第6章非金属材料和复合材料

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1、第6章非金属材料和复合材料非金属材料是指除金属材料和复合材料以外的其它材料，包括高分了材料和陶瓷材料。它们具冇许多金属材料所不及的性能，如高分了材料的耐蚀性、电绝缘性、减振性、质轻以及陶瓷材料的高硕度、耐高温、耐蚀性和特殊的物理性能等。因此，非金属材料在各行各业得到越來越广泛的应用，并成为当代科学技术革命的重要标志Z—。复合材料是两种或两种以上不同化学成分或不同组织结构的物质，通过一定的工艺方法人工合成的多相固体材料。它的最大特点是材料间可以优势互补，具有十分广阔的发展前景。§6・1常用高分子材料高分子材料按照其力学性能及使用状态可分为赠料、橡胶、

2、合成纤维及胶粘剂等。一、工程塑料塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。1.塑料的组成鴉料是以树脂（天然的或合成的）为主要组分，加入一些用来改善使用性能和工艺性能的添加剂而制成的。（1）树脂树脂是赠料最基木的也是最重要的成分，它在册料屮起粘接其它纟R分并成形的作用。树脂的种类、性能、数量决定了塑料的类型和主要性能，因此，绝人多数塑料就是以所用树脂命名的。树脂分为天然树脂和合成树脂。天然树脂是指由植物或动物分泌的冇机物质，如松香、虫胶等。其共同特点是无显著的熔点，受热可逐渐软化，能溶于某些有

3、机溶剂Z'l>,但不溶于水。合成树脂与天然树脂性能相似。树脂也可以直接用作塑料，如聚乙烯，聚苯乙烯、聚碳酸脂等。（2）添加剂常用的有以下几种:①填料（填充剂）为改善塑料的某些性能或降低成本，而加入的一些物质称填料。例如，加入石棉粉可以提高幫料的热硬性；加入云母可以提高塑料的电绝缘性；加入铝粉可提高光反射能力和防老化；加入二硫化钳可提高润滑性等。②增塑剂用以提高树脂可塑性和柔软性的添加剂称增塑剂。③固化剂加入固化剂可使树脂成型时山线型转变成体型网状结构，成为较坚硬和稳定的塑料制noo①其它稳定剂（防老剂）、润滑剂（防粘模具）、发泡剂、催化剂、阻燃剂、

4、抗静电剂等。1.塑料的分类塑料品种繁多，而每一品种又有多种牌号，常用的塑料分类方法有下述两种：（1）按树脂的性质分类①热塑性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。②热固性塑料指在一定温度和压力等条件下，保持一定时间而固化，固化后再加热将不再软化，也不溶于溶剂，只能塑制一次的塑料。（2）按塑料使用范围分类①通用塑料②工程塑料是指可可以作为结构材料的塑料。可代替金属作为机械零件和工程结构件使用。主耍有ABS塑料、有机玻璃、尼龙、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚飒等。③特种赠料是指具有特种性能和特种用途的幫料。如医用鴉料、耐高温赠料、耐

5、腐蚀赠料等。耐热塑料常见的有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有机硅树脂、环氧树脂等。2.塑料的性能特点密度小、比强度高、耐蚀性好、电性能优良、减摩性、耐磨性及白润滑性好、消音吸振、强度低、刚性差、耐热性低、易老化、具有可塑性和熔融流动特性等。3.工程塑料的用途及发展工程幫料并不是金属的代用品，而是一类具有独特性能的新型高分子材料。在选用时应注意扬长避短，针对不同的具体要求，选择综合性能最佳、成本较低的材料和保证产品质量最好的加工方法，这样才能充分发挥工程塑料的优越性。◊作齿轮、轴承、泵叶、汽车零部件、仪器仪表元件等，宜选用聚酰胺、聚碳酸酯和聚飒；◊作汽车

6、传动万向节轴承以聚甲醛最能胜任；◊•作高度防腐蚀部件、容器或衬里选聚四氟乙烯或聚氯瞇为宜；◊作电了、电器等复杂形状的部件，要用ABS；◊要求耐磨并具冇一定自润滑性的，首推聚酰胺、聚甲醛和聚四氟乙烯；◊要求耐高温或低温且冲击性好，能作成透明片材使用的，非聚碳酸酯莫属。◊近年來塑料在汽车上的应用也越來越多。例如前照而、保险杠、发动机罩、行李箱盖、顶盖、翼子板、车门内护板和某些车身骨架构件等。◊日前，国外己研制成功具有合金钢般的高强度的塑料，可以用來制造从汽车轴承、机器齿轮到打字机零件等许多耐磨损零部件。常用塑料的名称、代号、特性及用途见表6-1。二、橡

7、胶1.橡胶的组成（1）生胶未加配合剂的天然或合成橡胶统称为生胶，是橡胶制品的主要组分。生胶在橡胶制备过程中不但起着粘接其它配合剂的作用，而且决定橡胶制站的性能。（2）配合剂配合剂是用以改善和提高橡胶制品的性能而加入的物质。恥合剂的种类很多，一般有：①硫化剂在橡胶中加入硫化剂（常用硫碱）和其它配料后加热、加压，就会使线型结构分了相互交联为网状结构，这个过程就叫做硫化。硫化处理后可提高橡胶的弹性、耐磨性、耐蚀性和抗老化能力，并使Z具有不溶、不融特性。②其它硫化促进剂、增塑剂、填充剂、防老剂、增强材料、还有着色剂、发泡剂、电磁性调节剂等。2.橡胶的分类（

8、自阅教材）3.橡胶的性能特点（自阅教材，回答问题）橡胶最显著的性能特点（白阅教材，回答问题）4.常用橡胶的种类、性能及用途