金屬工藝學(xué)第10章課件

1、1非金屬材料知識(shí)目標(biāo)掌握塑料的組成；了解常用熱塑性塑料的性能及應(yīng)用；了解陶瓷及復(fù)合材料的性能、特點(diǎn)。2技能目標(biāo)了解非金屬材料的種類，及其各種類的特點(diǎn)。非金屬材料10.1高聚物材料10.1.1塑料組成1.樹脂 樹脂包括： 天然樹脂和人工合成樹脂。 合成樹脂是人們模仿天然樹脂的成 分，并克服了產(chǎn)量低、性能不理想的缺 點(diǎn)，用化學(xué)方法人工制取的各種樹脂。由于 天然樹脂產(chǎn)量有限，生產(chǎn)中主要采用人工合 成樹脂。如聚乙烯、酚醛樹脂等，松香、瀝 青等天然樹脂很少使用。樹脂在塑料中的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40100。10.1高聚物材料10.1.1塑料組成2.添加劑填充劑（1）增塑劑（2）穩(wěn)定劑（3）發(fā)泡劑（4）著色劑（5

2、）潤滑劑（6）其他添加劑（7）510.1.2高聚物的分子結(jié)構(gòu)10.1高聚物材料1.鏈狀結(jié)構(gòu)2.樹枝狀結(jié)構(gòu)3.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)610.1.2高聚物的分子結(jié)構(gòu)10.1高聚物材料高聚物分子結(jié)構(gòu)示意圖710.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用1.聚乙烯10.1高聚物材料1）聚乙烯的基本特性 聚乙烯塑料的產(chǎn)量為塑料工業(yè)之冠，其中以高壓聚乙烯的產(chǎn)量最大。聚乙烯樹脂為：無毒、無味，呈白色或乳白色，柔軟、半透明的大理石狀顆粒，密度為：0.910.96 g/cm3。 聚乙烯按聚合時(shí)所采用的壓力不同，分為高壓、中壓和低壓聚乙烯。8 低壓聚乙烯可用于:制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等；中壓聚乙烯

3、最適宜的成型方法有高速吹塑成型，可制造瓶類、包裝用的薄膜以及各種注射成型制品和旋轉(zhuǎn)成型制品，也可用于電線電纜；高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜(理想的包裝材料)、軟管、塑料瓶以及電器工業(yè)的絕緣零件和電纜外皮等。10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用10.1高聚物材料2）聚乙烯的主要應(yīng)用910.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用2.聚氯乙烯10.1高聚物材料1）聚氯乙烯的基本特性 聚氯乙烯是世界上產(chǎn)量最高的塑料品種之。其原料來源豐富，價(jià)格低廉，性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛。其樹脂為白色或淺黃色粉末，形同面粉，造粒后為透明塊狀，類似明礬。 聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可以用做低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也較好

4、。由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時(shí)間加熱會(huì)導(dǎo)致分解，放出氯化氫氣體，使聚氯乙烯變色，所以其應(yīng)用范圍較窄，使用溫度一般為：-1555。1010.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用10.1高聚物材料2）聚氯乙烯的主要應(yīng)用 由于聚氯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、輸油管、離心泵和鼓風(fēng)機(jī)等。聚氯乙烯的硬板廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里、建筑物的瓦楞板、門面結(jié)構(gòu)、墻進(jìn)裝飾物等建筑用材。由于電絕緣性能良好，可在電氣、電子工業(yè)中用于制造插座、插頭、開關(guān)和電纜。在日常生活中，用于制造涼鞋、雨衣、玩具和人造革等。9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn) 聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品

5、種。聚苯乙烯無色、透明、有光澤、無毒無味，落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲密度為1.054 g/cm3；聚苯乙烯是目前最理想的高頻絕緣材料，可以與熔融的石英相媲美。它的化學(xué)穩(wěn)定良好、能耐堿、硫酸、磷酸、1030的鹽酸、稀醋酸及其他有機(jī)酸，但不耐硝酸及氧化劑的作用，對(duì)水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗腐蝕能力。它的耐熱性低，只能在不高的溫度下使用，質(zhì)地硬而脆，塑件由于內(nèi)應(yīng)力而易開裂。聚苯乙烯的透明性很低，透光率很高，光學(xué)性能僅次于有機(jī)玻璃。它的著色能力優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用3.聚苯乙烯1）聚苯乙烯的基本特性10.1高聚物材料129.2.1硬質(zhì)合金的

6、性能特點(diǎn) 聚苯乙烯在工業(yè)上可用作儀表外殼、燈罩、化學(xué)儀器零件、透明模型等；在電氣方面用做良好的絕緣材料、接線盒、電池盒等；在日用品方面廣泛用于包裝材料、各種容器、玩具等。10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用2）聚苯乙烯的主要應(yīng)用10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用4.聚丙烯 聚丙烯無色、無味、無毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更輕。密度僅為0.900.91 g/cm3，它不吸水，光澤好，易著色。 聚丙烯具有聚乙烯所有的優(yōu)良性能、如卓越的介電性能、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性，宜于成形加工等；還具有聚乙烯所沒有的許多性能，如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓

