常用的儀器儀表材料特性與選材方法

第三章常用的儀器儀表材料特性和

選材方法3.1概述在儀器儀表設(shè)計制造中使用的材料大多數(shù)屬于工程材料的范疇，而工程材料又按性能特點分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料以力學(xué)性能為主，兼有一定的物理、化學(xué)性能，用于制作工程構(gòu)件、機械零件、工具等；功能材料以特殊的物理、化學(xué)性能為主，如超導(dǎo)、激光、半導(dǎo)體、形狀記憶和能量轉(zhuǎn)換等材料。一般在研究工程材料時通常指前者。根據(jù)材料的本性或結(jié)合鍵的性質(zhì)分類，一般將工程材料分為金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類。1．金屬材料金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分：(1)鋼鐵材料鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）(2)非鐵金屬鋼鐵材料以外的所有金屬及其合金2．陶瓷材料陶瓷的硬度很高，但脆性很大。陶瓷材料屬于無機非金屬材料，主要為金屬氧化物和金屬非氧化物，也叫做硅酸鹽材料。它一般包括無機玻璃(硅酸鹽玻璃)、玻璃陶瓷(微晶玻璃)和陶瓷等三大類。

3．高分子材料高分子材料為有機合成材料，亦稱聚合物。它具有較高的強度，良好的塑性，較強的耐腐蝕性能，很好的絕緣性，以及重量輕等優(yōu)良性能。工程上通常根據(jù)力學(xué)性能和使用狀態(tài)將其分為三大類：(1)塑料按工藝性分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。(2)合成橡膠通常指經(jīng)硫化處理的、彈性特別優(yōu)良的聚合物，有通用橡膠和特種橡膠兩種。(3)合成纖維指由單體聚合而成的、強度很高的聚合物，通過機械處理所獲得的纖維材料。

4．復(fù)合材料復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同材料的組合材料，其性能是它的單個組成材料所不具備的。

3.2材料學(xué)基礎(chǔ)知識

3.2.1固態(tài)原子的結(jié)合鍵晶體的原子結(jié)合鍵有金屬鍵、離子鍵、范德華鍵(分子鍵)等幾種基本類型。3.2.2晶體與顯微組織

1．材料的晶體結(jié)構(gòu)材料的性能不僅與其組成原子的本性及原子間的結(jié)合鍵的類型有關(guān)，還與晶體中原子的長程有序規(guī)則排列的方式即晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。

晶體中原子(或離子)在空間的規(guī)則排列方式稱為晶體結(jié)構(gòu)。假設(shè)通過原子的中心劃出許多空間直線，這些直線將形成空間格架。這種假想的格架在晶體學(xué)上就叫晶格。晶格的最小幾何組成單元稱為晶胞。絕大多數(shù)金屬為體心立方、面心立方和密排立方等三種典型的、緊密的結(jié)構(gòu)。2．金屬的結(jié)晶生產(chǎn)上將金屬的凝固叫做結(jié)晶。凝固的結(jié)果，獲得固態(tài)晶體金屬。晶體物質(zhì)的結(jié)晶都具有嚴(yán)格的平衡結(jié)晶溫度，高于此溫度，物質(zhì)熔為液態(tài)，低于此溫度才能進行結(jié)晶，處在此溫度，表現(xiàn)出液體與晶體同時存在。而一切非晶體物質(zhì)則無此明顯的平衡結(jié)晶溫度，它們的凝固總是在某一溫度范圍內(nèi)進行的。金屬材料的凝固是典型的結(jié)晶過程，而玻璃的凝固是典型的非晶體凝固。過冷現(xiàn)象。金屬結(jié)晶的過程通過晶核形成及晶核長大來完成的3．金屬的塑性變形與再結(jié)晶塑性變形在明顯改變金屬外形的同時，也深刻地影響金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和宏觀性能，主要表現(xiàn)在金屬的組織和結(jié)構(gòu)變化、加工硬化、殘余內(nèi)應(yīng)力等三方面。1)加工硬化：即隨變形度的增大，金屬的強度和硬度顯著提高而塑性和韌性明顯下降。2)殘余內(nèi)應(yīng)力：主要是金屬內(nèi)部變形不均勻引起的。塑性變形金屬在加熱時的變化為了消除加工硬化的作用，恢復(fù)或改善金屬的物理、化學(xué)、力學(xué)性能，可以對金屬進行加熱。隨加熱溫度的提高，變形金屬將相繼發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大過程，其中以再結(jié)晶具有更重要的作用。生產(chǎn)上主要用于冷變形加工過程的中間處理，消除加工硬化，便于繼續(xù)冷加工，處理工藝叫做再結(jié)晶退火。4．合金的結(jié)晶合金是指由兩種以上的金屬或金屬和非金屬元素，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法使之結(jié)合在一起而形成的具有金屬特性的物質(zhì)。相，是指合金中化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并以界面互相分開的均勻組成部分。組織，是指用肉眼或顯微鏡所觀察到的材料的微觀形貌，又稱顯微組織。與純金屬的結(jié)晶相比，合金的結(jié)晶有它的特點。首先，合金的結(jié)晶過程不一定在恒溫下進行，很多情況是在一個溫度范圍內(nèi)完成的；其次，合金的結(jié)晶不僅會發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的變化，還會伴有成分的變化。合金系是指兩個或兩個以上的組元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金。用來研究合金系在平衡條件下(極緩慢冷卻或加熱)各成分合金的結(jié)晶過程以及相和組織存在范圍與變化規(guī)律的簡明示意圖即為相圖。3.2.3材料的力學(xué)、物理及化學(xué)性能

材料的性能一般分為使用性能和工藝性能兩大類，材料的使用性能主要是指力學(xué)、物理和化學(xué)性能；材料的工藝性能則是指可鍛性、可焊性及切削加工性等。1．力學(xué)性能材料常見的力學(xué)性能有彈性、強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞特性以及耐磨性。

2．物理及化學(xué)性能材料的物理性能有密度、熔點、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、導(dǎo)熱及熱膨脹等等。而化學(xué)性能主要指耐腐蝕、抗氧化性。

3．工藝性能材料的工藝性能主要是指其加工制造性，按工藝方法的不同，材料的工藝性能可分為以下幾個方面：(1)鑄造性鑄造性通常指液體金屬能充滿比較復(fù)雜的鑄型并獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的性能。流動性好、收縮率小、偏析傾向小的材料鑄造質(zhì)量也好。(2)可鍛性可鍛性指材料是否易于進行壓力加工(包括鍛造、壓延、拉拔、軋制等)的性能。(3)可焊性可焊性指材料是否易于焊接在一起并能保證焊縫質(zhì)量的性能。(4)切削加工性切削加工性指材料進行切削加工的難易程度。

