非金属材料及其成型
第6章(748)
第6章 非金属材料及成型 图6-2 结晶高聚物的温度—形变曲线(M3＞M2＞M1)
第6章 非金属材料及成型
3) 交联高聚物的力学状态 交联使高分子链之间以化学键相结合，若不破坏化学键， 分子键之间就不能产生相对位移，随着交联度的提高，不仅 形变能力变差，而且不存在粘流态，既不能溶解，也不能熔 融，当交联度增加到一定数值之后，聚合物就不会随温度升 高而出现高弹态。 4) 多相聚合物的力学状态 对于共混或接枝、嵌段共聚物，多数是处于微观或亚微 观相分离的多相体系。在该种体系中，各组分可能出现两个 以上玻璃化转化区，每个转化区表示一种均聚物的特性。对 于某些嵌段和共聚混合物材料，在外力的作用下会出现应变， 从而诱发塑料—橡胶转变。
第6章 非金属材料及成型 图6-1 非晶态高聚物的温度—形变曲线
第6章 非金属材料及成型
2) 结晶高聚物的温度—形变曲线 凡在一定条件下能够结晶的高聚物统称为结晶性高聚物。 结晶高聚物的结晶度不同，分子量不同，其温度—形变曲线 也不相同。当结晶度高于40%时，微晶贯穿整个材料，非晶 区Tg将不能明显出现，只有当温度升高到熔化温度Tm时，晶 区熔融，高分子链热运动加剧，如果聚合物的分子量不太大， 体系进入粘流态(此时熔化温度Tm与转变温度相等，即Tm＝ Tt)；如果聚合物分子量很高，Tt＞Tm，则在Tm之后仍会出现 高弹态。如果聚合物的结晶度不高，则也会出现玻璃化转变 的形变，但Tg以后，链段有可能按照结晶结构的要求重新排 列成规则的晶体结构。图6-2所示为分子量不同的结晶高聚物 的温度—形变曲线。由图可以看出，高弹态与粘流态的过渡 区随分子量M的增大而增大。
第6章 非金属材料及成型
4) 压延(rolling) 压延是橡胶工业的基本工艺之一，它是指混炼胶胶料通 过压延机两辊之间，利用辊筒间的压力使胶料产生延展变形， 制成胶片或胶布(包括挂胶帘布)半成品的一种工艺过程。它 主要包括贴胶、擦胶、压片、贴合和压型等操作。 (1) 压延准备工艺：热炼、供胶、纺织物烘干和压延机 辊温控制。 (2) 压延工艺。 ① 压片：是将已预热好的胶料，用压延机在辊速相等的 情况下，压制成一定厚度和宽度胶片的压延工艺。胶片表面 应光滑无气泡、不气皱、厚度一致。
无机非金属材料成型工艺资料
➢ 空心注浆（单面注浆） ✓壁厚相同的薄胎制品 ✓吃浆缓慢，不能保持制品绝对均一壁厚。 增加制品壁厚需要时间长
空心浇注花瓶操作示意图
➢ 实心注浆（双面注浆） ✓尺寸大而形状复杂制品 ✓没有多余泥浆排出。 ✓水分同时被模型的两个工作面吸收。
实心浇注鱼盘操作示意图
➢ 提高吸浆速度的方法： （1）减少模型的阻力 （2）减少坯料的阻力 （3）提高泥浆和模型的温度 （4）提高吸浆过程的推动力
6.2 注浆成型
一、注浆成型概念
坯料吃浆
流动性 石膏模 泥浆粘附 的泥浆 吸水性 在模壁上
泥层增厚
坯体
干燥收缩
与模型相 同形状的
泥层
二、注浆成型对泥浆的要求 首要条件
1、流动性好
流动性好，浆料才能在管道中流动并能 充满模型的各个部位。
影响泥浆的流变性质的因素有：
（1）固相含量、颗粒尺寸和形状 （2）温度 （3）粘土及泥浆的处理方法 （4）稀释剂（电解质）
1）泥浆 水分，陈腐时间，电解质种类及用量 2）操作 夹有气泡
3）石膏模 混有杂质或颗粒太粗, 过湿、过干、过旧， 表面沾有灰尘。
2、开裂 1）泥浆配方不当； 2）电解质用量不当,或陈腐不足、不均； 3）接坯的双部分干湿不一致； 4）操作不当、厚薄坯； 5）脱模太早或太迟,干燥温度过高。
3、变形 1）泥浆混合不匀，干燥收缩不一。 2）泥浆水分太高，干燥收缩过大。 3）倾浆操作不当，坯体厚薄不匀。 4）模型过湿，或脱模过早，出模操 作不当，湿坯没有放平、放正。
第六章 无机非金属材料成型工艺
本章主要内容 6.1 概述 6.2 - 6.12 成型工艺 6.13 成型模具 重点：注浆成型、塑性成型、
压制成型
材料成型发展史-非金属材料
6.2
工程陶瓷（engineering ceramics）
6.2.1 性能特点
高 E、刚性好；
抗压强度 >> 抗拉强度，硬度高；
高熔点，高温强度好； 特殊电学性能（绝缘、半导体，压电、热电等） 。
6.2.2 常用工程结构陶瓷 ⑴普通陶瓷（传统陶瓷） 粘土制坯熔烧，成本低；杂质、玻璃相等，性能不高。 ⑵特种陶瓷 人工化合物原料烧结而成，比较纯净，性能优良。 1)氧化物陶瓷 •氧化铝陶瓷 主成分Al2O3(Al2O3含量越高，性能越好)。 ①硬度高且热硬性好：刀具材料、模具材料。 ②高 电 绝 缘 性：内燃机火花塞等电绝缘材料。 ③高 耐 蚀 性：耐酸、碱及熔融金属、玻璃，化 工用泵、阀门等耐蚀材料。 ④耐 热：高温器皿、炉件等高温结构材料。 •其他：ZrO2、MgO 、CaO 、 BeO等。
