水工藝常用設(shè)備材料

前言一、本課程學(xué)習(xí)對(duì)大家很重要二、本課為必修課三、考試形式為考查四、學(xué)習(xí)態(tài)度很重要五、內(nèi)容：前三章為基礎(chǔ)知識(shí)，主要是水工藝設(shè)備常用材料的分類、性能，材料的腐蝕防護(hù)原理，材料的保溫，以及容器應(yīng)力基本理論、機(jī)械傳動(dòng)原理、機(jī)械制造加工及熱量交換理論；后七章為水工藝設(shè)備，包括容器（塔）設(shè)備、攪拌設(shè)備、換熱設(shè)備、分離設(shè)備、污泥處置設(shè)備和投藥設(shè)備。Firstchapter水工藝設(shè)備常用材料

本章主要講水工藝設(shè)備常用材料的的基本性能，主要內(nèi)容：§1.1金屬材料

§1.2無(wú)機(jī)非金屬材料§1.3高分子材料§1.4復(fù)合材料

第1章水工藝設(shè)備常用材料一、金屬的特性2.金屬材料具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。1.金屬材料是具有晶格結(jié)構(gòu)的晶體，由金屬鍵結(jié)合。3.金屬材料表面具有金屬所特有的色彩與光澤。4.金屬具有良好的延展性。5.金屬可形成金屬間化合物，可形成合金，可形成多種性能。6.除貴金屬外，金屬的化學(xué)性質(zhì)較活潑，易于氧化而銹蝕。§1.1金屬材料一、金屬材料的分類水工藝設(shè)備常用的金屬材料主要有碳鋼、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼以及部分有色金屬材料等。鋼(steel

)定義：中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13304－91《鋼分類》描述：“以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料?！逼渲械囊话闶侵赋t鋼外的其他鋼種，部分鉻鋼的含碳量允許大于2%。含碳量大于2%的鐵合金是鑄鐵。鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過(guò)1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。其它成分是為了使鋼材性能有所區(qū)別。1、鋼的分類（1）按化學(xué)成分分類

