【大学课件】 非金属材料 PPT

2020/11/3
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有机玻璃（PMMP），应用于航空、电子、汽车、 仪表等行业中的透明件、装饰件等。
2）热固性塑料
热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，固化后 再加热则不再软化或熔融，不能再成形。
热固性塑料抗蠕变性强，不易变形，耐热性 高，但树脂性能较脆，强度不高，成形工艺复杂， 生产率低。
常用的有酚醛塑料（PF），俗称“电木”，适 用于制造开关壳、插座壳、水润滑轴承、耐蚀衬 里、绝缘件以及作复合材料等。
（2）塑料的分类及用途
根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，塑料 可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。
1）热塑性塑料
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，基本性能不变，其制品
使用的温度低于120℃。
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热塑性塑料成形工艺简单，可直接经挤塑、注 塑、压延、压制、吹塑成形，生产率高。
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环氧树脂塑料（EP），适用于制玻璃纤维增 强塑料（环氧玻璃钢）、塑料模具、仪表、电 器零件，涂覆，包封和修复机件。
塑料作为建材继土石、钢铁、木材之后正在 日益兴起，又因其密度小，隔音绝热，防水， 美观等一系列优点倍受人们喜爱，正在取代传 统材料。
作建筑管材用于上、下水、供气、供热等。
常用的有聚乙烯（PE），适用于薄膜、软管、 瓶、食品包装、药品包装以及承受小载荷的齿轮、 塑料管、板、绳等；
聚氯乙烯（PVC），适用于如输油管、容器、 阀门管件等耐蚀结构件以及农业和工业包装用薄 膜、人造革材料（因材料有毒，不能包装食品） 等；
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ABS应用于机械、电器、汽车、飞机、化工等
行业，如齿轮、叶轮、轴承、把仪表盘等零件；
如金属粒和塑料的复合是将金属粉加入塑料
中，改善导热、导电性能，降低线膨胀系数，如 将铅粉加入塑料中，可作防γ射线辐射的罩屏，
（1）橡胶的特性
橡胶的主要的特性是高弹性，耐蚀性，有较高 的强度和优异的积储能量的能力，具有耐磨、隔 音、绝缘等性能。缺点是易老化。
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（2）橡胶的分类及用途
橡胶按来源分为天然橡胶和合成橡胶两种。
合成橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶。如丁 苯 橡 胶 （ SBR ） 、 氯 丁 橡 胶 （ CR ） 、 丁 腈 橡 胶 （NBR）和聚氨酯橡胶（UR）、氟橡胶等。
2.复合材料的分类及用途
复合材料分为基体相和增强相。
基体相起粘结剂作用，增强相起提高强度和韧
性的作用。
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常用复合材料为纤维增强复合材料、层叠复合 材料和颗粒复合材料三种。
（1）纤维增强复合材料
如玻璃纤维增强复合材料（俗称玻璃钢）是 用热塑（固）性树脂与纤维复合的一种复合材料， 其抗拉、抗压、抗弯强度和冲击韧性均有显著提 高。
在工业上用作运输胶带、轮胎、制动件、管道、 密封件、减震件、传动件、电线、电缆和绝缘材 料等。
二、 陶瓷
陶瓷是以天然硅酸盐或人工合成无机化合物为 原料，用粉末冶金法生产的无机非金属材料。
它同金属材料、高分子材料一起被称为三大
固体材料。 2020/11/3
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1.陶瓷的特性
陶瓷的硬度很高，抗压强度高，耐高温、耐 磨损、抗氧化和耐蚀性都很好。
1.塑料
塑料是以合成树脂为主要成分，加入填充剂、 增强剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等制成的。
（1）塑料的特性
与金属相比，塑料的优点是：质轻、比强度高，
化学稳定性好，减摩、耐磨性好，电绝缘性优异，
消声和吸震性好，成形加工性好，方法简单，生
产率高。
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塑料的缺点是：强度、刚度底，耐热性差，易燃烧 和易老化，导热性差，热膨胀系数大。为了克服 这些缺点，正在不断研发新型的、耐热的和高强 度的塑料。
作塑料门窗更因无需油漆而获得鲜艳的色彩、 隔音、耐湿、保温节能效果都很理想。
作为防水材料，其性能优于沥青油毡等。
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其他，如隔热保温用材，地板用材，壁纸，百 叶窗，楼梯扶手，踢脚线等等，各方面都已有广 泛应用。
2.橡胶
橡胶是以生胶为主要原料，加入适量的硫化剂、 软化剂、填充剂、防老化剂和骨架材料等而制成 的。
主要用于减摩、耐磨零件及管道、泵体、船 舶壳体等。
（2）层叠复合材料
层叠复合材料是由两层或两层以上不同材料
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复合而成，其强度、刚度、耐磨、耐蚀、绝热、隔 声、减轻自重等性能分别得到改善。
主要用于飞机机翼、火车车厢、轴承、垫片 等零件。
（3）颗粒复合材料
颗粒复合材料是一种或多种材料的颗粒均匀 分散在基体内所组成的。
经人工组合而成的多相固体材料。
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1.复合材料的特性
复合材料既保留了单一材料各自的优点，又有 单一材料所没有的优良综合性能。
其优点是强度高，抗疲劳性能好，耐高温、耐 蚀性好，减摩、减震性好，并且制造工艺简单， 可以节省原材料和降低成本。
缺点是抗冲击性差、不同方向上的力学性能存在较 大差异。
第四章 非金属材料
非金属材料是指除金属材料以外的所有固体 材料。
在机械制造中常用的是高分子材料、陶瓷材 料和复合材料。
这类材料的特点是密度小，抗蚀性优良，电 绝缘性良好，来源广泛，成形工艺简单。
目前，已成为工程材料的重要组成部分。
一、高分子材料
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高分子材料是以高分子化合物（分子量一般在 5000以上）为主要成分组成的材料。常用的有塑 料、橡胶纤维、油漆、胶粘剂等。
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包括日用陶瓷、建筑陶瓷、绝缘陶瓷、化工陶 瓷、多孔陶瓷等。
特种陶瓷又称近代陶瓷，其原料是人工合成 的金属氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化 物等。特种陶瓷具一些独特的性能，可满足工程 结构的特殊需要。
陶瓷材料在机械、化工、冶金、电子、建筑 等行业和某些新技术领域中得到了广泛应用。
三、复合材料
复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料，
但质脆韧性很差，受冲击载荷时易碎裂，急 热急冷条件下性能也较差。
2.陶瓷的分类及用途
陶瓷按原料不同分为普通陶瓷和特种陶瓷； 按用途不同分为日用陶瓷和工业陶瓷。工业陶 瓷又分为工程结构陶瓷和功能陶瓷。
普通陶瓷又称传统陶瓷、硅酸盐陶瓷，其原
料是粘土、长石、石英等天然硅酸盐矿物。
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