6.3.2 性能特点 比强度（σ b/ρ ）、比刚度（E/ρ ）高；
破损安全性好；
减振性能好；
高温性能好；
成形工艺简单；
耐磨性优良。
6.3.3 常用复合材料与应用 •复合材料分类： 常按增强体性质（与形态）分类。 •纤维增强复合材料： 长纤维或短纤维+基体。 •颗粒增强复合材料： 如SiC(Al2O3)+铝。 •层叠复合材料： 多层不同材料复合（如两层玻璃夹一层塑料的安全 玻璃）。 •骨架复合材料： 如多孔浸渍（低摩擦系数油脂或塑料）材料。 •应用：
•应用： 玻璃态：
结构材料（性能比较刚硬），如塑料制品。
高弹态：
弹性材料，如橡胶制品。
粘流态：
粘结剂；高聚物的成形加工（Tf∽Td）状态。
⑵性能特点 密度小；强度低但比强度高；弹性模量小； 高弹性；绝缘性好；耐磨及减振性好； 耐蚀；易蠕变；可加工性好。 ⑶高分子化合物的老化与防老化 •老化：高聚物因外界物理因素、化学因素、生物因素等 长时作用下的性能劣化现象。 •原因：大分子链的交联或裂解断链。 •措施：改变高聚物结构（加强其稳定性）；防老化剂； 表面防护。
金属和非金属材料的性能和制造技术
金属和非金属材料的性能和制造技术材料是制造所有工业产品的基础。
在工业应用中，材料的特性对于生产成本、产品性能以及可靠性等方面都有着举足轻重的影响。
材料的种类繁多，可以被归为金属和非金属两大类。
在本文中，我们将讨论金属和非金属材料的一些基本性质和特点，以及它们在制造过程中的一些技术。
1. 金属材料的特性金属是具有一定塑性和可加工性的材料。
它们通常具有良好的导电性和导热性，且容易制造出坚硬耐用的结构。
金属主要由金属原子的离子键构成，这种结构使得它们在力学上表现得非常稳定，但在高温下容易发生膨胀和变形。
金属还具有良好的化学性能，可以在大气中自然氧化，形成一层稳定的氧化膜。
这使得金属具有很好的耐腐蚀性。
除此之外，金属还具有较高的密度和比热，这些特性使得它们在许多机械和电子应用中具有重要作用。
在金属制造技术方面，铸造、锻造、冲压等方法被广泛应用。
铸造是最古老的制造方法之一，它可以制造出非常复杂形状的金属件。
锻造是将金属加热到高温，然后利用压力使其变形，以获得所需的形状和机械性能。
冲压是将金属板材或细丝加工成所需形状的方式，通常可以将各种工艺步骤集成在一起，从而提高效率和降低成本。
2. 非金属材料的特性非金属材料的种类更为丰富，包括塑料、玻璃、橡胶、陶瓷等。
这些材料通常具有较低的密度和比热，并且缺乏良好的导电性和导热性。
然而非金属材料的塑性和可加工性往往超过金属材料，这使得它们可以轻松地被加工成各种形状。
另外，非金属材料通常具有较高的化学稳定性，对环境和大气中的化学物质具有良好的抵抗能力。
这些特点使得非金属材料在许多应用中都起着重要作用。
例如在电气领域中，塑料和橡胶用于电缆的保护层、绝缘材料和配件等。
在非金属材料制造技术方面，模塑、树脂浇注、玻璃钢等方法被广泛使用。
模塑是将热塑性材料加热到临界温度，然后注入模具中成型。
树脂浇注是用于制造各种复杂形状的塑料配件。
玻璃钢是将玻璃纤维与聚酯树脂或环氧树脂复合后制造成的高强度复合材料。
非金属材料成形讲解课件
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
第五章非金属材料的成型工艺
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第一节塑料成型加工工艺
• 注射成型所用的设备是注射机。目前通用的注射机类型很多，尚无 统一的分类方法，但普遍使用的是柱塞式注射机和螺杆式注射机，如 图5-2和图5-3所示。 • 注射成型方法的原理可用图5-2所示的柱塞式注射机来说明。料斗中 的颗粒状物料靠自重喂入柱塞加压室前端，并在其中被加热熔化直至 达到流动状态。然后，启动柱塞，使熔融物料以高压、高速通过料筒 末端的喷嘴，注射到闭合模具内，经一定时间的冷却、定型、固化， 再开启模具，取出制件，即完成一件产品的成型工艺过程注射成型的 工作循环如图5-4所示。 • 目前使用较广泛的是往复式螺杆注射机，其工作原理如图5-3所示。 颗粒状物料通过螺杆的同转，由料斗被推送进入加热的机筒内，并在 其中被加热、塑化，同时逐渐积存在螺杆前端。螺杆因积料产生的压 力而逐渐后退。当螺杆前端的物料积存到所需量时，启动油缸，将螺 杆推向前方，使已塑化好的熔融物料注射到模具内。整个成型是一个 循环的过程，每一成型周期包括:定量加料一熔融塑化一施压注射一 充模冷却一启模取件等步骤。