（2）按質(zhì)量分類按照鋼中硫（S）和磷（P）的含量可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。普通鋼 S≤0.055%；P≤0.045%；優(yōu)質(zhì)鋼 S、P均應(yīng)≤0.04%；高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 S≤0.03%；P≤0.035%（3）按用途分類根據(jù)鋼的用途主要可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造各種工程構(gòu)件和機(jī)器零件。這類鋼一般屬于低碳或中碳的碳素鋼或合金鋼。工具鋼主要用于制造各種刀具、量具、模具。這類鋼一般屬于高碳鋼或高碳合金鋼。特殊性能鋼是具有特殊物理性能或化學(xué)元素性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等，這類鋼一般屬于高合金鋼。2、鋼的編號(hào)鋼的品種繁多，為了便于選擇和使用，必須制定科學(xué)的編號(hào)系統(tǒng)。編號(hào)的要求是用簡(jiǎn)明的符號(hào)將鋼中所含元素的大致百分?jǐn)?shù)表示出來(lái)。有時(shí)通過(guò)編號(hào)還能說(shuō)明鋼的性能特征。（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼主要保證機(jī)械性能，故其牌號(hào)用Q+數(shù)字表示，其中"Q"為"屈"字的漢語(yǔ)拼音字頭，數(shù)字表示屈服強(qiáng)度值，例如Q275表示屈服強(qiáng)度為275MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。若牌號(hào)后面標(biāo)注A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同，其中A級(jí)最低，D級(jí)最高。若在牌號(hào)后標(biāo)注字母"F"則為沸騰鋼，未加標(biāo)注的為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-AoF表示屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。鎮(zhèn)靜鋼(killedsteel)鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵和鉛進(jìn)行了充分脫氧,Wo=0.01%左右，成分較均勻、組織較致密。主要用于機(jī)械性能要求較高的零件。沸騰鋼(boilingsteel)鋼液在澆注僅前進(jìn)行輕度假脫氧，成分偏析較嚴(yán)重、組織不致密。機(jī)械性能不均勻,沖擊韌性差，常用于要求不高的零件。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造各種機(jī)器零件，這些零件一般都要經(jīng)過(guò)熱處理以提高其機(jī)械性能。這類鋼的硫、磷含量都限制在0.040%以下。編號(hào)方法是采用兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量為萬(wàn)分之幾。例如含碳為0.45%（萬(wàn)分之四十五）左右的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼編號(hào)為45鋼；含碳0.08%左右的低碳鋼稱為08鋼等。若鋼中含錳較高則在鋼號(hào)后面附以錳的元素符號(hào)Mn如15Mn、45Mn等。（3）碳素工具鋼這類鋼的含碳量較高，一般介于0.65~1.35％之間。它的硫、磷含量限制得更嚴(yán)格些。一般的碳素工具鋼均屬于優(yōu)質(zhì)鋼。當(dāng)硫、磷含量分別限制在0.030%以下時(shí)則為高級(jí)優(yōu)質(zhì)工具鋼。碳素工具鋼的編號(hào)是以"T"（碳的漢語(yǔ)拼音字頭）開頭，后面標(biāo)以數(shù)字表示含碳量的千分之幾。例如T8就是代表平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼；T13則代表平均含碳量為1.3%的碳素工具鋼。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在編號(hào)最后加以"A"，例如T8A、T13A，（4）合金結(jié)構(gòu)鋼這類鋼的編號(hào)是利用"兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字"來(lái)表示。前面的兩位數(shù)字代表鋼中平均含碳量的萬(wàn)分之幾，元素符號(hào)表示鋼中所含的合金元素。元素后面的數(shù)字表示該元素的平均含量的百分之幾。如果平均含量低于1.5%，則不標(biāo)明含量。如果平均含量大于1.5%、2.5%、3.5%…，則相應(yīng)地以2、3、4…等表示。例如12CrNi3鋼，其平均含碳量為0.12%，平均含鉻量小于1.5%，平均含鎳量為3%。又如30CrMnSi鋼，其平均含碳量為0.3%，鉻、錳、硅三種合金元素的含量均小于1.5%。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，則在鋼號(hào)的最后加"A"字，例如20Cr12Ni14WA。（5）合金工具鋼編號(hào)與合金結(jié)構(gòu)鋼相似，僅含碳量的表示方法有所不同。當(dāng)合金工具鋼的平均含碳量大于或等于1.00%時(shí)，其含碳量不予標(biāo)出。平均含碳量小于1.00%時(shí)，以千分之幾表示。例如：9SiCr鋼，其平均含碳量為0.9%，硅和鉻的平均含量小于1.5%。二、金屬材料的基本性能金屬材料的基本性能是指它的物理性能、機(jī)械性能、化學(xué)性能和工藝性能，這些性能一般都受其化學(xué)成分的影響。1、化學(xué)成分化學(xué)成分的變化對(duì)鋼材的基本力學(xué)性能如強(qiáng)度及塑韌性等有較大影響，對(duì)熱處理效果也有較大影響。（1）碳（C）存在于所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強(qiáng)度。一般地，碳含量增加，強(qiáng)度極限和硬度提高，而塑性、韌性下降。當(dāng)碳的含量超過(guò)0.9%時(shí)，鋼的強(qiáng)度極限反而降低。碳含量偏高會(huì)對(duì)鋼的焊接性能產(chǎn)生不利影響。（2）硫（S）一種有害元素。以FeS形式存在（熔點(diǎn)只有989℃），使鋼材在熱加工時(shí)容易開裂，產(chǎn)生"熱脆"現(xiàn)象。硫含量高還使材料的斷裂韌性降低。（3）磷（P）也是一種有害元素。磷能全部溶于鐵素體中，使強(qiáng)度和硬度增加，會(huì)導(dǎo)致塑性和沖擊韌性的顯著降低。在低溫變脆，產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象。在某些特殊用途鋼中，如含磷的銅鋼，可以提高在大氣中的耐蝕性。（4）錳（Mn）一種有益的元素。錳是煉鋼時(shí)作為脫氧劑和合金元素加入鋼中的。由于錳可以和硫形成高熔點(diǎn)(1600℃)的硫化錳，能減輕硫的有害作用，并能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，是低合金鋼中的常見元素。（5）硅（Si）一種有益的元素。作為脫氧劑和合金元素加入鋼中的。能使鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性提高，而塑性、韌性降低。硅作為合金元素，可以提高鋼的耐蝕性和耐熱性，但過(guò)量的硅會(huì)惡化鋼的熱加工工藝性能。(6)鉻（Chromium)

增加耐磨損性，硬度，最重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認(rèn)為是不銹鋼。盡管這么叫，如果保養(yǎng)不當(dāng)，所有鋼材都會(huì)生銹的。鉬（Molybdenum）

