常用非金属材料.ppt

第十章非金属材料第一节高分子材料1、高分子化合物的组成
由简单的结构单元重复连接而成。如由乙烯合成聚乙烯:CH2=CH2+CH2=CH2+→-CH2-CH2-CH2-CH2-,2、高分子材料的分类
⑴按用途分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。
⑵按聚合物反应类型分为加聚物和缩聚物。
⑶按聚合物的热行为分为热塑性聚合物和热固性聚合物四、工程高分子材料1、工程塑料添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。
填料主要起增强作用；
增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性；
固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构；
稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命；
润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上,使制品光亮；
着色剂用于塑料制品着色。
其他的还有发泡剂、催化
剂、阻燃剂、抗静电剂等。2）塑料的分类
按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。
按使用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。
通用塑料产量大、价格低、用途广。
工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。3）塑料的性能特点
塑料的优点：
相对密度小(一般为0.9~2.3)；耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性好；有消音吸振性能。（2）常用工程塑料
1）一般结构用塑料
包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、ABS塑料和有机玻璃（PMMA）等。
聚丙烯具有优良的综合性能，可制造各种机械零件。
ABS塑料“坚韧、质硬、刚性”，应用广泛。聚酰胺又称尼龙或绵纶，强度较高，耐磨、自润滑性好，广泛用作机械、化工及电气零件。
聚甲醛具有优良的综合性能，广泛用于汽车机床、化工、电气仪表、农机等工业。密封件3）耐蚀用塑料
耐蚀用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚(PENTON)、聚丙烯等。
氯化聚醚的化学稳定性仅次于聚四氟乙烯，但工艺性比聚四氟乙烯好，成本低。在化学工业和机电工业获得广泛应用，如化工设备零件、管道、衬里等。4）耐高温件用塑料
有聚砜(PSF)、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)及氟塑料等。
聚砜的热稳定性高是其5）热固性塑料
热固性塑料是在树脂中加入固化剂压制成型而形成的体形聚合物。
酚醛塑料是以酚醛树脂为基，加入填料及其他添加剂而制成。广泛用于制作各种电讯器材和电木制品（如插座、开关等），耐热绝缘部件及各种结构件。2、合成橡胶（2）常用合成橡胶
合成橡胶按用途和用量分为通用橡胶和特种橡胶，前者主要用于制作轮胎、运输带、胶管、胶板、垫片、密封装置等；后者主要用于高低温、强腐蚀、强辐射等特殊环境下工作的橡胶制品。第二节陶瓷材料二、陶瓷材料的分类
1、按化学成分分类
可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。2、按使用的原材料分类
可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。三、常用工业陶瓷普通陶瓷加工成型性好，成本低，产量大。
除日用陶瓷、瓷器外，大量用于电器、化工、建筑、纺织等工业部门。2、新型结构陶瓷根据Al2O3含量不同分为75瓷(含75%Al2O3，又称刚玉-莫来石瓷)、95瓷和99瓷，后两者又称刚玉瓷。
氧化铝陶瓷耐高温性能好，可使用到1950℃。具有良好的电绝缘性能及耐磨性。微晶刚玉的硬度极高(仅次于金刚石).氧化铝陶瓷转心球阀⑵氮化硅（Si3N4）陶瓷
氮化硅是由Si3N4四面体组成的共
价键固体。
①氮化硅的制备与烧结工艺
工业硅直接氮化：3Si+2N2→Si3N4
二氧化硅还原氮化：3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO③性能特点及应用
氮化硅的强度、比强度、比模量高；硬度仅次于金刚石、碳化硼等；摩擦系数仅为0.1~0.2；热膨胀系数小；抗热震性大大高于其他陶瓷材料；化学稳定性高。反应烧结氮化硅用于形状复杂、尺寸精度要求高的零件，如机械密封环等。⑶碳化硅（SiC）陶瓷
碳化硅是通过键能很高的共价键结合的晶体。
碳化硅是用石英沙(SiO2)加焦碳直接加热至高温还原而成：SiO2+3C→SiC+2CO。碳化硅的最大特点是高温强度高，有很好的耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变性能，其热传导能力很强，仅次于氧化铍陶瓷。碳化硅陶瓷用于制造火箭喷嘴、浇注金属的喉管、热电偶套管、炉管、燃气轮机叶片及轴承，泵的密封圈、拉丝成型模具等。⑷氧化锆陶瓷
氧化锆的晶型转变：立方相⇌四方相⇌单斜相。四方相转变为单斜相非常迅速，引起很大的体积变化，易使制品开裂。在氧化锆中加入某些氧化物(如CaO、MgO、Y2O3等)能形成稳定立方固溶体，不再发生相变，具有这种结构的氧化锆称为完全稳定氧化锆(FSZ)，其力学性能低，抗热冲击性差。氧化锆中四方相向单斜相的转变可通过应力诱发产生。当受到外力作用时，这种相变将吸收能量而使裂纹尖端的应力场松弛，增加裂纹扩展阻力，从而大幅度提高陶瓷材料的韧性。部分稳定氧化锆的导热率低，绝热性好；热膨胀系数大，接近于发动机中