非金属材料、表面处理.ppt

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1、第七章非金属材料高分子材料——塑料、橡胶、纤维、黏结剂陶瓷材料——玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料复合材料——1+1>2主要内容：学习要求：了解非金属材料的种类；掌握非金属材料在不同行业中的应用通常将金属及合金以外的其余材料成为非金属材料。第一节高分子材料高分子材料是由成千上万个小分子单体通过聚合反应以共价键结合起来的长链分子而构成的。分子量很大，>5000CHHCHHCHHCHHCH2乙烯[CH2]n聚乙烯塑料、合成橡胶、粘结剂等都属于合成高分子材料。高分子化合物分为天然和合成两类。蛋白质、天然橡胶、蚕丝、皮革、木材等都属于天然高分子化合物。工业上应用。塑料的组成

2、塑料是以合成树脂为主要成分、加入某些添加剂而制成的高分子材料是目前工业中应用最多的非金属材料。一、工程塑料（1）合成树脂组成塑料的基本组成物，占30%~100%，塑料的基本性能取决于树脂的种类，树脂在塑料中又起粘结剂的作用，故又称粘料。许多塑料都是以树脂的名称来命名。如聚氯乙烯塑料。（2）添加剂作用主要是改善某些性能或降低成本，常用的添加剂有填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、着色剂。2.塑料的分类使用范围通用工程合成树脂的热性能热塑性热固性3.塑料的性能1）化学性能对酸、碱和一般有机溶剂都有很好的抗腐蚀性。2）物理性能质量轻、相对密度小工程塑料的相对密度

3、一般在1.0~2.0之间，远低于金属，可替代一些传统的金属材料，减轻自重，用于航空飞行器、车辆等领域；导热性差，是良好的绝热材料；具有优良的电绝缘性。4）突出的耐磨和自润滑性能用工程塑料作摩擦零件，与耐磨金属合金相对，磨耗量低于1：5。氟塑料更佳较高的比强度；在较宽的温度范围内，许多工程塑料，尤其是增强的工程塑料有优异的抗冲击和耐疲劳性能。3）力学性能5）优良的吸震、消声和对异物的埋没性能工程塑料作为运动零部件使用时，没有金属撞击的噪声，有优良的吸震消声性能。对于有磨粒存在的条件下，可以埋没异物，不像金属之前可能会咬死或刮伤。二、橡胶橡胶是一种具有极高弹性及低

4、刚度的高分子材料。1、橡胶的分类天然橡胶来源合成橡胶用途通用橡胶特种橡胶2、橡胶的性能具有高回弹性、很高的可挠性、良好的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性、隔音、吸振以及与其他物质的粘结性。橡胶隔震垫4、常用橡胶性能特点及应用（表7-4）可曲挠橡胶接头3、橡胶的组成以生胶为基础，并加入适量的配合剂组成.在橡胶中加入各种纤维织物、金属丝及编织物，可提高橡胶的力学性能。如在传送带、胶管中加入帆布、细布，在轮胎中加入帘布、在胶管中加入钢线等.第二节陶瓷材料从广义上讲陶瓷包含一切天然及合成的无机非金属固体材料，如水泥、耐火材料、玻璃、石墨、天然石材、陶瓷等。从狭义上讲是用天然

5、或合成的粉体，经成形和高温烧结制成的，由金属和非金属的无机化合物构成的多晶固体材料。普通陶瓷（传统陶瓷）：天然硅酸盐矿物（黏土、石英、长石等）特种陶瓷：高纯度的人工合成原料日用建筑电绝缘化工碳化物氧化物氮化物高温光学压缩磁性一、陶瓷的分类二、陶瓷材料的组成及性能特点晶体相：硅酸盐、高纯度氧化物、氮化物、碳化物1.组成气相：气孔玻璃相：低熔点非晶态物质这些物质具有硬度高、熔点高、质脆等特点起粘结作用，可降低烧结温度，抑制晶体长大。降低陶瓷的耐热性和绝缘性，控制在（20%-40%）降低陶瓷的强度和抗电击穿能力，控制在（5%-10%）（2）热性能具有高的熔点（200

6、0℃以上），且有高温化学稳定性；导热性低；线膨胀系数低。（1）力学性能刚度最好、硬度最高。抗拉强度较低，抗压强度高；塑性和韧性很差。（3）电性能大多数具有良好的电绝缘性，（4）化学性能高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。主要缺点：性脆、加工性能差、可靠性差2.陶瓷的性能特点刚玉坩埚陶瓷刀（5）光学性能、磁性性能1.普通陶瓷（传统陶瓷）性能：质地硬、耐腐蚀、不氧化、不导电、耐高温（<1200oC），成本低、易成形用途：电气、化工、建材工业，纺织行业，化工设备以及力学性能要求不高的耐磨零件。四、常用陶瓷材料三、常用工业陶瓷2.特种陶瓷主要成分：Al

7、2O3(>45%)刚玉瓷(90~99.5%)性能：耐高温(在1600℃下长期使用)强度高、硬度高、耐磨性好优良的电绝缘性和耐腐蚀、抗氧化性脆性大、抗热震性能差用途：广泛应用于各类高温、耐蚀和电气绝缘工程。如坩埚、热电偶保护套管、化工反应炉管等。机械工程中用作高速切削刀具、磨料、内燃机火花塞、拉丝模等。（1）氧化铝陶瓷陶瓷火花塞主要成分：SiC性能：优异的高温强度(1700℃)，目前高温强度最高的陶瓷很好的热稳定性、抗蠕变性、耐磨性、耐蚀性、导热性、耐辐射性以及低的热膨胀性高温抗氧化性好用途：火箭尾喷管或喷嘴、炉衬、电加热管、坩埚、热电偶套管、高温轴承以及核燃料

8、包封材料。另外还可以用作砂轮和各种磨具