第四章 有色金属及第五章非金属材料

9、氮化硅陶瓷材料制成的陶瓷纤维活塞耐磨性好，可以有效地防止铝 合金活塞由于热膨胀系数大而产生的“冷敲热拉”现象。（ ） 10、复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质相同的物质经一定 方法合成而得到的一种新的多相固体材料。（ ）
三、填空题
1、根据用途不同陶瓷可分为————陶瓷和 ———— 陶瓷两类。 2、机械工程中常用的非金属材料主要有 ———— 材料、 ———— 材料和复合材料等三大类。 3、橡胶是以————为主要原料，加入适量———— 剂而制成的高分 子材料。
（1）按材料的用途分类 料两大类。 可分为结构复合材料和功能复合材
（2）按增强材料的物理形态分类 粒子增强复合材料及层叠复合材料。
可分为纤维增强复合材料、
（3）按基体类型分类
2．复合材料的性能 （1）比强度和比模量高
可分为非金属基体及金属基体两大类。
（2）抗疲劳性能好
（3）减振性能好 （4）高温性能好
9、下列材料中， ———— 是热固性塑料。 A、ABS塑料 塑料王 B、氨基塑料 C、聚氯乙烯（PVC）塑料 D、
10、下列材料中， ———— 是热塑性塑料。 A、ABS塑料 酚醛塑料（PE） B、氨基塑料 C、聚氯乙烯（PVC）塑料 D、
二、判断题
1、热塑性塑料加热时变软，冷却后变硬，再加热又可变软，可反复 成形。（ ）
2、PMMA、PF、ABS塑料均属于热固性塑料。（ ）
3、用挤塑成型方法可制作瓶、筒、罐和其他薄壁空心塑料制品。 （ ） 4、橡胶弹性大，最高伸长率可达800％~1000％，外力去除后能迅速 恢复原状。（ ）
5、由两种或两种以上性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体 材料，称为复合材料。（ ）
6、热塑性玻璃钢以玻璃钢纤维为增强集剂，热固性树脂为粘结剂。 有较高的强度和疲劳强度，常用于制作轴承、齿轮等零件。（ ） 7、碳纤维复合材料具有优良的减磨性，耐蚀性，但热导性较差。 （ ） 8、用酚醛塑料制造的电器开关壳体，废品经磨碎后可重新使用。 （ ）
10、常见的颗粒复合材料 ———— 和———— 有两类。
四、讨论题
调查一种型号的轿车采用了哪些非金属材料，各用在什么部位?
和金属一样，陶瓷材料的力学性能和物理、化学性能也是由它的 化学组成和结构状况决定的。陶瓷的组织结构非常复杂，一般由晶体 相、玻璃相和气相组成。各种相的组成、结构、数量、几何形状及分 布状况等都会影响陶瓷的性能。 2．陶瓷的性能(P109) （1）力学性能 （2）热学性能 （3）电学性能 （4）化学性能
（5）工作安全性好
（6）成型工艺简便灵活及可设计性强 3．常用复合材料
（1）纤维增强复合材料
（2）层叠复合材料 4．复合材料在汽车上的应用 （1）玻璃钢的应用 （2）碳纤维增强塑料的应用
复习试题
一、选择题
1、在塑料成形方法中，———— 成型是热塑性塑料主要的成 形方法之一。
A、压制B、注射源自C、浇注Ⅰ、塑料的组成 1、合成树脂 树脂是决定塑料性能和使用范围的主要 组成物，在塑料中，起粘结其他组分的作 用。塑料中的合成树脂质量分数一般为30 ％~100％。因此，大多数塑料都是以树脂 名称来命名的，例如，聚氯乙烯塑料的树 脂就是聚氯乙烯。 2、添加剂 ①填充剂；②增塑剂；③稳定剂； ④着色剂；⑤其他 ；
4、常用的工程塑料有———— 和 ———— 两大类。
5、生产上常用的橡胶材料有 ———— 、 ———— 和 ———— 。 6、陶瓷的组织结构非常复杂，一般由 ———— 、 ———— 和气相 组成。