3.3金屬材料

3.3.1鐵碳合金碳鋼和鑄鐵是以鐵與碳兩種元素為基本組元的合金，常稱鐵碳合金。鐵碳合金系相圖是研究鋼和鑄鐵的基礎(chǔ)，對于鋼鐵材料的應(yīng)用以及熱加工和熱處理工藝的制訂具有重要的意義。

1．鐵碳合金系相圖

(1)鐵碳合金系組元的特性1)純鐵：結(jié)晶過程有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。

2)滲碳體：滲碳體(Fe3C)是Fe和C的穩(wěn)定化合物。力學(xué)性能特點是硬而脆。(2)鐵碳合金中的相

1)液相L2)δ相3)а相4)γ相

5)Fe3C相

2．鐵碳合金的分類3．鐵碳相圖的應(yīng)用

(1)在鋼鐵材料選用方面的應(yīng)用

(2)在鑄造工藝方面的應(yīng)用

(3)在熱鍛、熱軋工藝方面的應(yīng)用

(4)在熱處理工藝方面的應(yīng)用4．碳鋼

(1)碳鋼的分類

(2)碳鋼的牌號及應(yīng)用工程上所用的碳鋼主要按用途來進行編號。1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：這類鋼主要保證力學(xué)性能，其牌號體現(xiàn)其力學(xué)性能，用Q+數(shù)字表示，數(shù)字表示屈服點數(shù)值。例如Q275表示屈服點為275MPa。若牌號后面標(biāo)注字母A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級不同，含磷、硫量依次降低，鋼材質(zhì)量則依次提高。若在牌號后標(biāo)注字母“F”則為沸騰鋼，標(biāo)注“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)注“F”或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼，“TZ”表示特種鎮(zhèn)靜鋼。2)優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳碳素素結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼：：這這類類鋼鋼必必須須同同時時保保證證化化學(xué)學(xué)成成分分和和力力學(xué)學(xué)性性能能。。其其牌牌號號是是采采用用兩兩位位數(shù)數(shù)字字表表示示碳碳的的質(zhì)質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)的的萬萬分分之之幾幾。。例例如如45鋼鋼表表示示鋼鋼中中平平均均碳碳的的質(zhì)質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為0.45％％。。3)碳碳素素工工具具鋼鋼：：這這類類鋼鋼的的牌牌號號用用T+數(shù)數(shù)字字表表示示，，數(shù)數(shù)字字表表示示鋼鋼中中平平均均碳碳的的質(zhì)質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)的的千分分之之幾幾。例例如如T8表表示示平平均均碳碳的的質(zhì)質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為0.80％％的碳碳素素工工具具鋼鋼。。若若為為優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳碳素素工工具具鋼鋼，，則則在在鋼鋼號號后后附附以以““A””，，例例如如T12A。。5．．鑄鑄鐵鐵鑄鐵鐵是是碳碳的的質(zhì)質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)大大于于2．．11％％，，并并含含有有硅硅、、錳錳、、磷磷、、硫硫等等元元素素的的鐵鐵碳碳合合金金。。與與鋼鋼相相比比，，鑄鑄鐵鐵的的強強度度低低，，塑塑性性、、韌韌性性差差；；但但它它有有良良好好的的鑄鑄造造性性、、切切削削加加工工型型及及減減振振性性，，且且工工藝藝簡簡單單、、造造價價低低廉廉。。(1)鑄鑄鐵鐵的的分分類類鑄鑄鐵鐵按按石石墨墨化化的的程程度度可可分分為為灰鑄鑄鐵鐵、、麻麻口口鑄鑄鐵鐵和和白白口口鑄鑄鐵鐵。一般般根根據(jù)據(jù)石石墨墨的的形形態(tài)態(tài)對對灰口口鑄鑄鐵鐵進行行分分類類，，具具有有片片狀狀石石墨墨的的鑄鑄鐵鐵為為灰灰鑄鑄鐵鐵；；具具有有團團絮絮狀狀石石墨墨的的鑄鑄鐵鐵為為可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵；；具具有有球球狀狀石石墨墨的的鑄鑄鐵鐵為為球球墨墨鑄鑄鐵鐵；；具具有有蠕蠕蟲蟲狀狀石石墨墨的的鑄鑄鐵鐵為為蠕蠕墨墨鑄鑄鐵鐵。。(2)鑄鑄鐵鐵的的性性能能特特點點及及應(yīng)應(yīng)用用1)灰灰鑄鑄鐵鐵：：灰灰鑄鑄鐵鐵是是應(yīng)應(yīng)用用最最廣廣泛泛的的一一類類鑄鑄鐵鐵，，它它的的產(chǎn)產(chǎn)量量幾幾乎乎占占鑄鑄鐵鐵全全部部產(chǎn)產(chǎn)量量的的80％％以以上上。。由由于于石石墨墨的的存存在在，，使使灰灰鑄鑄鐵鐵的的抗抗拉拉強強度度與與塑塑性性遠遠比比鋼鋼低低。。它它性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定、、不不易易變變形形，，具具有有良良好好阻阻尼尼，，價價格格低低廉廉。。因因此此，，灰灰鑄鑄鐵鐵主主要要用用于于制制造造汽汽車車、、儀儀器器中中的的汽汽缸缸、、儀儀器器基基座座等等承承受受壓壓力力及及振振動動的的基基件件。。