• 四、压制成型
• 压制成型又称压缩成型，它的成型原理是将受热或受压的固态成型 物料直接加入到模具型腔中，然后合模加压，使其逐渐软化熔融，固 化定型后得到塑料制品，其成型过程如图5-5所示。上一页 下一页源自返回第一节塑料成型加工工艺
• 压制成型主要用于热固性塑料，也可用于热塑性塑料。与注射成型 相比，其优点是可采用普通液压机，而且压制模结构简单(无浇注系 统)。此外，压制塑件内部取向组织少，塑件成型收缩率小，性能均 匀。其缺点是成型周期长，生产效率低，劳动强度大，塑件精度难以 控制，模具寿命短，不易实现自动化生产。 • 压制成型所用的设备为液压机和螺旋压力机，以液压机较为常用。 • 成型热固性塑料时，置于模具型腔中的成型物料由于高温高压的作 用，由固态变为粘流状态，并在此状态下充满型腔，同时高聚物产生 交联反应，随着交联反应的深化，熔料逐步变为固体，最后脱模获得 塑件。热固性塑料压制成型的工作循环如图5-6所示。 • 成型热塑性塑料时，同样存在固态变为粘流态而充满型腔的情况， 与成型热固性塑料的区别在于，它不存在交联反应，因此，在充满型 腔后，需将模具冷却使其凝固，才能脱模而获得塑件。
非金属材料成型工艺
塑料工业包含塑料原料的生产和塑料制品生产。
依据加工时聚合物所处状态不同，分为三种： （1）处于玻璃态的塑料，可以采用切削等机械加工方法和电镀、 喷涂等表面处理方法； （2）当塑料处于高弹态时， 可以采用热冲压、弯曲、真空 成型等加工方法； （3）把塑料加热到粘流态， 可以进行注射成型、挤出成型、 吹塑成型等加工。 Tg：玻璃化温度，使用的最高 温度，反映耐热性，有实际意义； 玻璃态 高弹态 粘流态 Tf：粘流温度，与分子量大小 有关，决定聚合物加工成型的难易。 聚合物若在常温下呈玻璃态可 做塑料，若在常温下呈高弹态可 Tg Tf 温度 做弹性材料，如橡胶。
(1) 排气式注射成型 排气式注射成型应用的排气式注射机，在料筒 中部设有排气口，亦与真空系统相连接，当塑料塑化时，真空泵可将塑 料中合有的水汽、单体、挥发性物质及空气经排气口抽走；原料不必预 干燥，从而提高生产效率，提高产品质量。特别适用于聚碳酸酯、尼龙、 有机玻璃、纤维素等易吸湿的材料成型。 (2) 流动注射成型 流动注射成型可用普通移动螺杆式注射机。即塑 料经不断塑化并挤入有一定温度的模具型腔内，塑料充满型腔后，螺杆 停止转动，借螺杆的推力使模内物料在压力下保持适当时间，然后冷却 定型。流动注射成型克服了生产大型制品的设备限制，制件质量可超过 注射机的最大注射量。其特点是塑化的物件不是贮存在料筒内，而是不 断挤入模具中，因此它是挤出和注射相结合的一种方法。 (3) 共注射成型 共注射成型是采用具有两个或两个以上注射单元的注 射机，将不同品种或不同色泽的塑料，同时或先后注入模具内的方法。 用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑料的复合制品，有代表性的共注 射成型是双色注射和多色注射。
各种助剂 3. 塑料制品的一般生产过程
①原料准备；②成型；③机械加工；④修饰；⑤装配。
非金属材料有哪些
非金属材料有哪些
非金属材料是指那些不含金属元素的材料，它们在工业生产和日常生活中起着
重要的作用。
非金属材料通常具有较轻的质量、良好的绝缘性能和较低的成本，因此在许多领域得到了广泛的应用。
下面我们将介绍一些常见的非金属材料。
首先，陶瓷是一种重要的非金属材料。
陶瓷材料具有优良的耐磨、耐腐蚀性能，因此被广泛应用于制造陶瓷器、建筑材料、化工设备等领域。
陶瓷材料还具有良好的绝缘性能，因此在电子器件和电气设备中也得到了广泛的应用。
其次，塑料是另一种重要的非金属材料。
塑料具有质轻、耐腐蚀、易加工成型
等特点，因此在包装、建筑、医疗器械、日用品等领域得到了广泛的应用。
随着科技的发展，新型的高强度、高耐热的工程塑料也在汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。
再次，橡胶是一种具有高弹性的非金属材料。
橡胶材料具有良好的密封性能和
吸振性能，因此在汽车、机械设备、建筑工程等领域得到了广泛的应用。
橡胶材料还具有优良的耐磨性和耐老化性能，因此在轮胎、密封件、管道等领域也得到了广泛的应用。
最后，玻璃是一种常见的无机非金属材料。