7、強(qiáng)度和硬度及彈性比聚乙烯好。1）聚丙烯的基本特性10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用 聚丙烯可用做各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件；可做為水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層；可制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。 2）聚丙烯的主要應(yīng)用10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用5.ABS1）ABS 的基本特性 ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的共聚物，價(jià)格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大的工程塑料之一。ABS無毒、無味，為呈微

8、黃色或白色不透明粒料，成型的塑件有較好的光澤密度為1.021.05 g/cm3。 ABS是由三種組分組成的，故它有三種組分的綜合力學(xué)性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性，丁二烯使ABS有韌性，苯乙烯使它有優(yōu)良的成型加工性和著色性能。10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用2）ABS 的主要應(yīng)用 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等；汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還可用ABS

9、夾層板制作小轎車車身；ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用6.聚酰胺1）聚酰胺的基本特性 聚酰胺就是通常所說的尼龍，有的也叫錦綸。它的強(qiáng)度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性、吸震性、自潤滑性、成形性好，且摩擦系數(shù)小，無毒無味，可在100以下使用。10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用2）聚酰胺的主要應(yīng)用 聚酰胺常用于制造耐磨、耐蝕的某些承載和傳動(dòng)零件，如軸承、機(jī)床導(dǎo)軌、齒輪、螺母及一些小型

10、零件；也可制造高壓耐油密封圈、噴涂在金屬表面作防腐、耐磨涂層等。10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用7.聚甲醛1）聚甲醛的基本特性 聚甲醛是一種熱塑型高聚物。它有優(yōu)異的綜合性能，如耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、著色性、減摩性，絕緣性都好，可在-10040長期使用；但是它加熱易分解，并且成型時(shí)收縮率大。10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用2）聚甲醛的主要應(yīng)用 聚甲醛常用于制造減摩、耐磨器件及傳動(dòng)件，如軸承、滾輪、齒輪、絕緣件等，和其他的化工容器、儀表外殼、表盤等。10.1高聚物材料9.2.1硬質(zhì)合金的性能特

11、點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用8.聚碳酸酯1）聚圖碳酸酯的基本特性 聚碳酸脂也是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性高聚物。它的強(qiáng)度高，韌性、尺寸穩(wěn)定性、透明性好，一般在60120條件下長期使用；但耐疲勞性不如尼龍和聚甲醛。10.1高聚物材料229.2.1硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)10.1.3常用熱塑性高聚物的性能及應(yīng)用2）聚圖碳酸酯的主要應(yīng)用 聚碳酸酯常用于制造齒輪、蝸輪、凸輪，也用于電氣儀表零件和大型燈罩、防護(hù)玻璃、飛機(jī)擋風(fēng)罩、高級(jí)絕緣材料等。10.1高聚物材料2310.2.1陶瓷材料的概述10.2陶瓷材料1.陶瓷的組成玻璃相 2）氣相 3）晶體相 1）組成2410.2.1陶瓷材料的概述10.2陶

12、瓷材料陶瓷的顯微組織2510.2.1陶瓷材料的概述10.2陶瓷材料2.陶瓷的性能1）力學(xué)性能2）熱性能3）化學(xué)性能4）電性能5）加工工藝性2610.2.2工程陶瓷材料10.2陶瓷材料1.強(qiáng)度高2.耐磨耐腐蝕3.電絕緣2710.3.1復(fù)合材料概述10.3復(fù)合材料1.復(fù)合材料的性能（1）比強(qiáng)度和比模量大（2）抗疲勞性和減振性好（3）化學(xué)穩(wěn)定性好（6）制造工藝簡單（5）安全性高（4）耐熱性好10.3.1復(fù)合材料概述10.3復(fù)合材料2.復(fù)合材料的分類1）按基體分類 （1）金屬基體材料（2）非金屬基體材料2910.3.1復(fù)合材料概述10.3復(fù)合材料2）按增強(qiáng)劑分類（1）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（2）顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料（3）疊層復(fù)合材料10.3.1復(fù)合材料概述10.3復(fù)合材料3）按性能分類 （1）結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（2）功能復(fù)合材料10.3.2纖維增強(qiáng)復(fù)合材料10.3復(fù)合材料1.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 這是以碳纖維為增強(qiáng)材料，以樹脂、石墨、陶瓷或金屬為基體組成的復(fù)合材料。碳纖維是高強(qiáng)度、高彈件模量的增強(qiáng)相，通常以人造纖維為原料，在高溫下隔絕空氣碳化而制得。10.3.2纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1