金属材料PPT课件
晶内:气孔、孪晶界、层错、位错等 a、 气孔率对强度的影响 强度随气孔率的增加近似按指数规律下降。 Ryskewitsch公式:σ=σ0exp(-αP) P—气孔率,σ0—P=0时的强度,α—常数,在4~7之间。 当P=10%时,σ下降到σ0的一半。硬瓷P=3%, 陶器 P=10%~15%。 ∴为获得高强度,应制备接近理论密度的无气孔陶瓷材料。
Va——原子体积或分子体积。
Va
E与kTm/Va之间成线性关系。
Tm↑,E↑ 氧化物<氮化物<硼化物<碳化物
陶瓷的弹性模量数据
温度对弹性模量的影响
弹性模量与kTm/Va之间的关系
(4)E与致密度的关系 随气孔率增加,E急剧下降。 即致密度提高,E提高。
E=EOexp(-BP) P——气孔率
气孔率对Al2O3陶瓷弹性模量的影响
自增韧陶瓷:烧结或热处理使其内部自生出 增韧相。
外加第二相增韧:纤维、晶粒、颗粒
9.1.4.1 相变韧化
(1)ZrO2同素异构转变及相变韧化的概念
ZrO2同素异构转变: 液相(L)→立方相(c)→正方相(t)→单斜相(m) 其中t→m转变时将产生3%~5%的体积膨胀,属M相变。 相变韧化:将ZrO2的t→m相变Ms点稳定到比室温稍低, 而Md(形变M点)点比室温高,使其在承载时由应力诱发产生 t→m相变,由于相变产生的体积效应和形状效应而吸收大量的 能量,从而表现异常高的韧性。
(2)温度对强度的影响
陶瓷的最大特点:高温强度比金属高得多。有三区: A区:T < 0.5 Tm,无塑变,σf基本保持不变; B区:T > 0.5 Tm,有塑变,σf随T上升明显降低; C区:T继续升高,二维滑移系开动,有交滑移产生,松 弛了应力集中,σf随T升高而上升。
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硬质聚氯乙烯:制造管道、门窗型材、板材、鞋底、玩 具、文具。 软质聚氯乙烯:薄膜,软管、电缆绝缘层等。
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➢聚氯乙烯(PVC)产品
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➢聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯(PS)包括普通聚苯乙烯,发泡聚苯乙烯 (EPS),高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。普通聚苯乙烯树脂为 无毒,无臭,无色的透明颗粒,似玻璃状脆性材料,其制 品具有极高的透明度,透光率可达90%以上,电绝缘性能好, 易着色,加工流动性好,刚性好及耐化学腐蚀性好等。普 通聚苯乙烯的不足之处在于性脆,冲击强度低,易出现应 力开裂,耐热性差及不耐沸水等。
结构单元多次重复连接组成的。例如聚氯乙烯分子是由 成 千上万个氯乙烯分子相互连接组成的。
C2-H CC H 2-H CC H2-H CH Cl Cl Cl
. 聚氯乙烯
3)天然高分子材料——皮革、棉花、羊毛、木材、天然橡胶 等。
.
非金属材料-高分子材料
4)合成高分子材料——以合成树脂为主要成分的材料,包括 塑料、合成橡胶、合成纤维等。
➢低密度聚乙烯(LDPE):生产薄膜、包装袋、软管、电 线包裹层等
➢高密度聚乙烯(HDPE):制造瓶、罐、桶和其它日常用 品等。
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聚乙烯(PE)制品
.
➢聚丙烯PP
无毒、无味,密度小(0.9);强度、刚度、硬度、耐 热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好 的电性能和高频绝缘性;但低温时变脆、不耐磨、易老化。 常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用。
9.有蠕变现象 会发生缓慢的塑性变形。
.
塑料
.
9.1.3 塑料
非金属材料 –高分子材料
1.塑料的成分
1)合成树脂 是塑料的主要成分,在塑料中的比例为30%~
100%,树脂在很大程度上决定塑料的性能。
市场上供应的树脂一般为颗粒状或粘稠的
流体。一般塑料都是以其所含树脂来命名的。
2)添加剂
填充剂 碳粉、木粉、氧化锌、金属粉、石棉…都可作为
.