玻璃材料具有良好的透明性、耐腐
蚀性和化学稳定性，因此在建筑、家具、日用品、光学仪器等领域得到了广泛的应用。
随着技术的进步，新型的功能玻璃材料也在光电子、光伏发电等领域得到了广泛的应用。
综上所述，非金属材料在现代工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。
随着
科学技术的不断发展，我们相信非金属材料将会在更多的领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
陶瓷 热压铸成型法
陶瓷热压铸成型法
陶瓷是一种质地坚硬且耐高温的无机非金属材料，通过特定的加工工艺进行成型。
其中热压铸成型法是一种常用的陶瓷成型方法。
热压铸成型法主要包括以下步骤：首先，将陶瓷粉末与一种或多种粘结剂混合，形成一种称为浆料的混合物；然后，将浆料倒入预先制作好的模具中，模具的形状决定了最终成型件的形状；接下来，在高温和高压的环境下，将模具中的浆料进行压实，形成所需的陶瓷成型件；最后，通过冷却和清洁等工艺，将成型件从模具中取出。
热压铸成型法具有以下优点：首先，成型件的尺寸精度高，形状复杂度较高，可满足各种要求；其次，成型过程中有较高的压力和温度，可以提高陶瓷材料的致密性和力学性能；此外，该方法可以批量生产，提高生产效率。
总之，热压铸成型法是一种常用的陶瓷制造方法，通过高温和高压的作用，可以制作出形状复杂、精度高的陶瓷成型件。
这种方法可以应用于各种行业，如电子、航空航天和医疗等领域。
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无机非金属材料工学 成型
六、触变性与反触变性
定义：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低 而流动性增加静置后能恢复原来状态。反之，相同泥浆放置一段 时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化 现象，上述现象可重复无数次，统称为触变性。
触变环曲线 a－正触变环；b－负触变环
成型泥料要有一定的触变性，但不要太大。
第三节 浆料的成型
一、成型的工艺原理
多属于粘塑性体，其中液相是连续的（如水泥砂浆、混
凝土浆、陶瓷泥浆、耐火材料浇注料等）。
成型基本过程： 流动→充满模型→具有模型的形状→脱水或水化→坯体 →脱模→干燥或水化→完全的固体（弹性体）。 控制浆体的流动度
触变性是指在剪切应力保持一定时，表观粘度将随着剪切应 力作用时间的持续而减小，剪切应变速率将不断增加的性质。或 者，当剪切应变速率保持不变时，剪切应力将逐渐下降。具有这 种性质的材料称为正触变材料。 反触变性：表观粘度随着应力作用的时间而增加。
触变性的大小可用触变环的大小和方向来表示：逆时针走向 的是正触变，顺时针走向的代表反触变。
Na－粘土＋CaSO4＋Na2SiO4 Ca—粘土＋CaSiO3＋Na2SO4
使得靠近石膏模表面的一层Na-粘土变为Ca-粘土，泥浆由悬 浮状态转为聚沉。石膏起着絮凝剂的作用，促进泥浆絮凝硬化， 颗粒成棚架结构，有利于排水，减少泥坯的阻力，缩短成坯时 间。
3．成型速度 成型速度可由阿德柯克推导出来的吸浆速度公式来计算： 吸浆速率： 将上式移项积分得：
(2)压力注浆可以减少坯体的干燥收缩 常压下注浆时，与坯体表面平行方向上的干燥收缩约 为3％，与坯体表面垂直方向上的干燥收缩为2％。在7MPa 压力注浆时，上述二方向上的收缩分别减小至0.8％及0.3 ％。 (3)压力注浆可降低坯体脱模后留存的水分 常压注浆时，坯体平均留存水分约19.5％，在7MPa压 力下成型的坯体只含17％水分。
无机非金属基复合材料成型工艺及设备
• 1 绪论 • 2 手糊成型工艺及设备 • 3 夹层结构成型工艺及设备 •4 •5 模压成型工艺 模压成型模具与液压机
• 6 层压工艺及设备
目 录
• 7 缠绕成型工艺 • 8 缠绕设备 • 9 无机非金属基成型工艺及 设备
• 9.1 概述 • 9.2 水泥基复合材料 • 9.3 陶瓷基复合材料
无机非金属材料复合材料 特性：
1、能承受高温，强度高 2、具有电学特性 3、具有光学特性 4、具有生物功能
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网， 压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标， 还可执行侦察任务，具有一定空战能力。
