非金属材料的分类
常用非金属材料
常用非金属材料非金属材料包括除金属材料以外几乎所有的材料,主要有各类高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等)、陶瓷材料(各种陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥及近代无机非金属材料等)和各种复合材料等。
本章主要介绍高分子材料、陶瓷和复合材料。
工程材料仍然以金属材料为主,这大概在相当长的时间内不会改变。
但近年来高分子材料、陶瓷等非金属材料的急剧发展,在材料的生产和使用方面均有重大的进展,正在越来越多地应用于各类工程中。
非金属材料已经不是金属材料的代用品,而是一类独立使用的材料,有时甚至是一种不可取代的材料。
第一节高分子材料高分子材料又称为高聚物,通常,高聚物根据机械性能和使用状态可分为橡胶、塑料、合成纤维、胶粘剂和涂料等五类。
各类高聚物之间并无严格的界限,同一高聚物,采用不同的合成方法和成型工艺,可以制成塑料,也可制成纤维,比如尼龙就是如此。
而象聚氨酯一类的高聚物,在室温下既有玻璃态性质,又有很好的弹性,所以很难说它是橡胶还是塑料。
一、塑料按照应用范围,塑料分为三种。
1.通用塑料通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品种。
这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格低,它们占塑料总产量的3/4以上,大多数用于日常生活用品。
其中,以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大品种用途最广泛。
(1)聚乙烯(PE)生产聚乙烯的原料均来自于石油或天然气,它是塑料工业产量最大的品种。
聚乙烯的相对密度小(0.91~0.97),耐低温,电绝缘性能好,耐蚀性好。
高压聚乙烯质地柔软,适于制造薄膜;低压聚乙烯质地坚硬,可作一些结构零件。
聚乙烯的缺点是强度、刚度、表面硬度都低,蠕变大,热膨胀系数大,耐热性低,且容易老化。
(2)聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯是最早工业生产的塑料产品之一,产量仅次于聚乙烯,广泛用于工业、农业和日用制品。
聚氯乙烯耐化学腐蚀、不燃烧、成本低、加工容易;但它耐热性差冲击强度较低,还有一定的毒性。
无机非金属材料的分类
无机非金属材料的分类无机非金属材料是指不含金属元素的材料,主要包括陶瓷材料、玻璃材料、高分子材料和复合材料。
这些材料在工业和日常生活中都有广泛的应用。
陶瓷材料是一类以非金属氧化物为主要成分的材料。
陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高温稳定性等特点。
常见的陶瓷材料包括瓷器、陶器、砖瓦等。
瓷器是一种具有高温烧结而成的陶瓷制品,具有高强度、高密度和高耐磨性。
陶器是一种粘土经过高温烧结而成的陶瓷制品,具有透气性和吸水性。
砖瓦是一种由黏土烧制而成的建筑材料,具有隔热、隔音和防水的特点。
玻璃材料是一种无机非金属材料,主要由石英砂和碱金属或碱土金属的氧化物组成。
玻璃材料具有透明、坚固、耐酸碱腐蚀和导电性能较差的特点。
玻璃材料广泛应用于建筑、家居、光学和电子等领域。
例如,建筑中常用的玻璃制品包括窗户、玻璃门和玻璃幕墙。
光学领域中常用的玻璃制品包括眼镜、镜片和光学仪器。
电子领域中常用的玻璃制品包括显示屏、光纤和太阳能电池板。
高分子材料是一类由高分子化合物组成的材料,具有广泛的应用领域。
高分子材料具有高强度、高韧性、耐磨性和耐腐蚀性等特点。
常见的高分子材料包括塑料、橡胶和纤维。
塑料是一种由合成树脂制成的材料,具有轻、薄、透明和可塑性好的特点。
橡胶是一种由天然橡胶或合成橡胶制成的材料,具有弹性好、耐磨性强和耐腐蚀性好的特点。
纤维是一种由纤维素或合成纤维制成的材料,具有轻、柔软和强度高的特点。
复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
复合材料具有多种材料的优点,具有高强度、高刚度和轻质化等特点。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料和金属基复合材料。
纤维增强复合材料是一种由纤维增强体和基体组成的材料,具有高强度、高模量和低密度的特点。
金属基复合材料是一种由金属基体和增强体组成的材料,具有高强度、高温稳定性和良好的导热性能。
无机非金属材料包括陶瓷材料、玻璃材料、高分子材料和复合材料。
这些材料在工业和日常生活中都有广泛的应用,具有各自独特的特点和优势。
高三化学 无机非金属材料的定义与分类
无机非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
一、耐火材料
常用有耐火砌体材料、耐火水泥、耐火混凝土。
二、耐热保温材料
常用有硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉,以及它们的制品如板、管、砖等。
三、绝热材料
一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。
它既包括保温材料,也包括保冷材料。
四、耐蚀(酸)非金属材料
常用有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
(一)铸石
具有极优良的耐磨性、耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。
(二)石墨
具有高度的化学稳定性、极高的导热性能。
(三)玻璃
按形成玻璃的氧化物可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等,其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。
(四)天然耐蚀石料
天然耐蚀石料组成中含SiO2的质量分数大于55.0%以上,其含量越高耐酸性能越好。
(五)水玻璃耐酸水泥
具有能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力,但不耐碱。
复杂的物理,化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑复杂的物理,化学变化
无机非金属材料:
无机非金属材料的分类:
无机非金属材料的定义:
最初,无机非金属材料主要是指硅酸盐材料,所以,硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。
随着科学和生产技术的发展,以及人们生活的需要,一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来,如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等,我们称这些材料为新型无机非金属材料。
非金属材料
③能保护纤维表面,不引起 裂纹、不损伤表面
③纤维与基体间应有高但适当的结合强度
④纤维须有合理的含量、尺寸和分布
⑤纤维和基体的热膨胀性能应有较好的协调与配合
• 3、界面复合
• 它们的界面是一个多层结构的过渡区,一般包括 五层.