灰鑄鑄鐵鐵的的牌牌號號中中HT為為““灰灰鐵鐵””二二字字的的漢漢語語拼拼音音字字首首，，其其后后數(shù)數(shù)字字表表示示最抵抵抗抗拉拉強強度度值值。（（HT200，，表表示示以以直直徑徑30mm單單個個鑄鑄出出測測試試棒棒測測出出的的抗抗拉拉強強度度值值大大于于200MPa，，但但小小于于300MPa。。選選擇擇牌牌號號時時必必須須考考慮慮鑄鑄件件的的壁壁厚厚））2)球墨墨鑄鐵：：球墨鑄鑄鐵是一一種高強強度鑄鐵鐵材料，，其綜合合力學(xué)性性能接近近于鋼。。它的成成分不同同于灰鑄鑄鐵，碳碳含量較較高。研研究表明明，球墨墨鑄鐵具具有比灰灰鑄鐵高高得多的的強度及及良好的的塑性與與韌性，，加之它它便于生生產(chǎn)，成成本低廉廉，在一一些機件件受力復(fù)復(fù)雜、綜綜合性能能要求較較高，但但無較大大沖擊力力的場合合下，可可成功地地取代某某些鋼件件。球墨鑄鐵鐵的牌號號中的““QT””為“球球鐵”二二字的漢漢語拼音音字首，，其后的的兩組數(shù)數(shù)字分別別代表抗拉強度度值和斷斷后伸長長率。如QT400-18。3)可鍛鍛鑄鐵：：可鍛鑄鑄鐵的強強度、塑塑性及韌韌性均比比灰鑄鐵鐵高，但可鍛鑄鑄鐵實際際是不能能鍛造的的。可鍛鑄鐵鐵常用于于制造那那些壁薄薄(一般般厚度小小于25mm)、形狀狀復(fù)雜，，承受振振動或沖沖擊載荷荷的機件件，如汽汽車和拖拖拉機的的后橋外外殼、活活塞環(huán)等等。可鍛鑄鐵鐵牌號中中的“KT”為為“可鐵鐵”二字字的漢語語拼音字字首，““KTH”表示示黑心可可鍛鑄鐵鐵，“KTZ””表示珠珠光體可可鍛鑄鐵鐵。其后后數(shù)字含含義與球球墨鑄鐵鐵相同。。6．鋼的的熱處理理熱處理是是將固態(tài)態(tài)金屬或或合金在在一定介介質(zhì)中加加熱、保保溫和冷冷卻，以以改變整整體或表表面組織織，從而而獲得所所需性能能的工藝藝。根據(jù)據(jù)所要求求的性能能不同，，熱處理理的類型型有多種種，其工工藝都包包括加熱、保保溫和冷冷卻三個階段段。(1)鋼鋼的普通通熱處理理普普通通熱處理理主要包包括退火火、正火火、淬火火和回火火。1)退火火：將組組織偏離離平衡狀狀態(tài)的鋼鋼加熱到到適當(dāng)溫溫度，保保溫一定定時間，，然后緩緩慢冷卻卻(一般般為隨爐爐冷卻)，以獲獲得接近近平衡狀狀態(tài)組織織的熱處處理工藝藝叫做退退火。根據(jù)處理理的目的的和要求求不同，，鋼的退退火可分分為完全全退火、、等溫退退火、球球化退火火、均勻勻化退火火和去應(yīng)應(yīng)力退火火等等。。完全退火火又稱重重結(jié)晶退退火，一一般簡稱稱退火。。完全退退火通過過完全重重結(jié)晶，，使熱加加工造成成的粗大大、不不均勻的的組織均均勻化和和細化，以提高高性能；；或使中中碳以上上的碳鋼鋼和合金金鋼得到到接近于于平衡狀狀態(tài)的組組織，以以降低硬硬度，改改善切削削加工性性能。由由于冷卻卻速度緩緩慢，一一般還可可消除內(nèi)內(nèi)應(yīng)力。。常用于于機件加加工前的的預(yù)先熱熱處理。。等溫退火火的作用用與目的的與完全全退火一一致，為為縮短整整個退火火過程，，常用等等溫退火火代替完完全退火火。球化退火火是一種種不完全全退火，，其目的的一是降降低硬度度，改善善切削加加工性能能；二是是為淬火火前做好好組織準(zhǔn)準(zhǔn)備。主主要用于于改善合合金工具具鋼的切切削加工工性能。。均勻化退退火的目目的是減減少鋼錠錠、鑄件件或鍛坯坯的化學(xué)學(xué)成分偏偏析和組組織不均均勻性。。去應(yīng)力退退火的目目的是消消除鑄件件、鍛件件、焊接接件在機機加工、、冷變形形過程中中的殘余余應(yīng)力。。又稱低低溫退火火，此過過程中無無組織變變化。2)正火火：正火火的目的的是使鋼鋼的組織織正?；?，與完完全退火火的區(qū)別別是冷卻卻速度快快些，所所得到組組織的強強度和硬硬度也有有所提高高。3)淬火火：淬火火是強化化鋼的最最重要手手段，可可顯著提提高鋼的的硬度和和耐磨性性，通過過與回火火工藝的的配合，，淬火可可獲得不不同強韌韌性的組組織，滿滿足各種種使用要要求。常用的淬淬火方法法有單介介質(zhì)淬火火、雙介介質(zhì)淬火火、分級級淬火、、等溫淬淬火、局局部淬火火和冷處處理。其其中，冷冷處理是是將淬火火后冷卻卻到室溫溫的工件件繼續(xù)深深冷到-70~-80℃或更更低的溫溫度，以以消除變變形。4)回火火：鋼件件淬火后后，為了了消除內(nèi)內(nèi)應(yīng)力并并獲得所所要求的的組織和和性能，，必須進進行回火火。淬火火件一般般強度和和硬度較較高，但但韌性和和塑性很很低，通通過回火火可獲得得良好的的強度與與韌性的的配合，，滿足不不同使用用性能的的要求。。低溫回火火(回火火溫度為為150～250℃)的目的的是降低低淬火內(nèi)內(nèi)應(yīng)力和和脆性的的同時保保持鋼在在淬火后后的硬度度(一般般達58～64HRc)和高高耐磨性性，廣泛泛使用于于處理各各種切削削刀具，，冷作模模具、量量具、滾滾動軸承承、滲碳碳件和表表面淬火火件等。。中溫回火火(回火火溫度為為350～500℃)后的鋼鋼具有較較高的屈屈服極限限和彈性性極限，，以及一一定的韌韌性，硬硬度一般般為35～45HRC，主要要用于各各種彈簧簧的處理理。高溫回火火(回火火溫度為為500～650℃)后的鋼鋼的硬度度為25～35HRC，這這時的鋼鋼具有良良好的綜綜合力學(xué)學(xué)性能。。習(xí)慣上把把淬火+高溫回回火的熱熱處理工工藝稱作作“調(diào)質(zhì)質(zhì)處理””，簡稱稱“調(diào)質(zhì)質(zhì)”，廣泛用于于處理各各種重要要的結(jié)構(gòu)構(gòu)零件。。