1 陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composite）发展概况 陶瓷具有高硬度、高强度、耐高温和 耐腐蚀等十分突出的优秀性能，但它 又有脆性的缺点，这限制了它的更广 泛应用。工艺上采取陶瓷纤维加入陶 瓷基质的办法，来增大它的韧性，取 得有效的结果，既达到增韧又不降低 强 度 。 现 在 已 经 可 以 满 足 1200 ～ 1900℃高温范围内使用的要求。
9.3 陶瓷基复合材料
• • • • 陶瓷基复合材料发展现状 陶瓷基复合材料所用原材料 陶瓷基复合材料成型工艺及设备 连续纤维增强陶瓷基复合材料生产工 艺
重点： 陶瓷基复合材料纤维（晶须）与基体 间的相容性；低温制备技术；陶瓷纤 维与陶瓷基体复合过程中的匹配原则； 陶瓷基复合材料成型方法及烧结原理。
成型工艺方法：喷射法、预拌法、 注射法、铺网法、缠绕法、离心法、 抄取法和流浆法。
二、陶瓷基和水泥基复合材料性能及其应用
1.陶瓷基复合材料性能及应用
稀土离子掺杂YAG透明
陶瓷的显微结构
非金属材料成形
第五章 非金属材料成形非金属材料：除金属以外的工程材料。
工程上常用：塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等。
非金属材料成形特点：（1）可以是流态成形，也可以是固态成形，可以制成形状复杂的零件。
例如，塑料可以用注塑、挤塑、压塑成形，还可以用浇注和粘接等方法成形；陶瓷可以用注浆成形，也可用注射、压注等方法成形。
（2）非金属材料的成形通常是在较低温度下成型，成型工艺较简便。
（3）非金属材料的成形一般要与材料的生产工艺结合。
例如，陶瓷应先成形再烧结，复合材料常常是将固态的增强料与呈流态的基料同时成形。
第一节塑料的成形塑料的组成：以合成树脂为主要成分，并加入增塑剂、润滑剂、稳定剂及填料等组成的高分子材料。
在一定的温度和压力下，可以用模具使其成形为具有一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，在常温下其形状保持不变。
塑料制品的优点：质量轻，比强度高；耐腐蚀，化学稳定性好；有优良的电绝缘性能、光学性能、减摩、耐磨性能和消声减震性能；加工成形方便成本低。
主要不足：耐热性差、刚性和尺寸稳定性差、易老化等。
塑料的分类：热塑性塑料和热固性塑料两类。
常见热塑性塑料：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、ABS塑料、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，又称有机玻璃）、聚酰胺（PA，俗称尼龙）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚砜（PSF）、聚四氟乙烯（PTFF）、氯化聚醚（CPT）等。
这些塑料可加热后软化再使用。
常见热固性塑料：酚醛塑料（PF）、氨基塑料（MF）、环氧塑料（EP）等。
这些塑料加热塑化后成形，再加热不能软化使用。
一、工程塑料的成形性能塑料具有高分子聚合物独特的大分子链结构，这种结构决定了塑料的成形性能。
（一）塑料形变与温度的关系热塑性塑料形变特性（力学性能）如图5-1所示。
低于玻璃化温度T g为玻璃态、高于粘流温度T f（或结晶温度T m）温度为粘流态、在玻璃化温度和粘流温度之间为高弹态，当温度高于热分解温度（T d）时，塑料会降解或气化分解。
无机非金属材料有哪些
无机非金属材料有哪些无机非金属材料是指不含金属元素的材料，主要包括陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、硅酸盐、氟化物等。
这些材料在工业生产和日常生活中起着重要的作用，广泛应用于建筑、电子、化工、医药、食品等领域。
以下将详细介绍无机非金属材料的种类和特性。
1. 陶瓷。
陶瓷是一种由土、石粉等经过成型、干燥和烧结等工艺制成的无机非金属材料。
陶瓷具有高强度、耐磨、耐高温、绝缘等特点，广泛用于制作建筑材料、日用品、工艺品等。
常见的陶瓷有瓷器、砖瓦、陶瓷管道等。
2. 玻璃。
玻璃是一种无定形的无机非金属材料，主要由二氧化硅、碳酸钙、氧化钠等原料经过高温熔融制成。
玻璃具有透明、硬度高、化学稳定性好等特点，广泛用于制作窗户、餐具、玻璃器皿等。
3. 塑料。
塑料是一种由合成树脂为主要成分的无机非金属材料，具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点。