• P258图10-31增强材料与基体有很好的浸润,两 者会形成较好的界面结合,界面强度则较大.当浸 润不良,界面上会产生空隙,以而形成应力集中 ,导致界面开裂。
材料 • 工艺—制粉、成形和烧结 • 金属相—Ti、Cr、Ni、Co和它们的合金 • 非金属相—氧化物、碳化物、硼化物氮化物等
• 五、陶瓷材料应用举例 P253~254
①氧化铝 Al2O3+SiO2 α-Al2O3刚玉 ②氮化硅 Si3N4
第三节 复合材料
④纤维受力断裂,断口不在一个平面 陶瓷中含20~40%玻璃相
(4)工程塑料:良好的抗腐蚀性,绝缘性,强度、韧性较 好,但工作温度低,老化现象不可避免。
7.2 材料选用的原则和方法
二、工艺性能原则
工艺是指将原材料经过一系列的加工变为零件或机器的过程。 工艺性能是指材料适应某种加工的能力,或加工成零部件的难易程度。
• 4、金属纤维复合材料 ①金属纤维金属——W、Mo丝,基体Ni、Ti等 合金 ②硼纤维金属——W、Mo纤维与氧化铝、氧化 锆
第十章工程材料的选用
教学目标 10.1 概述 10.2 材料选用的原则和方法 10.3 典型零件选材和工艺路线简介 本章小结
10.1 概述(1)
机械零件设计应包括零件结构设计、材料选择和工艺设计三 个方面。三者相互影响,必须协调考虑。只重视零件的结构 设计,而忽视材料的选择,往往是造成零件在使用过程中不 正常失效的重要原因之一。因此,只有正确选择工程材料, 才能保证零件的设计要求。
现代无机非金属材料的分类与发展分析
现代无机非金属材料的分类与发展分析无机非金属材料是指那些不含金属元素的高科技新材料,包括合成晶体材料、无机玻璃材料、高分子复合材料、陶瓷材料、无机纤维材料等。
它们具有独特的物理、化学、光学、磁学、超导等性能,可以广泛地应用于电子、光电、光学、声学、机械、材料、生物、医学等领域,成为推动现代科技进步和社会经济发展的关键材料。
1. 合成晶体材料:合成晶体材料是人工合成的单晶体材料,是指在特定的化学成分、熔炼温度、熔炼周期和熔炼工艺条件下制备的单晶体。
合成晶体材料因其具有高光学、光电、磁学和电学性能,广泛应用于半导体器件、光学器件、电子器件、光纤通信等领域。
2. 无机玻璃材料:无机玻璃材料是由多种无机物或无机化合物制成的非晶态材料,具有高硬度、高抗磨损性、高耐蚀性、优异的光学、电学、声学性能等特点,广泛应用于电子器件、光学器件、化工等领域。
3. 高分子复合材料:高分子复合材料是由含有多个基团的单体通过聚合反应形成的大分子,结合一些特定的添加剂制成的复合材料,具有优异的力学性能、耐磨损性、耐腐蚀性以及优秀的绝缘性和导电性能等特点,广泛应用于电子器件、汽车、航空航天、建筑等领域。
4. 陶瓷材料:无机非金属材料作为高科技新材料,其发展历史已有半个世纪之久。
20世纪60年代初,在半导体制造领域的发展推动下,合成晶体材料被广泛研究和应用。
随后,无机玻璃、高分子复合材料、陶瓷材料、无机纤维材料等各类无机非金属材料也开始得到不断的开发和研究。
现在,随着科技的不断发展和社会经济的进步,无机非金属材料在半导体、光学、光电、磁学、超导、生物、医学等领域中的应用越来越广泛和重要。
无机非金属材料的制备工艺与材料性能分析也得到不断深入和提高,有望在未来的发展中为人类创造更为广泛、丰富的应用前景。
常用非金属材料的分类方法
常用非金属材料的分类方法
常用非金属材料可以按照不同的分类方法进行分类,以下是几种常见的分类方法:
1. 化学成分分类:根据非金属材料的化学成分,可以将其分为无机非金属材料和有机非金属材料两大类。
无机非金属材料包括陶瓷材料、玻璃材料、水泥材料等,其主要成分为无机物质。
有机非金属材料则主要由有机物质构成,如塑料、橡胶等。
2. 物理性质分类:根据非金属材料的物理性质,可以将其分为导电性能较差的绝缘材料和导电性能较好的半导体材料。
绝缘材料包括陶瓷、玻璃、塑料等,其具有较高的电阻率;半导体材料包括硅、锗等,其电阻率介于绝缘材料和导体材料之间。
3. 结构分类:根据非金属材料的结构特点,可以将其分为晶体材料和非晶体材料两种。
晶体材料具有有序的结晶结构,如金刚石、蓝宝石等;非晶体材料则没有明显的结晶结构,如玻璃。
4. 用途分类:根据非金属材料的用途,可以将其分为结构材料和功能材料。
结构材料主要用于承受力学负荷,如钢材、陶瓷材料等;功能材料则可以根据需要具有特定的物理、化学等性能,如光学玻璃、电子材料等。
这些分类方法是根据非金属材料的不同特点和用途而进行的,不同的分类方法可
以根据具体需要选择。
非金属材料如何定义及分类
非金属材料如何定义及分类非金属材料由非金属元素或化合物构成的材料。