(2)鋼鋼的表面面熱處理理許許多零件件在工作作時，承承受摩擦擦、扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、彎曲曲等交變變載荷或或沖擊載載荷，因因此要求求表面有有較高的的強度、、硬度、、耐磨性性和疲勞勞強度，，而心部部又要有有高韌性性。但普普通熱處處理工藝藝卻很難難兼顧表表面、心心部各具具有不同同的性能能要求，，因而需需要采用用強化表表面的熱熱處理方方法，即即表面淬火火和化學(xué)學(xué)熱處理理，統(tǒng)稱為為表面熱熱處理。。1)鋼的的表面淬淬火：將將鋼件表表層迅速速加熱到到奧氏體體化溫度度后急冷冷，使表表層形成成馬氏體體組織而而心部組組織仍保保持不變變的熱處處理工藝藝即為鋼鋼的表面面淬火。。表面淬火火只改變變表層組組織而不不改變鋼鋼的化學(xué)學(xué)成分。2)鋼的的化學(xué)熱熱處理：：將鋼件件置于一一定的化化學(xué)介質(zhì)質(zhì)中加熱熱、保溫溫，使介介質(zhì)中一一種或幾幾種元素素原子滲滲入工件件表層，，以改變變鋼表層層化學(xué)成成分和組組織的熱熱處理工工藝即為為鋼的化化學(xué)熱處處理?；瘜W(xué)熱處處理通過過改變表表面成分分，使工工件表層層組織和和性能發(fā)發(fā)生改變變。它能能有效效地提提高鋼鋼件表表面硬硬度、、耐磨磨性及及疲勞勞性能能。如如滲碳碳和碳碳氮可可提高高鋼表表面硬硬度、、耐磨磨性及及疲勞勞性能能。(3)熱處處理與與機械械零件件設(shè)計計的關(guān)關(guān)系1)熱熱處理理對零零件結(jié)結(jié)構(gòu)形形狀的的要求求：為為了減減小工工件淬淬火變變形開開裂傾傾向，，零件件結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計應(yīng)掌掌握以以下原原則：：①避免免尖角角、棱棱角。。②避免免壁厚厚相差差懸殊殊③采用用對稱稱、封封閉結(jié)結(jié)構(gòu)④采用用組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)，2)熱熱處理理對切切削加加工工工藝的的要求求：為為避免免工件件在熱熱處理理過程程中造造成某某些缺缺陷，，適當(dāng)當(dāng)調(diào)整整切削削加工工工藝藝，才才能達達到良良好的的冷熱熱加工工配合合。①合理理安排排冷熱熱加工工工序序②預(yù)留留加工工余量量③減小小工件件表面面粗糙糙度值值3.3.2合合金金鋼在煉鋼鋼時有有目的的地加加入一一定量量的一一種或或一種種以上上的金金屬或或非金金屬元元素(即合合金元元素)，將將這類類含有有所加加合金金元素素的鋼鋼稱為為合金金鋼。。1．合合金鋼鋼的分分類及及編號號通常是是按用用途分分三大大類，，即合金結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼、合合金工工具鋼鋼和特特殊性性能鋼鋼。(1)合金金結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼基基本本組成成為““兩位位數(shù)字字+元元素符符號+數(shù)字字+……”，，其中中：前前兩位位數(shù)字字表示示平均均碳質(zhì)質(zhì)量分分?jǐn)?shù)的的萬倍倍；元元素符符號后后面的的數(shù)字字為該該元素素平均均質(zhì)量量分?jǐn)?shù)數(shù)的百百倍，，當(dāng)其其平均均質(zhì)量量分?jǐn)?shù)數(shù)小于于1.5％％時，，只標(biāo)標(biāo)出元元素符符號，，而不不標(biāo)明明數(shù)字字；當(dāng)當(dāng)平均均質(zhì)量量分?jǐn)?shù)數(shù)為1.5％～～2.49％、、2.5％％～3.49％％、……時，，相應(yīng)應(yīng)標(biāo)注注為2、3、……。如如：18Cr2Ni4W表表示平平均成成分為為：C:0.18％％，Cr：：2％％，Ni：：4％％，w<1.5％，，若S、P含量量達到到高級級優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼時時，則則在鋼鋼號后后加A。(2)合金金工具具鋼標(biāo)標(biāo)注方方法與與合金金結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼相相似，，基本本組成成為““一位位數(shù)字字(或或無數(shù)數(shù)字)+元素素符號號+數(shù)數(shù)字+…””，其其平均均含碳碳量是是用質(zhì)質(zhì)量分分?jǐn)?shù)的的千倍倍表示示，如如9sicr鋼鋼(成成分：：C：：0.9％％，Si<1.5％，，Cr<1.5％)，當(dāng)碳質(zhì)質(zhì)量分分?jǐn)?shù)≥≥1．．0％％時，，鋼號號中不不標(biāo)出出。合金工工具鋼鋼均屬屬于高高級優(yōu)優(yōu)質(zhì)鋼鋼，但但鋼號號后不不加““A””字。屬于于這一一編號號方法法的鋼鋼種還還有不不銹鋼鋼、奧奧氏體體型和和馬氏氏體型型耐熱熱鋼。。（3））特殊殊編號號鋼如如滾動動軸承承鋼、、高速速鋼、、易切切削鋼鋼等。。2．合合金結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼合金結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼主要要是指指用于于制作作工程程構(gòu)件件和機機器零零件的的鋼，，通常常有以以下幾幾種。。(1)普通通低合合金結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼普普通通低合合金結(jié)結(jié)構(gòu)鋼鋼的含含碳量量一般般較低低，不不超過過0.20％，，加入入以Mn為主的的合金金元素素。