塑料广泛用于包装、建筑、电子、汽车等领域，常见的塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
4. 橡胶。
橡胶是一种弹性体，主要由天然橡胶或合成橡胶制成。
橡胶具有良好的弹性、耐磨、耐寒、绝缘等特点，广泛用于制作轮胎、密封件、管道等。
5. 硅酸盐。
硅酸盐是一类含硅元素的无机非金属材料，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘等特点。
硅酸盐广泛用于制作陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等。
6. 氟化物。
氟化物是一类含氟元素的无机非金属材料，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘等特点。
氟化物广泛用于制作光学玻璃、陶瓷涂层、防腐涂料等。
总的来说，无机非金属材料在现代工业生产和日常生活中扮演着重要的角色，它们的种类繁多，性能各异，为人类的生产生活提供了丰富的选择。
随着科技的不断进步，无机非金属材料的应用领域将会更加广泛，性能也将会得到进一步提升。
【大学】无机非金属材料成型工艺
泥浆中的水沿着毛细管排出后被吸入石膏模毛 细管内。可以认为毛细管力是泥浆脱水过程的 推动力。
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2、化学凝聚过程 泥浆与石膏接触时，在其接触表面上溶有一
定数量的CaSO4，它与泥浆中的Na-粘土和水 玻璃发生离子交换反应，使得靠近石膏模表面 的一层Na-粘土变成Ca-粘土，泥浆由悬浮状态 转变为聚沉。石膏起到絮凝剂的作用，促进泥 浆絮凝硬化，缩短了成坯时间。 Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3
粒度分布是指不同大小颗粒所占的百分比。
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（2）粉料的流动性 当粉料堆积到一定高度后，会向四周流动，始 终保持为圆锥体且自然安息角α保持不变的性质。
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（3）粉料的含水率 粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。 适当 均匀
（4）粉料的拱桥效应 粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大得 多。这是因为实际粉料不是球形，加上表面粗 糙，结果颗粒相互交错咬合，形成拱桥形空间， 增大孔隙率，这种现象称为拱桥效应。
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等静压成型示意图
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6.5 玻璃熔体成型
一、概述 ➢ 玻璃的成型是指从熔融的玻璃液转变为具有固
定几何形状的制品的过程。 ➢ 成型方法有吹制法(空心玻璃制品)、压制法(某
些容器玻璃)、压延法(压花玻璃)、浮法(平板玻 璃)、拉制法(平板玻璃)等。
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二、日用玻璃的成型 1、人工成型
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2、车坯成型 车坯成型，是在车床上将挤压成型的泥段再加工 成外形复杂的柱状制品。
➢ 干车，泥段含水6％—11％。干车坯体尺寸精确， 但粉尘大，效率低，刀具磨损大，已逐渐由湿车 替代。
第四章 非金属材料及复合材料成型方法简介
非金属材料及复合材料成型方法简介第四章第二篇材料成形工艺基础西北工业大学电子教案成型方法⏹塑料件成型⏹陶瓷件成型⏹复合材料成型⏹成型、机械加工、修配和装配⏹挤出成型（挤塑）：利用挤出机将热塑性塑料加热、连续挤出成型为各种断面的制品。
应用：生产塑料板材、棒材、片材、异型材、电缆护层等⏹成型、机械加工、修配和装配⏹注射成型（注塑）：利用注塑机将熔化的塑料快速注入闭合模具型腔内固化成型。
应用：各种塑料制品（电器、设备、民用）⏹成型、机械加工、修配和装配⏹压延成型：使加热塑化的热塑性塑料通过两个以上的相对旋转的滚筒间隙而连续变形的成型方法。