自19世纪以来,随着生产和科学技术的进步,尤其是无机化学和有机化学工业的发展,人类以天然的矿物、植物、石油等为原料,制造和合成了许多新型非金属材料,如水泥、人造石墨、特种陶瓷、合成橡胶、合成树脂(塑料)、合成纤维等。
这些非金属材料因具有各种优异的性能,为天然的非金属材料和某些金属材料所不及,从而在近代工业中的用途不断扩大,并迅速发展。
通常指以无机物为主体的玻璃、陶瓷、石墨、岩石以及以有机物为主体的木材、塑料、橡胶等一类材料。
由晶体或非晶体所组成。
无金属光泽。
是热和电的不良导体(碳除外)。
一般非金属材料的机械性能较差(玻璃钢除外),但某些非金属材料可代替金属材料,是化学工业的材料。
无机非金属材料也和金属材料以及有机高分子材料等一样,是当代完整的材料体系中的一个重要组成部分。
非金属材料可分为无机材料和有机材料两大类。
在机械工程中较常使用的有许多品种。
①属于无机材料的有耐火材料、陶瓷、磨料、碳和石墨材料、石棉等;②属于有机材料的有木材、皮革、胶粘剂和高分子合成材料──合成橡胶、合成树脂、合成纤维等;③以非金属纤维增强树脂基所构成的复合材料。
特点耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。
此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料和高分子材料所不及。
但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。
与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。
特种无机非金属材料的特点是:①各具特色,例如:高温氧化物等的高温抗氧化特性;氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性;铁氧体的磁学性质;光导纤维的光传输性质;石、立方氮化硼的TodayHot}超硬性质;导体材料的导电性质;快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。
②各种物理效应和微观现象,例如:光敏材料的光-电、热敏材料的热-电、压电材料的力-电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。
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都有着重要的应用。
非金属材料的种类繁多,包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、纤维等。
接下来,我们将对非金属材料进行分类介绍,并探讨它们在不同领域的应用。
首先,塑料是一种常见的非金属材料。
它具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点,被广泛应用于包装、建筑、家居用品等领域。
例如,聚乙烯是一种常见的塑料材料,用于制作塑料袋、塑料瓶等包装材料;聚氯乙烯被用于制作水管、地板等建筑材料。
此外,塑料还被广泛应用于汽车、电子产品等制造业。
其次,橡胶也是一种重要的非金属材料。
橡胶具有弹性好、耐磨损、耐高温等特点,被广泛用于轮胎、密封件、橡胶管等领域。
例如,天然橡胶是一种常见的橡胶材料,用于制作轮胎、橡胶鞋等;合成橡胶则被用于制作汽车零部件、工业密封件等。
另外,陶瓷是一种古老而又重要的非金属材料。
它具有耐高温、耐腐蚀、绝缘等特点,被广泛应用于建筑、化工、电子等领域。
例如,瓷砖是一种常见的陶瓷材料,用于室内地面、墙面装饰;氧化铝陶瓷被用于制作化工设备、电子陶瓷等。
此外,玻璃也是一种重要的非金属材料。
它具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点,被广泛用于建筑、家居、汽车等领域。
例如,玻璃被用于制作窗户、玻璃瓶、玻璃器皿等;钢化玻璃则被用于制作汽车玻璃、建筑幕墙等。
最后,纤维也是一种重要的非金属材料。
它具有轻质、高强度、耐磨损等特点,被广泛应用于纺织、航空航天、体育用品等领域。
例如,棉纤维是一种常见的纤维材料,用于制作衣服、床上用品等;碳纤维则被用于制作航空航天器材、汽车零部件等。
综上所述,非金属材料种类繁多,应用广泛。
它们在包装、建筑、制造业等领域都发挥着重要作用,推动着社会的发展和进步。
希望本文对非金属材料有哪些这一问题有所帮助,让读者对非金属材料有一个更加全面的了解。
非金属材料包括哪三大类
非金属材料包括哪三大类非金属材料是指在常温下不具有金属特性的材料,它们在工程领域中具有广泛的应用。
根据其性质和用途的不同,非金属材料可以分为三大类,陶瓷材料、高分子材料和复合材料。