7、汽车摩擦材料主要由 ———— 、粘结剂和 ———— 所组 成。 8、碳纤维增强复合材料是以———— 或其织物为增强相， 以 ———— 、 ———— 陶瓷等为粘结剂而制成的。 9、常用复合材料有———— 、 ———— 和———— 三类。
3．常用橡胶材料的品种、性能及一般用 途 （P107表5.2）。 4．橡胶制品在汽车上的应用（P107表 5.2）。 ㈢、玻璃 玻璃是一种非晶态固体，它是以石英砂、 纯碱、长石、石灰石等为主要原料，并加入 某薹金属氧化物等辅料，在高温窑中煅烧至 熔融后，经成形、冷却所获得的非金属材料。
1．玻璃的性能（P111）
2．常用玻璃的种类、特点及主要用途
（P111）
3．常用汽车玻璃（P111）
㈣、摩擦材料
汽车用摩擦材料，是汽车上的消耗性材料之一，主要起到传递 动力、制动减速、停车制动等作用，是汽车制动系统与行车系统的 重要组成部分。
1．汽车用摩擦材料的性能要求
对于汽车用摩擦材料，主要有以下几方面的性能要求 （1）摩擦因数
㈡、橡胶
所谓橡胶，是指在使用温度范围内处于高 弹性状态的高分子材料。 1．橡胶的特性 橡胶最显著的特点是具 有高的弹性和回弹性。同时，橡胶还有一定的 强度，优异的抗疲劳性，以及良好的耐磨、绝 缘、隔声、防水、缓冲、吸振等性能。
2．橡胶的基本组成 橡胶是以生胶为原 料，加入适量的配合剂，经硫化工艺处理以后 得到的一种生产原材料。
3．常用陶瓷
（1）普通陶瓷（传统陶瓷） （2）特种陶瓷（现代陶瓷） 4．陶瓷在汽车上的应用
复合材料是由两种或两种以上的物理和化 学性质不同的物质，经一定方法合成而得到的一种新的多相固体材 料。它不仅具有各组成材料的优点，还具有比单一材料更优良的综 合性能。 1．复合材料的分类
㈥、复合材料
复合材料的分类至今尚不统一，目前主要采用以下几种分类方 法：
三、滑动轴承合金（P96~98） 用来制造滑动轴承轴瓦或内衬的合金称为 滑动轴承合金。 滑动轴承的传动效率虽然不如滚动轴承， 但由于其承压面积大，工作时噪音小、工作平 稳，所以常常使用于高速重载的场合，如汽车 发动机的连杠轴承和曲轴轴承等。 滑动轴承合金的组织性能特点及常用的牌 号等见P96~98。
A、氮化硅陶瓷
B、塑料
C、聚氨酯
6、塑料中增加————可以提高塑料的塑性。 A、稳固剂 B、增塑剂 C、着色剂 D、润滑剂
7、轿车轮胎以———— 为主要原料。
A、天然橡胶 B、合成橡胶 C、再生胶
8、各国已制订有关法规，规定轿车的前窗必须安装———— 。
A、钢化玻璃
B、夹丝玻璃
C、夹层玻璃
D、浮法玻璃
2、下列材料中， ———— 是复合材料。 A、电木 B、玻璃钢 C、有机玻璃 D、聚丙烯酸酯
3、下列材料中， ———— 是热塑性塑料。
A、万能胶 B、电木 C、尼龙 D、塑料王 4、塑料作为最轻的工程材料之一，其密度是钢的 ———— 。
A、1/2
B、1/7～1/4
C、1/10
D、1/3
5、下列材料中， ———— 可用于制作切削淬火钢或冷硬铸铁 材料的刃具。
常用的有色金属 一、 铝及铝合金（P89~93） 1、特点：密度小、比强度高，有良好的 电导性、热导性和抗腐蚀性。适宜制造受载 不大及需要减轻重量的构件。 铝同时也有良好的加工工艺性，铝及合 金铝既能可压力加工，也可以铸造成形和热 处理，切削性能也好。
2、工业用铝分纯铝及铝合金 纯铝强度低，不适合制造机器零件。 铝合金是在纯铝中加入Si、Cu、Mg、Zn、 Mn等合金元素 ，使其力学性能提高，使其适 合制造各种工程或机器零件。 ⑴、铝合金的分类 根据铝合金的成分和生产改用工艺态度特 点，铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。 （各种变形铝合金和铸造铝合金的特点见 P90~92介绍）。