碳化作用劑，防止鋼材變脆，在高溫時(shí)保持鋼材的強(qiáng)度，出現(xiàn)在很多鋼材中，空氣硬化鋼總是包含1%或者更多的鉬,這樣它們才能在空氣中變硬。

鎳（Nickle）

保持強(qiáng)度、抗腐蝕性、和韌性。鎢（Tungsten）

增強(qiáng)抗磨損性。將鎢和適當(dāng)比例的鉻或錳混合用于制造高速鋼。

釩（Vanadium）

增強(qiáng)抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用于制造條紋鋼2、物理性能物理性能主要指密度、熔點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性以及彈性模量等。（1）彈性模量是材料在彈性極限內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值。（2）線膨脹系數(shù)是指材料在溫度變化1℃時(shí)單位長(zhǎng)度的伸縮變化值，其值可從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查取。（3）導(dǎo)熱系數(shù)是指當(dāng)溫度梯度（溫度差與器壁厚度的比值）為1K/m，每小時(shí)通過(guò)每平方米傳熱面積傳過(guò)的熱量，單位為W/(m·K）。3、機(jī)械性能材料的機(jī)械性能主要是指材料的彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性。（1）材料的彈性和塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后又能夠恢復(fù)其原來(lái)形狀的性能，稱作材料的彈性。塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。（2）材料的強(qiáng)度強(qiáng)度是金屬材料在外力作用下低抗塑性變形和斷裂的能力。?抗拉強(qiáng)度:抗拉強(qiáng)度是金屬材料試樣在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，以σb表示，單位為MPa。?屈服極限：是金屬材料開始產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，以σs表示，單位為MPa。對(duì)于沒(méi)有明顯屈服點(diǎn)的材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，以σ0.2表示。屈強(qiáng)比：屈服極限和抗拉強(qiáng)度的比值稱為屈強(qiáng)比。這個(gè)比值可反映材料屈服后強(qiáng)化能力的高低。一般高強(qiáng)度鋼的屈強(qiáng)比數(shù)值較大，低強(qiáng)度鋼的屈強(qiáng)比較小。?持久強(qiáng)度：持久強(qiáng)度是材料在某一溫度下受恒定載荷作用時(shí)，在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)（如105h）引起斷裂時(shí)的應(yīng)力。用σTt表示，單位為MPa。?蠕變強(qiáng)度:指在給定的溫度下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（如105h），使試樣產(chǎn)生的蠕變變形量不超過(guò)規(guī)定值（如1%）時(shí)的最大應(yīng)力，以表示，單位為MPa。?疲勞破壞:零件或構(gòu)件在工作過(guò)程中受到方向、大小反復(fù)變化的交變應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，會(huì)在應(yīng)力遠(yuǎn)小于該材料的屈服強(qiáng)度情況下，突然發(fā)生脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞破壞。?疲勞強(qiáng)度:是指材料在經(jīng)受N次應(yīng)力循環(huán)而不斷裂時(shí)的最大應(yīng)力，以σ－1（純彎曲疲勞），τ－1（扭轉(zhuǎn)疲勞）表示，單位為MPa。(3)硬度硬度是材料抵抗其它物體刻劃或壓入其表面的能力。用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的表面硬度是材料耐磨能力的重要指標(biāo)。（4）材料的韌性