首先,陶瓷材料是一类重要的非金属材料,它主要由氧化物、氮化物、碳化物等无机化合物构成。
陶瓷材料具有高熔点、硬度大、耐磨损、耐腐蚀等特点,因此在工程领域中得到广泛应用。
陶瓷材料可以分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。
结构陶瓷主要用于制作机械零件、研磨材料等,而功能陶瓷则主要用于制作电子元器件、光学器件等。
其次,高分子材料是另一类重要的非金属材料,它由大量重复单元构成的聚合物组成。
高分子材料具有质轻、绝缘、耐腐蚀、易加工等特点,因此在航空航天、汽车制造、电子产品等领域得到广泛应用。
根据其结构和性质的不同,高分子材料可以分为塑料、橡胶和纤维三大类。
塑料主要用于制作包装材料、建筑材料等,橡胶主要用于制作密封件、橡胶制品等,而纤维则主要用于制作纺织品、绝缘材料等。
最后,复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料,具有优良的综合性能。
复合材料可以根据其基体和增强材料的不同分为无机复合材料和有机复合材料两大类。
无机复合材料主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料,它们具有高强度、高刚性、耐高温等特点,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
有机复合材料主要包括纤维增强复合材料、层状复合材料等,具有质轻、高强度、耐腐蚀等特点,广泛应用于航空航天、体育器材、汽车制造等领域。
综上所述,非金属材料包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料三大类。
它们在工程领域中具有重要的应用价值,为各行各业的发展做出了积极贡献。
希望本文能够帮助读者更好地了解非金属材料的分类和特点,为相关领域的研究和应用提供参考。
非金属材料的种类
一、高分子材料 二、陶瓷材料 三、复合材料
一、高分子材料
1、概述
主要成分 — 高分子化合物(分子量大,一般在103~107)
天然高分子材料 —松香、天然纤维、蛋白质、天然橡胶。
人工合成高分子材料 — 塑料、合成橡胶、合成纤维(涤纶等 )。
高聚物结构特点 — 由一种或几种简单低分子化合物重复连接而成 链状结构。如聚乙烯、聚氯乙烯分别由乙烯、氯 乙烯聚合而成。
聚丙烯 PP —— 刚性大, 重量轻,耐热(-35~121 ℃ ),绝缘性优越。用于机械零件(法 兰,齿轮),化工容器、管道,电器外壳等。
ABS塑料 —— 硬、韧、刚的混合特性较好;容易电镀。用于零件(齿轮,泵叶轮, 轴承 等, 电机、仪表外壳,管道,汽车零件及车身。
聚酰胺(PA, 尼龙)—— 耐磨, 减摩性及韧性好。耐蚀, 无毒。用于耐磨, 耐蚀的承载转动 零件(齿轮, 轴承, 螺钉和螺母等小型零件)。
过冷度 加工硬化 淬透性 变质处理 回火稳定性 淬火临界冷却速度
26 26 25 20 95 74
实例
玻璃钢 —— 玻璃纤维增强塑料 钨钴类硬质合金 —— 陶瓷颗粒增强钴 轮胎 —— 纤维增强橡胶 钢筋混凝土 ——陶瓷基复合材料 多孔性铁基和青铜基自润滑衬套 —— 夹层结构复合材料 碳纤维/铝锡合金
常见复合材料
玻璃钢 增强剂 —— 玻璃纤维(主要是SiO2),比强度和 比模量高,耐蚀,绝缘。 粘结剂(基体)——热固性的酚醛、环氧树脂, 热塑性的聚脂。 性能(与基体相比)—— ( 比 ) 强度,疲劳性 能,韧性,蠕变抗力高。 用途 —— 轴承,轴承架,齿轮,车身。
硼纤维树脂复合材料
增强剂 —— 硼纤维, σb=2750~3140MPa,E=382~392MPa(4倍 于玻纤)。
非金属材料的分类和应用范围
非金属材料的分类和应用范围
(一)非金属材料分类
1.树脂类
(1)热塑性树脂:ABS树脂、HIPS树脂、PP树脂、PVC树脂、PE树脂等;(2)热固性树脂:环氧树脂、硅树脂、硬脂酸树脂、氨基树脂、烷基氯丙烷树脂等;
(3)改性树脂:玻璃改性树脂、共聚物改性树脂(合成橡胶)、聚氨酯树脂(PU)、环氧树脂改性树脂等。
2.有机非金属材料:聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚酯纤维、氯丁橡胶、氟橡胶、聚砜、乙烯基乙烯醯乙烯、脂肪醯交联聚乙烯、聚醚醚酮等。
3.替代金属材料:聚酰胺、聚碳酸酯、玻璃纤维、碳纤维、二氧化硅等。
(二)非金属材料的应用范围
1.树脂类:可用于制造机电、电子、塑料制品等设备件,广泛应用于家电、电子、汽车、通讯等行业。