Ⅱ、塑料的性质特点（P106） 1．物理性能 2．化学性能———耐蚀性 3．力学性能
• Ⅲ、塑料的分类 • 工程塑料主要指综合性能（包括力学 性能、耐热性、耐寒性、耐蚀性和绝缘性 能等）良好的各种塑料。它们是制造工程 结构用零部件、工业容器和设备等的一类 新型结构材料。 • 常用的工程塑料分为热塑性工程塑料 和热固性工程塑料两类（P106）。 • 1．热塑性工程塑料 • 2．热固性塑料
（2）耐磨性
（3）物理、力学特性 （4）噪声 2．汽车摩擦材料的组成 汽车摩擦材料主要由骨架材料、粘结剂和填充材料所组成。
㈤、陶瓷材料(P109)
陶瓷大致可分为传统陶瓷及特种陶瓷两大类。其生产过程比较复 杂，但基本的工艺是原料的制备、坯料的成型和制品的烧成或烧结三 大步骤。
1．陶瓷的组成相及其结构
一、高分子材料 高分子材料是相对分子质量在5000以上 的有机化合物的总称。 高分子材料按热性能及形成特点分热固 性和热塑性；按用途分为塑料、合成橡胶、 胶黏剂等。 塑料、橡胶是汽车中常用的高分子材料。
㈠、塑料 塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的
高分子材料，它通常可在加热、加压条件下被
注塑或固化成形，故称为塑料。汽车用工程塑 料，主要用于制造某些机器零件或构件，具有 强度、韧度和耐磨性较好，价廉、耐腐蚀、降 噪声、美观、质轻等特点。
第四章 有色金属及合金
有色金属是指钢铁以外的其他金属。有色 金属种类很多，又具有某些独特的性能，是工 业上不可缺少的金属材料，有色金属应用较广 的是铝、铜、钛及其合金和滑动轴承合金。 有色金属特点： 具有黑色金属没有或者达不到的特殊性能 如：导电性、化学稳定性等。但价格比较贵， 所以在实际应用时，凡是能够使用黑色金属的 就不要采用有色金属。
⑵、铝合金的热处理 铝合金的热处理是通过固溶－时效处理的 方法来改变铝合金的力学性能的。 （固溶－时效处理方法见P90介绍）。 ⑶、铝合金的牌号、性能及化学成分 （见P91~92）
二、铜及铜合金（P93~96）
特点；与铝差不多，但价格比铝高。因为 资源比较少。 常用的有黄铜、青铜、锡青铜等（常用的见表 4.3、表4.4）。 汽车上的各类热交换器、散热器、电器元 件、油管、等一般都使用铜合金。
Ⅳ、塑料在汽车上的应用
汽车用塑料按照用途可分为内饰件用塑 料、工程塑料和外装件用料。 1．汽车内饰用塑料 内饰用塑料品种主要有：聚氨酯（PU）、 聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和ABS等。 它们用于制作座垫、仪表板、扶手、头枕、 门内衬板、顶棚衬里、地毯、控制箱、转向 盘等内饰塑料制品。
2．汽车用工程塑料 汽车上常用的工程塑料有聚丙烯（PP）、 聚乙烯（PE）、聚苯烯、ABS、聚酰胺、聚 甲醛、聚碳酸酯、酚醛树脂等。 3．汽车的外装件及结构件 汽车的外装件及结构件包括传动轴、车 架、发动机罩等，要求具备高强度，因而多 采用纤维增强塑料复合材料制造。
四、其它有色金属（自阅）
五、粉末冶金及硬质合金简介（P100~102） 六、汽车零件常用的材料（P102~104）
第五章 非金属材料
• 学习目的： • 通过本章的学习具备所必需的汽车所 使用的其他非金属 材料基本知识。
• 学习要求： • 掌握汽车所用工程塑料的性能与用途。 • 掌握汽车所用其他材料如橡胶、玻璃、 陶瓷、复合材料的性能与用途。