韌性是材料對(duì)缺口或裂紋敏感程度的反映，用來(lái)衡量材料的抗裂紋擴(kuò)展能力。沖擊韌性:衡量材料韌性的指標(biāo)之一?？捎脦笨诘臎_擊試樣在沖擊試驗(yàn)中所吸收的沖擊功數(shù)值作為沖擊韌性值。斷裂韌性:材料的沖擊韌性可指導(dǎo)選材，但沖擊功不能直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算，而且許多壓力容器由于裂紋的存在也可以在塑性與沖擊韌性值足夠大的情況下發(fā)生脆性斷裂事故。為了能更科學(xué)地判斷容器是否存在較大宏觀缺陷，特別是裂紋性缺陷時(shí)是否會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷，近年來(lái)已把斷裂力學(xué)中的斷裂韌性指標(biāo)用于壓力容器的防脆斷設(shè)計(jì)或安全評(píng)定。這些斷裂韌性值可以衡量材料的韌性情況，即可看出存在裂紋時(shí)材料所具有的防斷能力。*無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度（NDT）:在不同的溫度下測(cè)定出一系列的沖擊韌性值，可以發(fā)現(xiàn)材料在某一溫度區(qū)間隨溫度降低韌性值突然下降。由此可得出該材料的無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度，以便確定材料的最低使用溫度。（5）溫度對(duì)材料機(jī)械性能的影響一般金屬材料的機(jī)械性能，隨溫度的升高會(huì)發(fā)生顯著的變化。*材料在高溫下應(yīng)力松弛*材料在低溫下材料的冷脆性。純鐵(ferrite)純鐵（pureiron）：wFe>99.8%，原子序數(shù)26，原子相對(duì)質(zhì)量55.85，純鐵的熔點(diǎn)1538℃，汽化點(diǎn)2738℃，密度7.87g/㎝3。純鐵固態(tài)下具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（allotropictransformation）：912℃以下為體心立方(bcc)結(jié)構(gòu)，912℃到1394℃之間為面心立方(fcc)結(jié)構(gòu),1394℃到熔點(diǎn)之間為體心立方(bcc)結(jié)構(gòu)。體心立方結(jié)構(gòu)面心立方結(jié)構(gòu)純鐵具有磁性轉(zhuǎn)變（768℃磁性轉(zhuǎn)變、magnetictransformation）。純鐵強(qiáng)度低，塑性好(軟)，很少用于結(jié)構(gòu)材料，主要利用鐵磁性（ferromagnetism）。（三）鑄鐵（castiron）

含碳量在2％以上的鐵碳合金。

工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為2％～4％。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在，有時(shí)也以滲碳體形態(tài)存在。除碳外，鑄鐵中還含有1％～3％的硅，以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵可分為：①灰口鑄鐵。含碳量較高（2.7％～4.0％），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡(jiǎn)稱灰鐵。熔點(diǎn)低（1145～1250℃），凝固時(shí)收縮量小，抗壓強(qiáng)度和硬度接近碳素鋼，減震性好。用于制造機(jī)床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。②白口鑄鐵。碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。凝固時(shí)收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。③可鍛鑄鐵。由白口鑄鐵退火處理后獲得，石墨呈團(tuán)絮狀分布，簡(jiǎn)稱韌鐵。其組織性能均勻，耐磨損，有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復(fù)雜、能承受強(qiáng)動(dòng)載荷的零件。④球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡(jiǎn)稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強(qiáng)度、較好韌性和塑性。用于制造內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等。⑤蠕墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得，析出的石墨呈蠕蟲狀。力學(xué)性能與球墨鑄鐵相近，鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。⑥合金鑄鐵。