2.有机非金属材料:常用于电线电缆、纺织品、医药、工业制品及建筑等领域,对其具有一定要求的应用如街路、抗水、防水等。
3.替代金属材料:可应用于盔甲、飞机、船舶、防弹衣、汽车防弹玻璃、仪器仪表等行业。
什么是非金属材料呢
什么是非金属材料呢?非金属材料是金属材料以外的其他材料,是由非金属元素或化合物构成的材料。
非金属材料如何分类呢?按材料的来源,可分为天然非金属材料和人造非金属材料。
天然非金属材料有:木材、棉、毛、麻、丝、皮革等等。
人造非金属材料有:塑料、橡胶、纤维等等。
按化学组成来分,非金属材料又可分为有机非金属材料和无机非金属材料。
有机非金属材料有:塑料、橡胶、纤维等等。
无机非金属材料有:陶瓷、玻璃、石棉等等。
什么是高分子材料呢?高分子材料是分子质量很大的有机化合物。
每个大分子都是由一种或几种单体,也就是低分子化合物,重复连接,聚合而成,高分子材料又称为聚合物或高聚物。
有人工合成的高分子材料,例如塑料、合成橡胶等等。
还有天然高分子材料:例如松香、蚕丝蛋白质、天然橡胶等等。
什么是塑料?塑料是以高聚物为主要成分,在加工的某阶段可流动成形的材料。
(1)塑料的分类1)塑料按用途分类:可分为通用塑料和工程塑料。
①通用塑料:有聚乙烯(PE )、聚氯乙烯(PVC )等等。
通用塑料的:力学性能和使用温度较低。
主要应用于:日常生活用品、包装材料等等。
②工程塑料:有聚酰胺(尼龙PA)、聚甲醛(POM)、环氧树脂等等。
工程塑料:的力学性能和使用温度较高,但价格较高。
主要应用于:制造机械零件和工程构件。
2)按受热时的性能分类:可分为热塑性塑料和热固性塑料。
什么是热塑性塑料呢?热塑性塑料是在整个特征温度范围内,能反复加热软化和冷却硬化,并且在软化状态通过流动能反复模塑为制品的塑料:例如聚乙烯(PE ) 、聚酰胺(尼龙PA)、聚四氟乙烯(PTFE) 等等。
热塑性塑料的:力学性能较好,加工成形方便,但耐热性较差。
什么是热固性塑料呢?热固性塑料是加热和通过其它方法,例如辐射、催化等固化时,能变成基本不溶解、不熔化的产物的塑料:例如环氧树脂、酚醛塑料(PF)、氨基塑料(AF) 等等。
热固性塑料:有较高的耐热性,受压时也不易变形,但力学性能较差。
无机非金属材料的分类
无机非金属材料的分类引言无机非金属材料是指由没有金属元素构成的材料,其具有多种不同的性质和用途。
根据不同的特性和结构,无机非金属材料可以被分为多个不同的分类。
这些分类不仅可以帮助我们更好地了解材料的特性和性能,还对材料的制备和应用起到指导作用。
本文将介绍无机非金属材料的主要分类,并对每种分类进行详细的解释。
无机非金属材料的分类1. 陶瓷材料(Ceramic Materials)陶瓷材料是一类广泛应用于建筑、电子、化工等领域的无机非金属材料。
其基本特点是硬度高、熔点高、导电性差。
根据其成分和特性的不同,陶瓷材料又可以分为以下几类:(1) 结晶型陶瓷(Crystalline Ceramics)结晶型陶瓷是由晶体型结构组成的材料,具有良好的机械性能和化学稳定性。
常见的结晶型陶瓷包括氧化铝(Alumina)、氧化锆(Zirconia)等。
(2) 玻璃陶瓷(Glass Ceramics)玻璃陶瓷是一类具有非晶态和晶态双重结构的材料,既具有玻璃的透明性和韧性,又具有陶瓷的硬度和耐高温性能。
玻璃陶瓷常被用于制作耐热耐冷的器皿和美观的装饰品。
(3) 多孔陶瓷(Porous Ceramics)多孔陶瓷是具有较高孔隙率的陶瓷材料,具有轻质、隔热和吸附等特性。
常见的多孔陶瓷材料有氧化铝多孔陶瓷、氧化硅多孔陶瓷等。
2. 碳材料(Carbon Materials)碳材料是由纯碳或含有大量碳元素的材料,具有轻质、高强度和优异的导电性能。
根据碳材料的形态和结构,碳材料可以分为以下几类:(1) 石墨(Graphite)石墨是一种多层平面结构的碳材料,具有良好的导电性和热导性,广泛应用于电池、润滑剂等领域。
(2) 金刚石(Diamond)金刚石是碳材料中最硬的一种,具有优异的热导性和化学稳定性。
金刚石被广泛应用于宝石、磨料和切割工具等领域。
(3) 炭黑(Carbon Black)炭黑是一种具有高纯度的碳材料,常用作橡胶增强剂和染料。
高一无机非金属材料知识点
高一无机非金属材料知识点无机非金属材料是指由非金属元素组成的材料,在化学中占据重要地位。
它们具有多种性质和广泛的应用领域。
本文将介绍高一无机非金属材料的相关知识点。
一、无机非金属材料的分类根据无机非金属材料的结构和性质,可以将其分为以下几类:1. 陶瓷材料:陶瓷材料是由金属和非金属元素形成的化合物,具有高温稳定性、耐磨损和良好的电绝缘性能。
常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦等。