強強度較較高，，塑性性、韌韌性好好，壓壓力加加工性性和焊焊接性性能好好。常常在熱熱軋退退火(或正正火)狀態(tài)態(tài)下使使用，，主要要用于于制造造橋梁梁、船船舶、、車輛輛、鍋鍋爐、、壓力力容器器、石石油管管道、、大型型鋼架架結(jié)構(gòu)構(gòu)等。。采用用普通通低合合金鋼鋼可以以減輕輕結(jié)構(gòu)構(gòu)重量量，提提高強強度和和韌性性，保保證使使用性性能耐耐久及及安全全可靠靠。最常用用的牌牌號有有16Mn、16MnCu等等。書中Q345、、Q390。(2)滲碳碳鋼滲滲碳鋼鋼主要要是低低碳鋼鋼和低低碳合合金鋼鋼。含含碳量量一般般在0.10％％～0.25％％，主主要加加入提提高淬淬透性性的錳錳、鎳鎳、鉻鉻、硼硼等元元素。。表硬硬心韌韌、耐耐磨性性好。。滲碳件件的最最終熱熱處理理為滲滲碳后后淬火火加低低溫回回火。主要要用于于制造造變速速齒輪輪、內(nèi)內(nèi)燃機機上的的凸輪輪軸、、活塞塞銷等等。(3)調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼多多用中中碳和和中碳碳合金金鋼，，主加加合金金元素素為Cr、、Mn、Ni、、Si、B等。。該類類鋼經(jīng)經(jīng)調(diào)質(zhì)質(zhì)處理理后具具有高高強度度與韌韌性的的配合合，綜綜合力力學(xué)性性能優(yōu)優(yōu)良。。調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼廣廣泛用用于制制造汽汽車、、拖拉拉機、、機床床等的的重要要零件件，如如軸類類、齒齒輪、、高強強度螺螺栓等等。常用的的調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼，，如40Cr、、40MnB等等，多多用于于制造造一般般尺寸寸的重重要零零件，，如軸軸類、、連桿桿、螺螺栓等等。如如35crMo、、42crM0等，，用于于制造造截面面較大大的零零件，，如曲曲軸、、連桿桿等。。(4)彈簧簧鋼彈彈簧簧鋼的的含碳碳量比比調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼高高，一一般為為0.50％～～0.90％，，主要要加入入合金金元素素Si、Mn。。用于于制造造各種種彈簧簧和彈彈性元元件的的專用用結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼。。如65Mn，，60Si2Mn3．合合金工工具鋼鋼用于制制造刃具、、量具具和模模具的合金金鋼統(tǒng)統(tǒng)稱為為合金金工具具鋼。。合金金工具具鋼含含有一一定量量的一一種或或幾種種合金金元素素，因因而具具有較較碳素素工具具鋼更更優(yōu)越越的力力學(xué)性性能。。按用用途可可分為為合金金刃具具鋼、、合金金模具具鋼、、量具具鋼等等。4．特特殊性性能鋼鋼具有特特殊物物理、、化學(xué)學(xué)性能能的鋼鋼及合合金的的種類類很多多。如如不銹銹鋼、、耐熱熱鋼、、耐磨磨鋼、、低溫溫用鋼鋼等。。(1)不銹銹鋼不不銹鋼包包括兩類：：抗大氣腐腐蝕的鋼(稱不銹鋼鋼)；另一一類抗化學(xué)學(xué)介質(zhì)腐蝕蝕(如酸類類)的鋼稱稱耐酸不銹銹鋼。前者者不一定耐耐酸性介質(zhì)質(zhì)，而耐酸酸不銹鋼在在大氣中也也有良好的的耐蝕性能能。在不銹鋼中中常加入的的元素有Cr、Ni、Ti、、Mo、V、Nb（（鈮）等，，其中Cr是決定不不銹鋼抗腐腐蝕性能的的王要元素素之一。不銹鋼常用用兩種方法法分類：一一是按鋼中中主要合金金元素分為為鉻不銹鋼鋼和鉻鎳不不銹鋼；另另一種按正正火態(tài)的組組織分為馬馬氏體不銹銹鋼、鐵素素體不銹鋼鋼和奧氏體體不銹鋼。。1)馬氏體體型不銹鋼鋼：典型的的馬氏體型型不銹鋼有有Cr13型不銹鋼鋼和9Cr18不銹銹鋼。0Cr13、1Cr13、、2Cr13；3Cr13、4Cr13；9Cr18、、9Cr18MoV。2)鐵素體體型不銹鋼鋼：鐵素體體型不銹鋼鋼的耐蝕性性、塑性、、焊接性均均優(yōu)于馬氏氏體不銹鋼鋼，但其強強度較低。。常用鋼號號有1Cr17、、1Cr28、1Cr17Mo2Ti等。3)奧氏體體型不銹鋼鋼：奧氏體體型不銹鋼鋼主要含有有Cr、Ni合金元元素，因而而又稱鉻鎳鎳不銹鋼。。常用鋼號號有0Cr18Ni9、1Crl8Ni9、1Cr18Ni9Ti等。(2)其他他特殊鋼耐熱鋼是是指指在高溫下下具有抗氧氧化性和高高溫強度(熱強度)的鋼。它它多用于制制作在高溫溫下工作的的鍋爐、汽汽輪機、燃燃氣輪機和和內(nèi)燃機的的零件或構(gòu)構(gòu)件。低溫用鋼是是指在溫度度低于-40℃以以下使用的的鋼，如盛盛裝液氧、、液氮、液液氫和液氟氟的容器，，以及在高高寒或超低低溫條件下下使用的冷冷凍設(shè)備及及零部件用用鋼。耐磨鋼是是指指在強烈沖沖擊載荷作作用下發(fā)生生沖擊形變變硬化的高高錳鋼。因因其機加工工很困難，，一般采用用鑄造成形形。高錳耐耐磨鋼主要要用于制造造坦克及拖拖拉機履帶帶、防彈鋼鋼板。3.3.3非非鐵金屬屬及粉末冶冶金材料除鋼鐵以外外的其他大大多數(shù)金屬屬及其合金金統(tǒng)稱為非非鐵金屬材材料。此類類材料有著著鋼鐵材料料無法替代代的性能，，如密度小小，比強度度(強度／／密度)高高，耐腐蝕蝕性好，導(dǎo)導(dǎo)電、導(dǎo)熱熱性優(yōu)良等等，因此在在金屬材料料中占有很很重要的地地位。1．鋁及鋁鋁合金(1)純鋁鋁純鋁鋁呈銀白色色光澤，其其密度為2.7g／／cm3，屬輕金屬屬范疇，其其熔點為660℃℃。純鋁具有有良好的導(dǎo)導(dǎo)電、導(dǎo)熱熱性；在大大氣中其表表面會生成成Al203。