70張圖對(duì)比材料各項(xiàng)性能

1、70張圖比照材料各項(xiàng)性能污染/ / 一熱性能可處理J電性能可持續(xù) 化學(xué)性1楊氏模量-密度剛性或/和輕質(zhì)部件選材參考1、需要較硬的材料時(shí),如頂梁,自行車架等,選擇圖表頂部的材料.2、需要低密度的材料,如包裝泡沫等,選擇圖表左側(cè)的材料.3、剛性和輕質(zhì)兼具的材料很難找到,復(fù)合材料往往是個(gè)不錯(cuò)的選擇.楊氏模量Young ' smoduluS ,又稱拉伸模量,是彈性模量中最常見的一種.楊氏模量 衡量的是一個(gè)各向同性彈性體的剛度,與彈性模量是包含關(guān)系,除了楊氏模量以外,彈性模量還包括體積模量和剪切模量等.材料大舉木與不含就合物100J00Sff ( kg nr )10,00030 000聚合物1.

2、0003.00010.00030.000密度(kgW)重一陶姿1003001.0003.0001000010.000<輕它度(kg/ra1)S <«( )后壑吆弊 陰一木與樣品1003001.0003.00010.00030.000<輕左度kg/m3B O 1 (50)里出球售合材料1003001.0003.00010.00030.000<較密度k/WB 2楊氏模量-本錢剛性或/和低本錢部件選材參考1、需要較硬的材料時(shí),如頂梁,自行車架等,選擇圖表頂部的材料2、需要低本錢的材料,如包裝泡沫等,選擇圖表左側(cè)的材料.3、需要廉價(jià)且堅(jiān)硬的材料,那么選擇圖表左上方的材

3、料,大多為金屬和陶瓷.材到人身本錢(Lkf )金星與合金B(yǎng)9«金娟*£200 . OOO lg金嗣與合金一木與木制品多孔閨鎏101(言)01O 1 (S 二二£出 £0010.010.1110100<低本錢()高本錢I皿m 1 ?言 JBS出»3強(qiáng)度-密度高強(qiáng)度或/和低密度部件選材參考1、下列圖標(biāo)識(shí)的強(qiáng)度為拉伸強(qiáng)度,除了陶瓷為抗壓強(qiáng)度.2、高強(qiáng)度且低密度的材料位于圖形的左上局部.強(qiáng)度是指零件承受載荷后反抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的剩余變形的水平.也就是說, 強(qiáng)度是衡量零件本身承載水平即反抗失效水平的重要指標(biāo).10.000叼科大關(guān)金強(qiáng)與合金0

4、11001.00010030010,00010.000 t輕1.0003.000密度(kg hP )10.00010.000建1.0001.0003.00010.00030.000空度(kg/m,)B 聚合物1001.0003.00010.00030.000空度(kg/m5) -堪10.000 t幄1.000陶瓷10.000 t樞 1.00010 (edE )觥1.0003.00010.00030.000密度3 H B -10,000(edW),木與木制品蜒1,0001,0003.00010.00030.000空度kg/向B 埋復(fù)合材料4強(qiáng)度-本錢高強(qiáng)度或/和低本錢部件選材參考1、下列圖標(biāo)識(shí)的

5、強(qiáng)度為拉伸強(qiáng)度,除了陶瓷為抗壓強(qiáng)度.2、許多應(yīng)用要求材料具有較高的強(qiáng)度,如螺絲刀、平安帶等,但是他們通常都比擬貴,只 有極少數(shù)的材料能同時(shí)滿足強(qiáng)度和本錢的要求左上局部.材料大類001 低0 應(yīng)考【土101W 高 (22 )W然金屬與合金" (t kg )聚合物林(£ kg)10,000 t*1.00010010SiC 氮化鋁10.000 t1.000木與木制品O 41(Bdw I001<低01趣(£ kg)10100高星臺(tái)材包 低本錢高 5強(qiáng)度-韌性高強(qiáng)度或/和高韌性部件選材參考1、下列圖標(biāo)識(shí)的強(qiáng)度為拉伸強(qiáng)度,除了陶瓷為抗壓強(qiáng)度.2、通常韌性不好強(qiáng)度也不會(huì)很

6、高,提升強(qiáng)度時(shí)很可能會(huì)使韌性下降.強(qiáng)度是指零件承受載荷后反抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的剩余變形的水平.也就是說,強(qiáng)度是衡量零件本身承載水平即反抗失效水平的重要指標(biāo).韌性為材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的水平. 韌性越好,那么發(fā)生脆性斷 裂的可能性越小.韌性可在材料科學(xué)及冶金學(xué)上,韌性是指當(dāng)承受應(yīng)力時(shí)對(duì)折斷 的反抗,其定義為材料在破裂前所能吸收的能量與體積的比值.強(qiáng)度和韌性的關(guān)系：強(qiáng)度是指反抗外力的水平如抗拉強(qiáng)度, 韌性是材料反抗變形 破壞的水平,如抗彎抗扭及沖擊.10.000包Wti ( kJ hr )金屬與合金10,00010.1照(kJ nr)0 1 0.0010.01<低10.0

7、00聚合物10.000低<惚 (嚏)最 豈金剛石01物性(kJ nr )10100高10,000100木與木制品0.11初住(WW )10100高昌臺(tái)豺料W.QQO6強(qiáng)度-斷裂伸長(zhǎng)率高強(qiáng)度或/和高彈性部件選材參考1、陶瓷具有非常低的伸長(zhǎng)率<1%；2、金屬具有中等的斷裂伸長(zhǎng)率1-50%;3、熱塑性塑料具有較大的伸長(zhǎng)率>100%;4、橡膠具有長(zhǎng)期彈性伸長(zhǎng)率；5、熱固性聚合物具有較低的伸長(zhǎng)率<5%.,試樣在拉斷時(shí)的位移值與原長(zhǎng)的比值.以百分比表示斷裂伸長(zhǎng)率 (elongation at break ) (%).10.000 t幗1.0000.010.1斷裂伸長(zhǎng)率金房與u金10