2. 玻璃材料:玻璃材料主要由硅酸盐类化合物形成,具有透明、硬度高、不导电等特点。
常见的玻璃材料有玻璃器皿、建筑玻璃等。
3. 聚合物材料:聚合物材料是由大量的有机高分子化合物构成,具有轻质、耐腐蚀和良好的绝缘性能。
常见的聚合物材料包括塑料、橡胶等。
4. 硅酸盐材料:硅酸盐材料是以硅酸盐为主要成分,具有高温稳定性、耐磨损和良好的电绝缘性能。
常见的硅酸盐材料有陶瓷、水泥等。
二、无机非金属材料的性质与应用1. 硬度:无机非金属材料常具有较高的硬度,使它们适用于制作耐磨损的工具和材料。
例如,陶瓷刀具和砖瓦在建筑和工业领域中得到广泛应用。
2. 导电性:无机非金属材料通常是电绝缘体或半导体,使其在电子技术和绝缘材料方面具有重要应用。
例如,玻璃纤维用于电子元件的绝缘层,聚合物材料用于电线绝缘。
3. 耐高温性:由于无机非金属材料的高熔点和热稳定性,它们在高温环境下表现出良好的性能。
例如,耐火陶瓷用于高温窑炉和航空航天领域。
4. 制备工艺:无机非金属材料的制备方法多样,可以通过烧结、熔融、溶胶-凝胶法等方式进行。
这种多样性为其在不同行业中的应用提供了便利。
三、无机非金属材料的环境影响与可持续发展无机非金属材料的生产和应用对环境有一定的影响,例如陶瓷和玻璃的生产需要大量的能源和资源。
为了实现可持续发展,需要采取一系列措施,例如提高材料利用率、发展绿色制备技术和推广回收利用。
结语:无机非金属材料作为重要的化学材料,对人类社会的发展做出了重要贡献。
通过深入了解无机非金属材料的分类、性质和应用,我们可以更好地利用这些材料来满足人们的需求,同时注重环境保护和可持续发展。
非金属材料
非金属材料1 非金属材料常用种类2 常用非金属材料的特性和应用2.1 橡胶橡胶分为天然橡胶和合成橡胶;从性能上分为普通橡胶、耐酸碱橡胶、耐油橡胶、耐热橡胶。
主要特性及应用:具有高弹性,有良好的耐磨性、绝缘性和阻尼性;用作动静态密封件,减震、防震件,传动件及各种耐磨件等。
天然橡胶可塑性和工艺加工性能好;但不耐老化,且耐热性、耐酸性、耐油性差。
合成橡胶加工性能差,其种类不同,性能也有区别。
其中丁腈橡胶有优异的耐油性,广泛用于耐油橡胶制品;氯丁橡胶耐老化性极好,耐热性、耐燃性好;用途极为广泛。
比如现场中使用的油封、O形橡胶密封圈所用橡胶需耐油性好的耐油橡胶;2.2 氟橡胶应用范围为-40℃~230℃。
氟橡胶是含有氟原子的橡胶统称,耐高温,耐蚀性良好,耐各类酸、碱、盐、石油产品、烃类等,但耐溶剂性不及氟塑料。
在化工方面可用于耐高温和强腐蚀环境。
2.3 塑料2.3.1 分类常用塑料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、有机玻璃、尼龙(PA)、聚四氟乙烯(F4)、酚醛塑料(PF)等。
2.2.2 特性及应用2.4 聚四氟乙烯(F4)2.4.1 特点1.聚四氟乙烯素称“塑料王”,具有高度的化学稳定性,对强酸、强碱、强氧化剂、有机溶剂军耐腐蚀,只有对熔融状态的碱金属及高温下的氟元素才不耐蚀;2.有异常好的润滑性;3.可在260℃长期连续使用,也可在-250℃的低温下满意的使用;4优异的电绝缘性;耐大气老化性能非常好;6.突出的表面不粘性,几乎所有粘性物质都不能附在它的表面上;7.其缺点:强度低,刚性差,冷流形大,必须用冷压烧结法成型,工艺较麻烦。
2.4.2 用途1.作耐腐蚀化工设备及其衬里与零件;2.作减摩自润滑零件,如轴承、活塞环、密封圈等;3.作电绝缘材料与零件。
2.5 石墨及碳作为结构材料的石墨和碳是由焦炭高温烧制而成。
在1400℃煅烧的制品为碳,在2000~2400℃以上煅烧制品具有晶体结构称为“石墨”。
无机非金属材料知识点总结
无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指除了金属和有机材料之外的一类材料,它们主要由无机化合物组成。
无机非金属材料具有很多特殊的性质和应用,以下是对无机非金属材料的一些重要知识点的总结。
一、无机非金属材料的分类无机非金属材料可以分为陶瓷材料、玻璃材料和复合材料三大类。
1. 陶瓷材料:陶瓷材料是由氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等无机化合物构成的。
陶瓷材料具有高硬度、高抗磨损性、高耐高温性等特点,广泛应用于制陶、建筑、电子、化工等领域。
2. 玻璃材料:玻璃材料是由二氧化硅、碳酸盐等无机化合物构成的非晶态材料。
玻璃材料具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点,广泛应用于建筑、光学、电子等领域。