薄膜，使使其內(nèi)部金金屬不致受受到氧化。。純鋁的塑塑性好，但但硬度、強強度很低，，耐磨性差差。實踐表表明，通過過加工硬化化可提高純純鋁的強度度。工業(yè)上使用用的純鋁，，其純度僅僅為99.7％～98％，總總會含有一一定的雜質(zhì)質(zhì)。純鋁的牌號號為1070A、1060、、1050A等?？煽捎糜谥谱髯麂X箔、導(dǎo)導(dǎo)線、電纜纜以及導(dǎo)熱熱和日用器器皿，還可可作為鋁合合金表面的的包覆材料料。由于工業(yè)純純鋁強度太太低(σb=80～100MPa)，不不能制作受受力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因而而發(fā)展了鋁鋁合金。(2)鋁合合金在在鋁中中加人合金金元素，配配制成各種種成分的鋁鋁合金是提提高純鋁強強度的有效效途徑。實實踐表明，，目前工業(yè)業(yè)上使用的的某些鋁合合金強度已已高達600MPa以上，且且仍保持著著純鋁密度度小、抗腐腐蝕性好的的特點。要要正確地選選用鋁合金金，必須對對其分類編編號、性能能特點和熱熱處理方式式有基本的的了解。1)鋁合金金分類：在在鋁中通常常加入的合合金元素有有Cu、Mg、Zn、Si、、Mn及稀稀土元素。。鋁合金可分分為形變鋁鋁合金與鑄鑄造鋁合金金兩大類。形變鋁合金金是指由鋁鋁合金鑄錠錠經(jīng)冷、熱熱加工后形形成的各種種規(guī)格的板板、棒、帶帶、絲、管管狀等型材材；鑄造鋁鋁合金是指指由液態(tài)直直接澆注成成工件毛坯坯的鋁合金金。2)鋁合金金的牌號及及應(yīng)用：①形變鋁合合金形形變變鋁合金按按其主要性性能特點分分為防銹鋁鋁、硬鋁、、超硬鋁及及鍛鋁四類類。如：5A02，，5(表示示類別)A（表示原始純鋁）02（表表示順序號號）②鑄造鋁合合金按按合合金中主加加元素種類類的不同，，鑄造鋁合合金可分為為A1-Si、Al-Cu、A1-Mg及Al-Zn系四四大類。其其牌號用““鑄”、““鋁”二字字的漢語拼拼音字頭““ZL”后后加三位數(shù)數(shù)字表示。。第一位數(shù)數(shù)字代表合合金類別(如數(shù)字““1”為Al-Si系；“2”為A1-Cu系系；“3””為Al-Mg系；；“4”為為Al-Zn系)，，后兩位數(shù)數(shù)字代表合合金順序號號。2．銅及銅銅合金(1)純銅銅純純銅銅表面氧化化后呈紫紅紅色，故又又稱為紫銅銅。純銅有有極優(yōu)良的的塑性，可可進彳了冷冷、熱壓力力加工，但但強度、硬硬度不高，，它被廣泛泛用來制作作導(dǎo)線、冷冷凝器、抗抗磁性的儀儀器儀表等等。(2)銅合合金工業(yè)純純銅的強強度低，不不適于用作作結(jié)構(gòu)材料料。要想在在保證銅的的高塑性前前提下提高高強度，必必須在純銅銅中加入合合金元素，，形成銅合合金。常用用的銅合金金主要有黃黃銅、青銅銅及白銅。。1)黃銅：：以鋅為主加合金金元素的銅銅合會稱為為黃銅。黃黃銅又按含含合金元素素種類分為為普通黃銅銅和特殊黃黃銅。普通黃銅是是銅與鋅的的二元合金金。其含鋅鋅量一般不不超過50％。黃銅銅不僅有很很好的冷、、熱加工變變形能力，，而且還有有較好的鑄鑄造性能；；并且對于于大氣、海海水具有相相當(dāng)?shù)目刮g蝕能力。普通黃銅的的牌號用““黃”字的的漢語拼音音字頭“H”后加數(shù)數(shù)字表示。。數(shù)字表示示銅的平均均含量，如如H70是含銅70％的黃黃銅。對于于鑄造生產(chǎn)產(chǎn)的黃銅，，其牌號前前加“鑄””字的漢語語拼音字頭頭“Z”。。在普通黃銅銅中加入硅硅、鋁、錫錫、鉛、錳錳、鐵、鎳鎳等元素，，可制成各各種特殊黃黃銅。特殊黃銅的的牌號，用‘‘H”+主加加元素符號號+銅含量量+主加元元素含量來來表示。鑄造特殊黃黃銅在牌號前加加“Z”。。如HPb59-1代表鉛鉛黃銅，其其中含Cu59％，，Pb1％％，其余為為含Zn量量。2)青銅：：人類早期期使用的青青銅為錫青青銅，表面面呈青灰色色，主要是是Cu-Sn合金。。近代上業(yè)業(yè)還把Cu-Al、、Cu-Be、Cu-Pb、、Cu-Si等銅基基合金皆稱稱為無錫青青銅或特殊殊青銅。青銅也分為為壓力加工工青銅和鑄鑄造青銅兩兩類。其牌牌號用“青青”字的漢漢語拼音字字頭“Q””+主加元元素符號+主加元素素含量(及及其他元素素含量)表表示。鑄造造青銅在牌牌號前面加加“Z”。。3．鈦及鈦鈦合金鈦雖是一種種工業(yè)新金金屬，但因因它具有一一系列優(yōu)良良的性能(如高的比比強度、高高的耐熱性性、極好的的耐蝕性)。(1)純鈦鈦鈦鈦是是一種銀白白色的金屬屬，其熔點點為1725℃，密密度為4.5g／cm3。按雜質(zhì)含量量不同，工工業(yè)純鈦可可分為三種種牌號，即即TA1、、TA2、、TA3。。數(shù)字為順順序號，數(shù)數(shù)字越大，，則雜質(zhì)含含量越多，，強度越高高，塑性越越低。工業(yè)業(yè)純鈦和一一般純金屬屬不同，它它的棒材、、板材具有有較高的強強度，可直直接用于飛飛機、船舶舶、儀器等等行業(yè)。(2)鈦合合金在在鈦中中加人合金金元素形成成鈦合金，，能使工業(yè)業(yè)純鈦的強強度獲得顯顯著的提高高。鈦合金按其其使用狀態(tài)態(tài)下的組織織可分為三三類，即а鈦合金、β鈦合金、(а+β)鈦合金金。4．粉末冶冶金材料粉末冶金是是將幾種金金屬粉末或或金屬與非非金屬粉末末混勻壓制制成形，在在經(jīng)過燒結(jié)而獲得材料料或零件的的加工方法法。它屬于于具有微小小孔隙的多多孔材料，，可具有高高硬度、高高摩擦系數(shù)數(shù)，良好吸吸附性以及及過濾作用用。(1)粉末末冶金的分分類粉粉末冶金金按制品材材料分類有有鐵基粉末末冶金和銅銅基粉末冶冶金兩種。。(2)粉末末冶金的應(yīng)應(yīng)用粉粉末冶金金不需要熔熔煉或鑄造造，生產(chǎn)工工藝簡單，，做到無切切屑或少切切屑加工，，極大地提提高了生產(chǎn)產(chǎn)率和材料料利用率。?？