8、000 t艷 1.000多孔睡木與木制A,金屬與合金00101新型伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率0.010.1斷裂伸長(zhǎng)率10揚(yáng) 一A(edW)»慰木與木制sa10.000 t愜1.0001001010. WQ 1.000OGOOt 0.001施7強(qiáng)度-最高工作溫度高強(qiáng)度或/和高工作溫度環(huán)境部件選材參考1、下列圖適用于材料的使用環(huán)境中工作溫度高于室溫的組件,如炊具,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管 等.2、聚合物的最高工作溫度較低,金屬的最高工作溫度居中,陶瓷能夠承受非常高的溫度. 熱塑性聚合物的最高工作溫度低于熱固性聚合物.最高工作溫度表示工程材料在此溫度下工作時(shí)強(qiáng)度急劇下降的最高溫度.材料大類02004006

9、008001000最高工作溫度r10.000100400600SOO幗 1.0001000以高工作溫度(C)陶徭以高工作澧度(t)復(fù)合材料同高工作溫度(V)8比強(qiáng)度-比剛度高剛度和/或高強(qiáng)度與低重量的部件選材參考1、比強(qiáng)度為強(qiáng)度/材料密度,比剛度為剛度/材料密度.2、通常高強(qiáng)度和高剛度是同時(shí)存在的,由于他們很大程度上取決于原子之間的結(jié)合力.材料剛度簡(jiǎn)稱剛度,即材料力學(xué)中的彈性模量. 它是表征材料反抗彈性變形水平的力學(xué) 性能指標(biāo).指材料反抗變形的水平, 即引起單位變形時(shí)所需要的應(yīng)力.一般是針對(duì)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)而言的.它的大小不僅與材料本身的性質(zhì)有關(guān),而且與構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的截面和形狀有關(guān).強(qiáng)度：材料在規(guī)定的

10、荷載作用下,材料發(fā)生破壞時(shí)的應(yīng)力稱為強(qiáng)度,要求不破壞的要求,稱為強(qiáng)度要求.根據(jù)外力作用方式不同,材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等.剛度和強(qiáng)度的區(qū)別： 剛度是反抗變形的水平, 強(qiáng)度是反抗破壞的水平. 剛度是強(qiáng)調(diào)不變 形,或變形小；強(qiáng)度是強(qiáng)調(diào)可靠性,即不能失效.1.000材料大類t*1000 01 1101001.00010.00低比強(qiáng)度(kNm/kq )高一金屬與合金1.000O 1 (f z-)晟丑10.00比( kNm/kq )101(baen* )101001.00010.00長(zhǎng)比強(qiáng)度kNm/kgS o 1 1(6<enx ),丑聚合物101001.00010.00低比強(qiáng)度kNm

11、/kg高一1001.00010.00比強(qiáng)度kNm/kg高一木與木制品1.000O610.00比強(qiáng)度(kNm/kg)復(fù)合材料比強(qiáng)度(kNm/kg)低(5<Eza) Mi9電阻率-本錢電性能或/和低本錢部件選材參考1、下列圖主要用于需要較低的價(jià)格以及良好的電絕緣性如插頭外殼或良好的導(dǎo)電性例 如電力電纜組件時(shí)選材參考.2、良好的電導(dǎo)體通常是良好的熱導(dǎo)體和良好的電絕緣體是良好的熱絕緣體,所以下列圖也可 用于需要良好的熱絕緣例如用于窯壁或熱傳導(dǎo)性例如,用于煎鍋產(chǎn)品的選材參考.20)的電阻率是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量.某種物質(zhì)所制成的原件常溫下電阻與橫截面積的乘積與長(zhǎng)度的比值叫做這種物質(zhì)的電

12、阻率.單位：Q -rn109 1001.00010.000100.000< 低本錢()高 (EC )闋S皿聚合物uPVC ABS 聚碳酸酹1.00010.000100.000本錢()高海綿木與木制品復(fù)合材料(EC)闋四碎1.00010.000100.000本錢£/kg 高 10可回收性-本錢可回收或/和低本錢部件選材參考1、下列圖只要用于識(shí)別材料的可回收性特征,特別是那些既昂貴又可回收的材料應(yīng)該投入更 多.2、盡管本錢高,復(fù)合材料卻難以回收,由于很難將纖維和基體分開.3、熱塑性塑料常?？梢曰厥绽?熱固性塑料可回收性低.4、金屬是特別適合于回收,由于它們可以容易地排序,重熔.5、陶瓷幾乎從未再循環(huán).金屬5合金國(guó)宏08翻與合金一木與木制品110100本錢£/kg高 一I 8aA *儲(chǔ)總回6復(fù)合材料11生產(chǎn)耗能-本錢環(huán)境影響小或/和低本錢部件選材參考1、生產(chǎn)某種材料所需消耗多大的能量是原料本錢的一個(gè)因素.所以是大局部材料都位于左下角低本錢/低能耗或右上高本錢/高能耗.2、測(cè)量生產(chǎn)材料消耗的能量是困難的,包括：收集原材料所需的能量/礦料,提取或合成它所需的能量.3、聚合物是通過提煉和加工碳?xì)浠衔镏刑釤挸鰜淼?所需的能量居中；4、建筑材料,如混凝土,磚和木材需要較少的能量來產(chǎn)生它們,因此是價(jià)格較低；5、金屬通常是