3. 复合材料:复合材料是由两种或两种以上不同性质的无机非金属材料组成的。
复合材料具有优异的力学性能、热性能和化学性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
二、无机非金属材料的性质和应用无机非金属材料具有多种特殊的性质和应用,下面列举其中几个重要的方面。
1. 物理性质:无机非金属材料具有高熔点、高硬度、低导电性、低热膨胀系数等特点。
这些性质使得无机非金属材料在高温环境下具有优异的性能,适用于高温设备、耐磨材料等领域。
2. 化学性质:无机非金属材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
例如,陶瓷材料可以在强酸、强碱等腐蚀性介质中长期稳定使用,玻璃材料也具有较好的耐酸碱性能。
3. 光学性质:无机非金属材料具有良好的光学性能。
玻璃材料具有优异的透明性,可以用于制造光学仪器、光纤等产品。
此外,无机非金属材料还具有较好的折射率、反射率等光学性质,广泛应用于光学镜片、光学纤维等领域。
4. 热性质:无机非金属材料具有较好的耐热性能。
陶瓷材料能够在高温下保持稳定性能,广泛应用于高温炉窑、耐火材料等领域。
5. 电性质:无机非金属材料具有较好的绝缘性能。
陶瓷材料、玻璃材料等在电子器件中被广泛应用,可以用作绝缘基材、电介质等。
三、无机非金属材料的制备方法无机非金属材料的制备方法多种多样,下面介绍几种常见的制备方法。
无机非金属材料
•
在晶体结构上,无机非金属材料的元素 结合力主要为离子键、共价键或离子-共价 混合键。这些化学键所特有的高键能、高键 强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐 腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等 基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透 光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
2.分类
无 机 非 金 属 材 料
但是,由于天然金刚石非常少,远远不能满 足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金 金 刚石同素异形体结构的研究,指出了在一定条件 刚 下使石墨转化为金刚石的可能性。 石 1955年,美国首先用石墨合成出金刚石,这 锯 片 是材料合成领域的一项重大成就。 目前,世界上用石墨合成金刚石的研究发展 很快,我国在这方面的研究也在飞速发展,许多 城市都建有人造金刚石的工厂和研究所,以满足 生产发展的需要。
(3)人造宝石
红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3(刚 玉)。 红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化 合物;
而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛 化合物。
1900年,科学家曾用氧化铝熔融后加入少量 氧化铬的方法,制出了质量为2g-4g的红宝石。 现在,已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。
(6)超导材料
超导材料是一类在低温下( 23.2K 或更低温度下) 电阻可以完全消失的材料。用超导材料做成导线,电阻几乎 为零,可以实现远距离无损耗输电;超导材料可以产生极强 的磁场,用于制造磁悬浮列车;用超导材料制成的发电机将 会比现有的发动机输出功率高 100 倍以上。由于超导现象发 生在很低的温度下,使其应用受到很大的限制,因此寻找研 制在较高临界温度下具有超导特性的材料成为近30年来科学 家研究的重要课题。 1986 年 , 瑞 士 的 IBM 公 司 实 验 室 的 JGBendnorz 和 KAMtiller首先在高温氧化物超导体的研究中取得了决定性 的突破。在通式为AxByCuzOw(A=La,Y„„;B=Ba,Sr„„ 等)的钙钛矿结构的体系中,获得了临界温度Tc达35K的超导 体,因此他们获得了1987年诺贝尔物理奖。1987年,美国休 斯敦大学的朱经武小组、中科院物理研究所赵忠贤等发现了 临界温度Tc为90K的Y-Ba-Cu-O材料,实现了在液氧(77K) 中的超导性。
无机非金属材料分类
无机非金属材料分类无机非金属材料是指除了金属以外的所有无机物质,包括陶瓷、玻璃、水泥、石墨、硅等。