普通鑄鐵加入適量合金元素（如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等）獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化，從而具有相應(yīng)的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無(wú)磁等特性。用于制造礦山、化工機(jī)械和儀器、儀表等的零部件。滲碳體（Cementite）滲碳體是Fe－C合金中碳以化合物(Fe3C)形式出現(xiàn)的。它具有復(fù)雜的晶格(正交晶系)。每一個(gè)C原子周圍有六個(gè)Fe原子，構(gòu)成一個(gè)八面體，而每個(gè)Fe原子屬于兩個(gè)八面體共有，F(xiàn)e:C=3:1。滲碳體的晶格Fe3C熔點(diǎn)為1227℃，F(xiàn)e3C是一種亞穩(wěn)化合物，在一定條件下，滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳：Fe3C→3Fe+C(石墨)。這一過(guò)程對(duì)于鑄鐵和石墨鋼具有重要意義。Fe3C在230℃以下具有鐵磁性。Fe3C在鋼和鑄鐵中呈現(xiàn)片狀，粒狀，網(wǎng)狀和板條狀。滲碳體硬而脆，塑性極低，延伸率接近于0。它是鋼鐵材料中的主要強(qiáng)化相。Fe3C中碳和Fe可以被其它元素替代形成以Fe3C為基的固溶體。Fe被Cr、Mn等原子金屬置換，形成以Fe3C為基的固溶體，稱為合金滲碳體。4、材料的工藝性能材料要經(jīng)過(guò)各種加工后，才能做成設(shè)備或機(jī)器的零件。材料在加工方面的物理、化學(xué)和機(jī)械性能的綜合表現(xiàn)構(gòu)成了材料的工藝性能，又叫加工性能。選材時(shí)必須同時(shí)考慮材料的使用與加工兩方面的性能。水工藝與工程中容器和設(shè)備主要零部件的制造主要是焊接、鍛造、切削、沖壓、彎曲和熱處理工藝過(guò)程。（1）可焊性：指被焊金屬在一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式的條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。*工藝可焊性主要是指焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向*使用可靠性包括焊接接頭的機(jī)械性能及其他特殊性能（如耐熱、耐蝕性能等）。（2）可鍛性：金屬承受壓力加工的能力叫金屬的可鍛性。（3）切削加工性：材料被切削加工的難易程度。（4）成型工藝性：成型就是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下，經(jīng)外力作用產(chǎn)生塑性變形而成為所需形狀的過(guò)程。（5）熱處理性能：熱處理是以改善鋼材的某些性能為目的，將鋼材加熱到一定的溫度，在此溫度下保持一定的時(shí)間，然后以不同的速度冷卻下來(lái)的一種操作。三、耐蝕金屬材料及性能金屬材料的化學(xué)性能最主要的是指它的耐腐蝕性。材料抵抗周圍介質(zhì)對(duì)腐蝕破壞的能力稱為材料的耐腐蝕性能。耐蝕性不是材料固有不變的特性，它隨材料的工作條件而改變。1、碳鋼和普通鑄鐵的耐蝕性（1）耐蝕性能*在淡水、大氣、土壤、海水等中性介質(zhì)中都不耐蝕；*在各類干燥氣體和有機(jī)溶劑等介質(zhì)中耐蝕性良好；*在低濃度堿溶液及濃硫酸、濃氫氟酸等介質(zhì)中，碳鋼和普通鑄鐵表面能生成穩(wěn)定的膜，因而是耐蝕的。（2）影響耐蝕性的因素：介質(zhì)組成；鐵碳合金的成分和組織；鋼鐵熱處理?xiàng)l件差異。2、耐蝕合金鑄鐵在鑄鐵中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介質(zhì)中的耐蝕性。如添加硅、鉻、鋁等元素，可使鑄鐵表面形成連續(xù)、致密、牢固的表面膜；添加鎳能獲得耐堿性介質(zhì)腐蝕性能優(yōu)良的奧氏體鑄鐵；加稀土元素、鎂，能使石墨球化，從而大大改善高硅鑄鐵的力學(xué)性能和工藝性能。3、耐蝕低合金鋼耐蝕低合金鋼通常是指在碳鋼中加入合金元素的總量低于3%左右的合金。加入的合金元素種類、含量不同，所起的作用不同。根據(jù)在不同介質(zhì)中的耐腐蝕性能，可將耐蝕低合金鋼分為如下幾種：（1）耐大氣腐蝕鋼種（2）耐海水腐蝕鋼種（3）耐硫化氫腐蝕鋼種4、不銹鋼不銹鋼是鉻、鎳含量較高的合金鋼。通常把耐大氣腐蝕的合金鋼稱為不銹鋼，把在酸中及其它強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中耐腐蝕的合金鋼稱為耐酸鋼。一般把上述不銹鋼與耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹耐酸鋼或簡(jiǎn)稱為不銹鋼。（1）馬氏體不銹鋼：鋼中加入一定的鉻。主要用在氧化性介質(zhì)中,如大氣、水蒸氣中具有良好的耐蝕性，在淡水、海水、溫度不超過(guò)30度的鹽水溶液、硝酸、食品介質(zhì)以及濃度不高的有機(jī)酸中也具有足夠的耐蝕性。（2）鐵素體不銹鋼：?jiǎn)蜗嘟M織。主要用于制作抗高溫氧化、耐硝酸腐蝕的設(shè)備。（3）奧氏體不銹鋼：碳化物溶于奧氏體中?？捎糜谥谱髟诟g性介質(zhì)中使用的設(shè)備。5、有色金屬及其合金工業(yè)上鋼鐵稱為黑色金屬，除鋼鐵以外的金屬稱為有色金屬。有色金屬及其合金因具有良好的耐腐蝕性和低溫性能，常用來(lái)制造水處理、化工容器及有關(guān)的設(shè)備零部件。（1）銅及其合金