应用：生产连续片状材料返回⏹配料、成型、烧结⏹干压成型：利用冲头对装入模具内的粉末施加压力而成型。
应用：生产形状简单、尺寸↓的制品⏹配料、成型、烧结⏹等静压成型：利用液体和橡胶等对陶瓷坯体施压（受等静压）而成型。
应用：生产性能要求高的电子元件和其他高性能塑料⏹配料、成型、烧结⏹注浆成型：将悬浮着陶瓷颗粒的液体注入多孔模具中，沥干液体后即成型为坯体。
应用：形状复杂、大型薄壁制品⏹配料、成型、烧结⏹热压成型：将具有流动性的料浆，在热压铸机中压缩空气的作用下注入金属模，冷却凝固后成型。
应用：成型复杂制品⏹配料、成型、烧结⏹注射成型：在注射成型机中将粒状粉料注射入金属模具中，冷却后将坯体脱脂后按常规烧结。
应用：复杂零件的大规模生产返回复合材料成型通用方法：颗粒、晶须、短纤维增强复合材料混合→制坯→ 成型纤维增强体增强复合材料增强体预成型→复合⏹金属基复合材料成型⏹树脂基复合材料成型⏹陶瓷基复合材料成型⏹C/C复合材料成型液态金属浸润法：金属基体呈熔融状态时与增强材料浸润结合，凝固成型。
常用方法：常压铸造、液体金属搅拌、真空压力浸渍法、挤压铸造、液态浸渗挤压等•扩散黏结法：在长时间高温和压力下，使固态金属与增强材料（预制坯）的接触面通过原子间相互扩散黏结而成。
粉末冶金法：根据要求将不同金属粉末与陶瓷颗粒、晶须或短纤维均匀混合，放入模具中高温、高压成型。
汽车内饰件材料与成型工艺
1% 2% 1% 2% 3% 4%
ABS：12% PC+ABS：4% PU：9%
9%
4%
PVC：2%
62%
12%
PE：3% POM：4%
PA：2%
ASA：1% PC+PBT：1%
PPO/PA：0%
PC：0%
–8
二、塑料制品特性要求及成型工艺
2、塑料制品成型工艺
主要有注塑、吸塑、挤出、吹塑、压塑、发泡、喷涂、滚塑等。 （1）、注塑成型：是指利用注射机将熔化的塑料快速注入闭合的模具内，使之 冷却固化，开模得到定型的塑料制品的方法。包括低压注射成型、气体辅助成 型、熔芯注射、双色注射成型等类型。其加工过程：
–退火 调湿
–按需
–9
二、塑料制品特性要求及成型工艺
注塑设备工作原理：
–10
二、塑料制品特性要求及成型工艺
类别 高压注塑 特点 适用性 优缺点 1、一次成型，生产效率高 2、注射压力大，能成型较复杂的大型产品 3、设备投入成本高 1、注射压力低,不易损坏较小的元器件,次品率极 低 2、优异的保护或装饰效果 3、设备投入低（无需钢模） 4、但注射压力低，不易成型较复杂产品形状 1、充模时采用低粘度中间体，能耗低，模具浇口 简单 2、充模压力低，设备及模具成本低且周期短 3、装运、存放和处理混合体材料需用特种设备和 程序 4、填充时易出现气泡，模具难密封，影响尺寸、 外观等 1、可减轻产品重量、消除缩痕、提高生产效率 2、可消除产品内部应力，防止产品变形 3、模具及工艺参数复杂，且需增加气辅设备，成 本高
反应注塑 (RIM)
气辅注塑
利用高压隋性气体注射到熔 易产生翘曲变形 融的塑料中形成真空截面并 的板类和大平面 推动熔料前进，完成注射过 制件 程
非金属成型工艺及其他
热压成型工艺适用于各种非金属材料，如塑料、橡胶、复合材料等。
热压成型工艺流程
模具准备
设计并制造模具，确保其精度 和耐用性。
冷却固化
在一定压力下冷却材料，使其 固化定型。
准备原料
根据制品要求选择合适的非金 属材料，并进行预处理，如干 燥、除尘等。
06
非金属成型工艺的
发展趋势与挑战
非金属成型工艺的发展趋势
数字化与智能化
高性能与多功能化
随着信息技术的发展，非金属成型工艺 正逐步实现数字化和智能化，包括工艺 模拟、自动化控制、智能检测等。
为了满足高端制造业的需求，非金属成 型工艺正不断追求高性能和多功能化， 如高强度、高耐磨、高耐热等性能。
环保与可持续发展
开模与脱模
模具打开后，制品从 模具中脱出，完成整 个注塑成型过程。
注塑成型工艺的应用实例
日用品
如塑料瓶、塑料盆、塑料 桶等，这些制品在生活中 应用广泛。
电子产品
如手机壳、电脑外壳等， 这些制品需要具有较高的 精度和外观质量。
汽车零部件
如汽车保险杠、汽车仪表 盘等，这些制品需要具有 较高的强度和耐久性。
特点
可生产大型和中型的塑料容器，成本较低，生产效率高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 真空成型工艺
定义
真空成型工艺是一种塑料加工方法，通过将热塑性塑料或热固性塑料置于加热的模具表面，然后抽真空使塑料在模具 表面贴附、熔融和固化，形成所需形状的塑料制品。