梢陨a(chǎn)產(chǎn)出結(jié)構(gòu)材材料和具有有多種特殊殊性能的材材料，硬質(zhì)質(zhì)合金、難難溶合金、、磁性材料料、過濾材材料。3.4高分子材料料3.4.1概概述高分子是指指相對分子子質(zhì)量大于于500的的有機化合合物，它分分天然(如如松香、蛋蛋白質(zhì)、天天然橡膠等等)、合成成(如合成成樹脂、合合成橡膠、、合成纖維維等)兩大大類。高分子化化合物的的化學(xué)組組成并不不復(fù)雜，，它的每每個大分分子都由由一種或或幾種較較簡單的的低分子子化合物物重復(fù)連連接(聚聚合)而而成，故故又稱聚聚合物或或高聚物物。熱塑性：：在加熱熱和溶劑劑作用下下可熔融融、溶解解變軟，，冷卻變變硬，并并可反復(fù)復(fù)進行。。熱固性性：熱壓壓成形后后，再加加熱時不不熔融和和溶解。。高分子材材料的共共同缺點點是易老老化，就就是在氧氧、熱、、紫外線線、機械械力、水水蒸氣、、微生物物等作用用下逐漸漸失去彈彈性，出出現(xiàn)龜裂裂，變硬硬或發(fā)粘粘軟化，，變色，，失去光光澤。3.4.2塑塑料料以合成樹樹脂為主主要成分分，在一一定溫度度和壓力力下可塑塑制成形形的高分分子合成成材料，，統(tǒng)稱為為塑料。。塑料中中能夠代代替金屬屬作為工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)材料應(yīng)應(yīng)用的稱稱為工程程塑料。。1．塑料料的組成成塑料一般般由合成樹脂脂和添加加劑組成。添添加劑是是為了改改變塑料料的性能能，包括括填充劑劑、增塑塑劑、穩(wěn)穩(wěn)定劑、、潤滑劑劑、著色色劑等。。2．塑料料的分類類塑料按工工藝性分分為熱塑塑性塑料料和熱固固性塑料料兩大類類，按使使用性分分為通用用塑料和和工程塑塑料。3．工程程塑料的的特性工程塑料料與金屬屬相比，，有以下下特性(1)密密度小(2)比比強度高高(3)良良好的抗抗腐蝕性性(4)優(yōu)優(yōu)良的電電絕緣性性(5)耐耐磨、減減摩、自自潤滑性性好(6)工工藝性好好易熱壓壓成形塑料的弱弱點是耐耐熱性差差，一般般塑料不不宜在60~100度度以上工工作，且且易發(fā)生生蠕變，，導(dǎo)熱性性差，易易老化。。3.4.3合成成橡膠橡膠也是是一種高高分子材材料，在在常溫下下處于高高彈性狀狀態(tài)，并并具有良良好的耐耐磨、隔隔音、阻阻尼性和和絕緣性性。橡膠膠的特點點是易受受氧化、、光照射射易老化化，失去去彈性。。大部分分橡膠不不耐酸、、堿、油油及有機機溶劑。。橡膠分為為天然橡橡膠和合合成橡膠膠。3.4.4膠膠粘粘劑膠粘劑是是以富有有粘性的的物質(zhì)為為基料，，加入各各種配合合劑，能能將物件件粘在一一起，使使膠接面面有足夠夠連接強強度。1．膠粘粘劑的組組成和功功用天然膠粘粘劑有骨骨膠、蟲蟲膠、桃桃膠和樹樹脂等。。目前大大量使用用人工合合成樹脂脂膠粘劑劑，它由由粘料(一般是是高聚物物，如酚酚醛樹脂脂、環(huán)氧氧樹脂、、丁腈橡橡膠等)、固化化劑、改改性劑(填料、、增韌劑劑、增塑塑劑、稀稀釋劑等等)按不不同配方方組成。。膠接可以以部分代代替鉚接接、焊接接和螺紋紋聯(lián)接，，可以接接合無法法焊接的的金屬。。2．膠粘粘劑的分分類、代代號及應(yīng)應(yīng)用膠粘劑主主要按粘粘料分類類，也可可按膠粘粘劑的物物理形態(tài)態(tài)、硬化化方法和和被粘物物材質(zhì)分分類。(1)按按膠粘劑劑主要粘粘料屬性性分類分分為七七大類和和若干小小類，如如表3——8所示示。(2)按按膠粘劑劑物理形形態(tài)分類類分分為七類類。(3)按按膠粘劑劑硬化方方法分類類分分為11類。。(4)按按被粘物物材質(zhì)分分類分分為為22類類。(5)按按應(yīng)用性性能分類類①①結(jié)構(gòu)膠膠；②非非結(jié)構(gòu)膠膠；③密密封膠；；④浸滲滲膠；⑤⑤功能膠膠。3.4.5潤潤滑滑材料1．潤滑滑劑的基基本功能能潤滑劑的的基本功功能可歸歸納為五五個方面面：控制摩擦擦；減少少摩擦；；冷卻降降溫；密密封隔離離和阻尼尼震動。2．潤滑滑劑的分分類按照潤滑滑劑的物物質(zhì)狀態(tài)態(tài)，可分分為液體體潤滑劑劑、半固固體潤滑滑劑、固固體潤滑滑劑和氣氣體潤滑滑劑四大大類。液體潤滑滑劑：可可提供低低的、穩(wěn)穩(wěn)定的摩摩擦系數(shù)數(shù)，低的的可壓縮縮性，能能有效地地從摩擦擦表面帶帶走熱量量，保證證相對運運動部件件的尺寸寸穩(wěn)定和和設(shè)備精精度，獲獲得廣泛泛應(yīng)用。。潤滑脂：：如凡士士林、硅硅膠脂。。除了具具有抗摩摩、減摩摩性能外外，還能能起密封封、減震震等作用用，并使使?jié)櫥迪到y(tǒng)簡單單、維護護管理方方便、節(jié)節(jié)省操作作費用。。其缺點點是流動動性小，，散熱性性差，高高溫下易易產(chǎn)生相相變、分分解等。。固體潤滑滑劑：：能適應(yīng)應(yīng)高溫、、高壓、、低速、、高真空空、強輻輻射等特特殊使用用工況，，特別適適用于給給油不方方便、裝裝拆困難難的場合合。氣體潤滑滑劑：氣氣體可以以象油一一樣地成成為潤滑滑劑。如如空氣、、氦氣等等。氣體體潤滑可可以用在在比潤滑滑油和潤潤滑脂更更高或更更低的溫溫度下。。3．選用用原則潤滑系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)盡可可能簡單單化，只只要能保保證儀器器適當(dāng)?shù)牡臐櫥醇纯?。影響選擇擇潤滑劑劑類型的的兩個主主要因素素通常是是速度和負(fù)負(fù)荷。一般是高高速下較較低粘度度，高負(fù)負(fù)荷下較較高粘度度。