銅及其合金具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、冷韌性，并且在許多介質(zhì)中具有高的耐蝕性能。①純銅:也稱紫銅。銅在一般大氣、工業(yè)大氣、海洋性大氣中、比較穩(wěn)定；在堿中、在弱的和中等濃度的非氧化性酸中也相當(dāng)穩(wěn)定，若溶液中有氧或氧化劑存在，腐蝕將更加嚴(yán)重。銅不耐硫化物（如H2S）腐蝕。銅具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性和良好的加工性能，另外，銅具有良好的冷韌性。但銅的強(qiáng)度低，鑄造性能不好，且在某些介質(zhì)中的耐蝕性不高，很少用作結(jié)構(gòu)材料。②銅合金：常用的銅合金有黃銅和青銅。黃銅：銅與鋅組成的合金稱為黃銅。為改善其性能，常加入錫、鋁、硅、鎳、錳、鉛、鐵等元素，這樣形成的合金稱為特殊黃銅。特點(diǎn)：機(jī)械性能與含鋅量有著極為密切的關(guān)系；鑄造性能很好；抗蝕性較好；含鋅量大于20%的黃銅經(jīng)冷加工后，在潮濕的大氣、海水、高溫高壓水、蒸汽及一切含氨的環(huán)境中都可引起應(yīng)力腐蝕斷裂。黃銅在中性溶液、海水和在退火后酸洗溶液中易發(fā)生脫鋅腐蝕，可在黃銅中加入0.02%的砷防止其發(fā)生。青銅：凡是銅合金中的主加元素不是鋅而是錫、鋁、硅等其它元素者，通稱為青銅。常用的青銅有錫青銅、鋁青銅和硅青銅等。特點(diǎn)：錫青銅鑄造性能較黃銅差，抗腐蝕性比純銅和黃銅更好，但對(duì)酸類的抗蝕性較差。鋁青銅的機(jī)械性能也比黃銅和錫青銅高，而且在大氣、海水、碳酸及大多數(shù)有機(jī)酸中具有比黃銅和錫青銅更高的耐蝕性。硅青銅具有比錫青銅高的機(jī)械性能和較低的價(jià)格，而且鑄造性能和冷、熱壓力加工性能都很好。司母戊大方鼎（2）鋁及其合金①鋁特點(diǎn)：鋁的密度小，比重為2.7，約為銅的1/3；導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、冷韌性都好，但強(qiáng)度低，經(jīng)冷變形后強(qiáng)度可提高；能承受各種壓力加工。鋁是電極電位很負(fù)的元素，鋁在強(qiáng)氧化性介質(zhì)以及在氧化性酸（如硝酸）中也是穩(wěn)定的。鹵素離子對(duì)鋁的氧化膜有破壞作用，所以鋁在氫氟酸、鹽酸、海水和其它含鹵素離子的溶液中是不耐蝕的。應(yīng)用：廣泛用于制造反應(yīng)器、熱交換器、冷卻器、泵、閥、槽車、管件等

②鋁合金純鋁的強(qiáng)度較低，若在鋁中加入一些元素，如銅、鎂、鋅、錳、硅等形成鋁合金，其性能將會(huì)有很大的改善。（3）鈦及鈦合金①純鈦特點(diǎn)：是很活潑的元素。有很好的鈍化性能，鈍化膜很穩(wěn)定，在許多環(huán)境中表現(xiàn)出很好的耐蝕性。有"耐海水腐蝕之王"之稱。高溫下，鈦的化學(xué)活性很高，能與鹵素、氧、氮、碳、硫等元素發(fā)生劇烈反應(yīng)。鈦一般不發(fā)生孔蝕；除在幾種個(gè)別介質(zhì)（如發(fā)煙硝酸、甲醇溶液）中，也不發(fā)生晶間腐蝕；鈦的應(yīng)力腐蝕破裂敏感性小，具有抗腐蝕疲勞的性能，耐縫隙腐蝕性能良好。