应用领域
广泛应用于生产各种曲面覆盖件、汽车内饰件、建筑模板等。
特点
可加工形状复杂的制品，表面质量好，节能环保。
玻璃的成型工艺
玻璃的成型工艺玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有透明、坚硬、耐高温等特点，广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
而玻璃制品的成型工艺则是将玻璃原料通过一系列加工工艺加工成所需的形状和尺寸。
一、玻璃的原料玻璃的主要原料是二氧化硅（SiO2），也可以添加其他金属氧化物，如氧化钠（Na2O）、氧化钾（K2O）等。
这些原料经过熔融后形成玻璃液，再经过冷却固化成玻璃。
二、玻璃的成型方法1. 流延成型流延成型是将玻璃熔体通过特殊的装置，如浮法法、拉伸法等，使其在一定的温度和速度下均匀流动，然后在冷却过程中形成平整的玻璃板。
这种方法常用于平板玻璃的制造。
2. 吹制成型吹制成型是将玻璃熔体取出一定量，放在吹制管（吹管）的一端，通过吹气使熔体膨胀，然后用工具塑造成所需的形状，最后冷却固化成玻璃制品。
这种方法常用于制作玻璃容器，如玻璃杯、玻璃瓶等。
3. 模压成型模压成型是将玻璃熔体倒入预先制作好的模具中，然后用压力使熔体填充整个模具，并使其与模具表面接触紧密，冷却后将模具取出，即可得到成型玻璃制品。
这种方法常用于制作复杂形状的玻璃制品，如灯具、玻璃器皿等。
4. 注射成型注射成型是将玻璃熔体注入金属模具中，然后在一定的温度和压力下冷却固化成型。
这种方法常用于制作光学玻璃、光纤等高精度的玻璃制品。
三、玻璃制品的加工工艺1. 切割切割是将玻璃制品按照所需的尺寸和形状进行切割。
常见的切割方法有切割机切割、水射流切割等。
2. 打磨打磨是将切割好的玻璃制品进行表面处理，使其光滑而不伤手。
常见的打磨方法有机械打磨、手工打磨等。
3. 钻孔钻孔是在玻璃制品上钻出所需的孔洞，常见的钻孔方法有机械钻孔、激光钻孔等。
4. 热弯热弯是将玻璃制品加热至一定温度后，通过外力使其弯曲成所需的形状。
常见的热弯方法有火焰热弯、电加热热弯等。
5. 镀膜镀膜是在玻璃制品表面涂覆一层薄膜，以改变其透光性、反射性等特性。
常见的镀膜方法有真空镀膜、溅射镀膜等。
玻璃的成型工艺多种多样，每种方法都有其独特的适用场景和工艺要求。
汽车非金属材料及其先进成型加工技术
汽车非金属材料及其先进成型加工技术汽车非金属材料及其先进成型加工技术在汽车制造领域，非金属材料的应用日益广泛，成为提高汽车质量、降低汽车重量和节能减排的关键技术之一。
非金属材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、隔音隔热、造型灵活等优势，同时具备一定的可塑性、可成型性和可溶性，赋予汽车设计师更多的自由度。
目前，汽车非金属材料主要包括塑料、复合材料、橡胶和玻璃等。
塑料是汽车制造中最常用的非金属材料，其种类也最为丰富。
例如，聚碳酸酯（PC）塑料具有优良的刚性、韧性和透明度，广泛应用于车灯、玻璃窗和仪表板等部件的制造。
聚丙烯塑料（PP）具有较低的密度、良好的热稳定性和电绝缘性，用于制造汽车座椅、油箱和冷却风扇等组件。
此外，玻璃纤维增强塑料（GFP）和碳纤维增强塑料（CFRP）等复合材料也被广泛应用于汽车车身和底盘的制造，因其优异的强度、刚度和阻尼性能。
为了实现这些非金属材料的先进成型加工，汽车制造商采用了多种先进的成型技术。
其中，注塑成型是最常见的一种技术。
该技术通过加热和压力作用，将熔融的塑料注入模具中，然后冷却固化成型。
注塑成型具有精度高、生产效率高、成本低等优点，适用于大规模生产。
另一种常用的成型技术是挤出成型。
挤出成型通过将熔融的塑料从挤压头中挤出，然后在模具中冷却成型。
这种技术适用于制造管状和复杂截面形状的部件，如排气管和车门密封条等。
另外，还有吹塑成型、压力成型、热压成型等多种成型技术，用于制造不同形状、大小和材质的汽车部件。
除了塑料，复合材料的成型加工也是汽车非金属材料的重要领域。
复合材料由纤维增强材料和基体材料组成，具有轻质、高强度和耐腐蚀等优势。
在复合材料的成型过程中，主要采用了浸润成型和压缩成型两种技术。
浸润成型将纤维增强材料浸渍在粘合剂中，然后放置在模具中进行固化。
压缩成型则是通过将纤维增强材料和基体材料组合在一起，置于高温和高压环境下进行成型。
这些成型技术在汽车制造中广泛应用于制造车身面板、底盘和内饰等部件。