这些材料在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
本文将对无机非金属材料进行分类介绍。
一、陶瓷1. 陶瓷的定义和特点陶瓷是由天然粘土或其他原料制成的非金属材料,经过成型、干燥和烧结等工艺制成。
它具有高温稳定性、耐腐蚀性、硬度高等特点。
2. 陶瓷的分类根据用途不同,陶瓷可以分为建筑陶瓷、电子器件用陶瓷、结构用陶瓷等。
根据制备工艺不同,又可以分为传统陶瓷和先进陶瓷。
二、玻璃1. 玻璃的定义和特点玻璃是一种无定形固体,在加工过程中可以变形,具有透明度高、化学稳定性好等特点。
2. 玻璃的分类根据成分不同,玻璃可以分为硼酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、氟化物玻璃等。
根据用途不同,又可以分为建筑玻璃、电子器件用玻璃、光学玻璃等。
三、水泥1. 水泥的定义和特点水泥是一种粉末状物质,主要由石灰石和粘土等原料经过混合、粉碎和高温焙烧而成。
它具有硬度高、耐久性好等特点。
2. 水泥的分类根据生产工艺不同,水泥可以分为普通硅酸盐水泥、高性能混凝土用水泥等。
四、石墨1. 石墨的定义和特点石墨是一种黑色固体,由碳原子构成。
它具有导电性好、化学稳定性好等特点。
2. 石墨的分类根据用途不同,石墨可以分为结构用石墨、电极用石墨等。
五、硅1. 硅的定义和特点硅是一种非金属元素,具有高温稳定性好、导电性能好等特点。
2. 硅的分类根据制备工艺不同,硅可以分为单晶硅、多晶硅等。
根据用途不同,又可以分为半导体硅、太阳能电池用硅等。
综上所述,无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥、石墨、硅等多种材料。
这些材料在现代工业和日常生活中都有广泛的应用,对人类社会的发展起到了重要作用。
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非金属材料的分类
无机非金属材料
水泥和其他胶凝材料:
硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等
陶瓷:
粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等
耐火材料:
硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等
玻璃:
硅酸盐
搪瓷:
钢片、铸铁、铝和铜胎等
铸石:
辉绿岩、玄武岩、铸石等
研磨材料:
氧化硅、氧化铝、碳化硅等
多孔材料:
硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等
碳素材料:
石墨、焦炭和各种碳素制品等
非金属矿:
粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等
新型无机非金属材料
绝缘材料:
氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等铁电和压电材料:
钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等
磁性材料:
锰—锌、镍—锌、锰—镁、锂—锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等导体陶瓷:
钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等
半导体陶瓷:
钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过滤金属元素氧化物系材料等
光学材料:
钇铝石榴石激光材料,氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等
高温结构陶瓷:
高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物
超硬材料:
碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等
人工晶体:
铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等
生物陶瓷:
长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等
无机复合材料:
陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料。