金属工艺学 教学课件 作者 王英杰 5-6章.ppt

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1、金属工艺学第五章　非金属材料第一节　高分子材料第二节　陶瓷材料第三节　复合材料第一节　高分子材料一、高分子材料基础知识第一节　高分子材料高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，通常将相对分子质量大于5　000的化合物称为高分子化合物；将相对分子质量小于1　000的化合物称为低分子化合物。高分子材料分为有机高分子材料和无机高分子材料两类。其中有机高分子材料是由相对分子质量大于104并以碳、氢元素为主的有机高分子化合物（又称高聚物）组成。一般说来，有机高分子化合物具有较好的强度、弹性和塑性，本章主要介

2、绍有机高分子材料。有机高分子材料按来源分为天然高分子化合物和人工合成高分子化合物两大类。天然高分子材料有松香、蛋白质、天然橡胶、皮革、蚕丝、木材等；人工合成高分子材料有塑料、合成橡胶、合成胶粘剂、合成纤维、高分子涂料和高分子基复合材料等，目前广泛使用的高分子材料主要是人工合成的。第一节　高分子材料(一)有机高分子材料的合成(二)有机高分子化合物分子链的几何形状和特点1.线型分子链2.支化型分子链图5-1　有机高分子化合物的分子链的几何形状示意图3.网型分子链二、塑料第一节　高分子材料(一)塑料的组成

3、(二)塑料的分类1.按塑料的热性能分类(1)热塑性塑料　热塑性塑料主要由聚合树脂加入少量稳定剂、润滑剂等制成。(2)热固性塑料　热固性塑料大多是以缩聚树脂为基础，加入各种添加剂而成。2.按塑料的应用范围分类(1)通用塑料　它主要是指产量大、用途广、价格低的一类塑料。(2)工程塑料　它是指能在较宽温度范围内和较长使用时间内保持优良性能，能承受机械应力并作为结构材料使用的一类塑料。第一节　高分子材料(3)耐高温塑料　该塑料的特点是耐高温、产量小、价格贵，适用于特殊用途，如聚四氟乙烯、环氧塑料和有机硅塑料

4、等都能在100～200℃范围内工作。(三)塑料的特性和应用(四)塑料的成形加工图5-2　注射成形示意图第一节　高分子材料图5-3　模压成形示意图三、橡胶第一节　高分子材料(一)橡胶的组成(二)橡胶的特点、加工工艺流程、应用及保护图5-4　橡胶密封环第一节　高分子材料(三)常用橡胶表5-1　常用橡胶的特点和用途第一节　高分子材料表5-1　常用橡胶的特点和用途第一节　高分子材料图5-5　采集天然橡胶四、胶粘剂第一节　高分子材料胶接(又称粘接)是借助于一种物质在固体表面产生的粘合力将材料牢固地连接在一起的

5、方法。胶粘剂或胶合剂是一种能够将两种物件胶接起来，并使结合处具有足够强度的物质。胶粘剂是以具有粘性的有机高分子物质为基料，加入某些添加剂组成的。(一)胶粘剂的分类1.热固性胶粘剂2.热塑性胶粘剂3.合成橡胶胶粘剂4.复合型胶粘剂(二)胶粘剂的组成(三)胶接条件和工艺过程第一节　高分子材料图5-6　胶接工艺过程(四)胶粘剂在机械工程上的应用1.胶粘剂在机械设备修理方面的应用2.利用胶粘剂可改进机械安装工艺第一节　高分子材料图5-7　轴和孔的胶接第一节　高分子材料图5-8　蜗轮与轮缘的胶接(五)胶接的特

6、点第一节　高分子材料(1)胶接处应力分布均匀　采用螺栓、焊接、铆接等方式联接时，容易产生应力集中现象，联接件容易发生疲劳破坏；利用胶粘剂胶接则应力能够比较均匀地分布在整个胶接面上，从而提高构件的疲劳寿命。(2)胶接可以连接各种材料　胶接不仅在金属之间，而且在金属和非金属之间以及非金属之间都能获得良好的连接。(3)胶接接头平整光滑、重量轻　胶接的接头比焊接和铆接的接头平整光滑。五、合成纤维(一)纤维的分类(二)纤维的特点和用途(三)合成纤维的生产工艺第一节　高分子材料(1)制备与聚合　利用石油、天然气

7、、煤等原料，经过分馏、裂化和分离得到有机低分子化合物，如苯、乙烯、丙烯、苯酚等作为单体，在一定温度、压力和催化剂作用下聚合成高聚物，即合成纤维的材料，又称为成纤高聚物。(2)纺丝　将成纤高聚物的熔体或浓溶液，用纺丝机连续、定量而均匀地从喷丝头(或喷丝板)的毛细孔中挤出，形成液态细流，然后在空气、水或特定的凝固浴中固化为初生纤维，该过程成为“纤维成形”或称“纺丝”。(3)后加工　纺丝成形后得到的初生纤维在结构上是不完善的，在物理性能和力学性能上也较差，如强度低、尺寸稳定性差，不能直接用于纺织加工，必须

8、经过一系列的后加工工序才能得到结构稳定、性能优良的纤维。第一节　高分子材料(四)常用合成纤维图5-9　蜘蛛丝第二节　陶瓷材料一、陶瓷材料的分类陶瓷材料按其成分和来源，可分为普通陶瓷(传统陶瓷)和特种陶瓷(近代陶瓷)两大类。1.普通陶瓷2.特种陶瓷二、陶瓷材料的组织结构图5-10　陶瓷显微组织示意图第二节　陶瓷材料1.晶体相2.玻璃相3.气相三、陶瓷制品的生产过程陶瓷制品种类繁多，其生产工艺过程各不相同，一般都要经历原料制备、成形和烧结三个阶段。1.原料制备2.成形(1