3.5無機非金金屬材料料3.5.1陶陶瓷1.陶甕甕材料的的含義陶瓷是指指以天然然或人工工合成的的無機非非金屬物物質(zhì)為原原料，經(jīng)經(jīng)過成形形和高溫溫?zé)Y(jié)而而制成的的固體材材料和制制品。它它可以分分為普通通陶瓷和和特種陶陶瓷。普普通陶瓷瓷是利用用天然硅硅酸鹽礦礦物(如如粘土、、石英、、長石等等)為原原料制成成的陶瓷瓷，又稱稱傳統(tǒng)陶陶瓷。特特種陶瓷瓷是采用用高純度度的人工工合成原原料制成成的具有有各種獨獨特的力力學(xué)、物物理或化化學(xué)性能能的陶瓷瓷，又稱稱新型陶陶瓷或現(xiàn)現(xiàn)代陶瓷瓷。2．陶瓷材材料的性能能(1)力學(xué)學(xué)性能陶瓷彈性模模量很大，，比金屬高高若干倍。。陶瓷材料料的塑性和和韌性低、、脆性大。。陶瓷是各類類材料中硬硬度最高的的，這是它它的最大特特點。(2)物理理和化學(xué)性性能1)熱膨脹脹、導(dǎo)熱性性和熱穩(wěn)定定性：多數(shù)數(shù)陶瓷的熱熱膨脹系數(shù)數(shù)較小，導(dǎo)導(dǎo)熱性比金金屬差，熱熱穩(wěn)定性差差。2)化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性較較強。3)導(dǎo)電性性：多數(shù)陶陶瓷具有良良好的絕緣緣性能。3.5.2玻玻璃1.玻璃的的特性及玻玻璃結(jié)構(gòu)(1)玻璃璃特性不不論化化學(xué)成分和和固化溫度度范圍如何何，一切由由熔融物過過冷卻所得得到的無定定形體，由由于粘度逐逐漸增加而而具有固體體的機械性性質(zhì)，均稱稱之為玻璃璃。從外部部特征上看看是硬而脆脆的透明體體，而其內(nèi)內(nèi)部有如下下物理特征征：1)各向同同性。2)沒有熔熔點，僅有有一個軟化化的溫度范范圍。它不不是晶體。。3)具有較較高內(nèi)能。。(2)玻璃璃結(jié)構(gòu)玻玻璃的結(jié)結(jié)構(gòu)學(xué)說沒沒有完全成成熟，這里里不作介紹紹。2．無色光光學(xué)玻璃大多數(shù)的光光學(xué)玻璃以以Si02為主組成，，屬硅酸鹽鹽玻璃。其其次還有以以B203，為主的硼硼酸鹽玻璃璃、以P2O5，為主的磷磷酸鹽玻璃璃。無色光學(xué)玻玻璃按光學(xué)學(xué)常數(shù)分為為兩大類：：冕牌玻璃璃及火石玻玻璃。無色光學(xué)玻玻璃的質(zhì)量量指標(biāo)有有折射率率和中部色色散與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值的允許許差值、同同批玻璃中中折射率和和中部色散散的一致性性、光學(xué)均均勻性、光光吸收系數(shù)數(shù)、應(yīng)力雙雙折射、氣氣泡度和條條紋度。3．有色光光學(xué)玻璃有色光學(xué)玻玻璃是一種種主要的濾濾光材料，，用來制作作觀察、照照相、紅外外等光學(xué)儀儀器的濾光光片。有色光學(xué)玻玻璃按著色色劑不同分分為兩大類類：膠體著著色玻璃和和離子著色色玻璃。衡量有色玻玻璃的質(zhì)量量指標(biāo)有光光譜特性、、雙折射、、條紋度、、氣泡度等等。4．特殊玻玻璃常用的特殊殊玻璃有耐耐輻射光學(xué)學(xué)玻璃、石石英光學(xué)玻玻璃、微晶晶玻璃、窗窗用平板玻玻璃及硬質(zhì)質(zhì)玻璃等。。光學(xué)石英玻玻璃有優(yōu)良良的光譜特特性，是制制造光學(xué)零零件的高級級材料，也也是制造光光學(xué)樣板與與光學(xué)工具具的優(yōu)質(zhì)材材料。3.5.3光光學(xué)晶體光學(xué)晶體是是光學(xué)材料料，用于制制作光學(xué)元元件，也具具有一切晶晶體所有的的共性。主要包括：：紫外、紅紅外晶體、、復(fù)消色差差晶體、偏偏振晶體、、激光晶體體。3.6復(fù)合材料3.6.1概概述利用適當(dāng)?shù)牡墓に嚪椒ǚ?，將兩種種或兩種以以上物理、、化學(xué)性質(zhì)質(zhì)或是組織織結(jié)構(gòu)不同同的材料組組合起來而而制成的一一種多相固固體材料，，稱為復(fù)合合材料。復(fù)合材料最最大的優(yōu)越越性是其性性能比組成成材料好。。復(fù)合材料為為多相體系系，全部相相可分為兩兩類，一類類相為基體體，起粘接接劑作用；；另一類為為增強相，，起提高強強度或韌性性的作用。。分為功能復(fù)復(fù)合材料和和結(jié)構(gòu)復(fù)合合材料兩大大類。結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)合材料料可利用其其力學(xué)性能能(加強度度、硬度、、韌性等)來制造各各種承力結(jié)結(jié)構(gòu)和零件件；功能復(fù)復(fù)合材料可可利用其物物理性能(光、電、、聲、熱、、磁等)制制作相應(yīng)元元器件。3.6.2常常用復(fù)合材材料1．纖維增增強復(fù)合材材料工程上應(yīng)用用的纖維增增強復(fù)合材材料按其基基體分為兩兩大類，一一類是樹脂脂基，另一一類是金屬屬基。(1)樹脂脂基纖維復(fù)復(fù)合材料此此類材料料的基體又又分熱固性性與熱塑性性兩類樹脂脂基，與不不同的增強強纖維組成成如下幾種種材料：熱固性玻璃璃鋼、熱塑塑性玻璃鋼鋼、碳纖維維增強塑料料、硼纖維增強強材料。(2)金屬屬基纖維復(fù)復(fù)合材料金金屬屬基復(fù)合材材料的基體體有鋁及鋁鋁合金、鈦鈦及鈦合金金，還有鎂鎂、銅、鎳鎳合金等。。2．金屬陶陶瓷材料由陶瓷顆粒粒與金屬結(jié)結(jié)合的顆粒粒增強金屬屬復(fù)合材料料稱為金屬屬陶瓷?？偟恼f來，，此類材料料具有高硬硬度、耐磨磨損、耐高高溫、耐腐腐蝕的特性性，多用于于工具。3.7納納米材料納米科