➢塑料的分类
1、按加工特性分类——热塑性塑料和热固性塑料
项目
加工特性
热塑性塑料
热固性塑料
受热软化、熔融、塑制 未成型前受热软化,熔融可塑
成一定形状,冷却后固 制成一定形状,在热和固化剂
化定型
作用下,一次硬化定型
重复加工性
溶剂中情况 化学结构 举例
再次受热,仍可软化、 受热不熔融,达到一定温度分 熔融,反复多次加工 解破坏,不能反复加工
可溶 线性高分子 PE、PP、PVC、ABS
不溶 由线性分子变为体形分子 PF、UF、MF、EP
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2、按用 途分类
通用塑料 产量大、价格较低、力学性能一般,主要
作非结构材料使用的塑料。 如PVC、PE、PP、PS等
工程塑料
一般指可作为结构材料使用,能经受较宽的温 度变化范围和较苛刻的环境条件,具有优异的力学 性能、耐热、耐磨性能和良好的尺寸稳定性的塑料。
餐具、盆、桶、家具、薄膜、编织袋等;亦可制作耐腐 蚀零件和绝缘零件。
改性聚丙烯可制造汽车保险杠、仪表板、自来水管、家 电产品。
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➢聚丙烯(PP)产品
.
➢聚氯乙烯(PVC) 强度、抗老化性优于聚乙烯。分为软、硬聚氯乙烯,
软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙 烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。
细物质。
作用,可作功能 材料使用的高分
子化合物。
生形变,加工成任何所需的
形状。
橡胶是有机高分子弹性化
能把各种材料紧
合物。在很宽的温度(-
密地结合在一起
50~150℃)范围内具有
的物质。
优异的弹性,所以又称为
高弹体. 。
非金属材料-高分子材料
9.1.2 高分子材料的性能特点
1.密度小、质量轻
多数密度在1~2g/cm3之间。
.
高分子材料分类
• 按性能和用途分类
涂覆在物体表面 而形成具有保护 和装饰作用膜层
的材料。
塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、功能高分子
具有特定的功能
在常温下具有固定的形状和 强度,在高温下具有可塑性 的高分子化合物。在外力和 温度的共同作用下,可以产
纤维是指长度比其直径 大很多倍(大于1000/1), 并具有一定柔韧性的纤
.
➢聚碳酸酯(PC)
性能特点: 1、具高强度及刚度、高冲击韧性、耐疲劳、尺寸安定性良好; 2、高度透明性及自由染色性; 3、抗老化; 4、无味无臭对人体无害符合卫生安全 5、耐热性好:使用温度范围广120~140℃。
第9章 非金属材料
非金属材料
高分子材料
陶瓷材料
塑料
普通陶瓷
橡胶
特种陶瓷
合成纤维
.
非金属材料-高分子材料
9.1 高分子材料
9.1.1 高分子材料的概念 1)高分子材料——以高分子化合物为主要成分的材料。 2)高分子化合物(又称为有机化合物、树脂) ——分子量大
于10000的化合物。分为天然树脂、人工合成树脂两大类。 造 成高分子分子量很大的原因,是它们的分子是由特定的
2.强度低 3.刚度低
σb=50 ~ 200MPa。 受力容易弹性变形。
4.可塑性好
5.电绝缘性高
6.耐腐蚀
7.耐热性差 多数只能在100℃以下使用,个别耐高温品种 使用温度也不能超过300 ℃。
8.有老化现象 在氧、热、紫外线、力、微生物等因素的 作用下,逐渐变硬、龟裂,或变软、发粘,或变色等等。
主要品种有PA、PET、PC、ABS、PTFE等
.
◆ 聚乙烯(PE)
为白色蜡状半透明材料,柔而韧,无毒,具有优越的介电 性能。易燃烧且离火后继续燃烧。常温下不溶于任何已知溶 剂中。聚乙烯有优异的耐蚀性,室温下耐盐酸、氢氟酸、磷 酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质,但 硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的腐蚀作用。易老化。
4)刚度低 受力容易弹性变形。
5)可塑性好
6)具有自润滑性,摩擦系数小,耐磨性好。
7)电绝缘性高
8)耐腐蚀
9)耐热性差 多数只能在100℃以下使用,个别耐高温品种使用温度 也不能超过300 ℃。
10)有老化现象 在氧、热、紫外线、力、微生物等因素的作用下,
逐渐变硬、龟裂,或变软、发粘。
11)有蠕变现象 会发生缓慢的塑性变形。
填充剂。填充剂的作用是改善塑料的性能、降低成本。
增塑剂 作用是提高塑料的可塑性和柔韧性。
稳定剂 作用是防老化。
着色剂
其它 发泡剂、阻燃剂、防静电剂、固化剂等。
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非金属材料 –高分子材料
2.塑料的特性
1)密度小、质量轻
多数密度在1~2g/cm3之间。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2)强度低 3)比强度高
σb=50 ~ 200MPa。
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