②鈦合金特點(diǎn)：鈦合金的機(jī)械性能與耐蝕性都比純鈦有明顯提高。工業(yè)上使用的都是鈦合金。鈦合金的主要腐蝕形態(tài)是氫脆和應(yīng)力腐蝕破裂。（4）鉛及其合金①鉛：特點(diǎn)：鉛的強(qiáng)度?。▋H為鋼的1/20）、硬度低、密度大、再結(jié)晶溫度低、熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性差，在硫酸中、大氣中（特別是有二氧化硫、硫化氫的氣體中）有很高的耐蝕性，在生產(chǎn)上多用于處理硫酸的設(shè)備上。鉛有毒，且價(jià)格高，在生產(chǎn)上多被其他非金屬材料代替。純鉛不耐磨，非常軟，不宜單獨(dú)制作設(shè)備，只能做襯里。②鉛合金：鉛中加銻，可增加鉛的硬度、強(qiáng)度和在硫酸中的穩(wěn)定性。加入不同銻含量的鉛銻合金稱為硬鉛（編號(hào)規(guī)則同前）。硬鉛可制作硫酸工業(yè)用的泵、閥門、管道等。(5)鎳及其合金①鎳：特點(diǎn)：在各種溫度、任何濃度的堿溶液和各種熔堿中，鎳具有特別高的耐蝕性。但鎳在含硫氣體、濃氨水和強(qiáng)烈充氣氨溶液、含氧酸和鹽酸等介質(zhì)中，耐蝕性很差。鎳具有高強(qiáng)度、高塑性和冷韌的特性，能壓延成很薄的板和拉成細(xì)絲。鎳很稀貴，在水處理工程和化工上主要用于制造堿性介質(zhì)設(shè)備，以及鐵離子在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生催化影響而不能采用不銹鋼的那些過(guò)程設(shè)備。

②鎳合金：Ni-Cu合金中的蒙乃爾合金具有很好的力學(xué)性能和機(jī)械性能，易于壓力加工和切削加工，耐蝕性好。主要用于在高溫荷載下工作的耐蝕零件和設(shè)備。Ni－Mo合金中的哈氏合金（0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室溫下所有濃度的鹽酸和氫氟酸。Ni－Cr合金中的因考爾合金（0Cr15Ni57Fe），在高溫下具有很好的力學(xué)性能和很高的抗氧化能力，是能抗熱濃MgCl2腐蝕的少數(shù)幾種材料之一?！?.2無(wú)機(jī)非金屬材料一、陶瓷材料1、陶瓷材料的分類(1)傳統(tǒng)陶瓷(2)玻璃(3)玻璃陶瓷(4)特種陶瓷(5)金屬陶瓷2、陶瓷的基本性能（1）陶瓷的機(jī)械性能剛度：陶瓷的剛度由彈性模量衡量，彈性模量反映結(jié)合鍵的強(qiáng)度，所以具有強(qiáng)大化學(xué)鍵的陶瓷都有很高的彈性模量，是各類材料中最高的，比金屬材料高若干倍，比高聚物高2-4個(gè)數(shù)量級(jí)?！?.2無(wú)機(jī)非金屬材料硬度：同剛度一樣，硬度也決定于化學(xué)鍵的強(qiáng)度，所以陶瓷也是各類材料中硬度最高的，這也是陶瓷的最大特點(diǎn)。陶瓷的硬度隨溫度的升高而降低，但在高溫下仍能保持較高的數(shù)值。強(qiáng)度：陶瓷實(shí)際強(qiáng)度比理論值低得多。它的破壞作用比在金屬中更大。塑性：陶瓷在室溫下幾乎沒(méi)有塑性。塑性變形是在切應(yīng)力作用下由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所引起的密排原子面間的滑移變形。陶瓷晶體的滑移比金屬困難得多，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所需要的切應(yīng)力很大，比較接近于晶體的理論剪切強(qiáng)度。另外，共價(jià)健有明顯的方向性和飽和性，而離子鍵的同號(hào)離子接近時(shí)斥力很大，所以主要由離子晶體和共價(jià)晶體構(gòu)成的陶瓷的塑性極差。韌性或脆性：陶瓷受載時(shí)都不發(fā)生塑性變形，在較低的應(yīng)力下就會(huì)斷裂，因此韌性極低或脆性極高。脆性是陶瓷的最大缺點(diǎn)，是阻礙其作為結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用的首要問(wèn)題，是當(dāng)前的重要研究課題?！?.2無(wú)機(jī)非金屬材料（2）物理化學(xué)性能熱膨脹：溫度升高時(shí)物質(zhì)原子振動(dòng)振幅提高、原子間距增大所導(dǎo)致的體積長(zhǎng)大現(xiàn)象。陶瓷的線膨脹系數(shù)比高聚物低，比金屬低得多。導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱性為在一定溫度梯度作用下熱量在固體中的傳導(dǎo)速率。陶瓷的導(dǎo)熱性比金屬小，陶瓷多為較好的絕熱材料。熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性就是抗熱振性，為陶瓷在不同溫度范圍波動(dòng)時(shí)的壽命，一般用急冷到水中不破裂所能承受的最高溫度來(lái)表征。陶瓷的熱穩(wěn)定性很低，比金屬低得多。這是陶瓷的另一個(gè)主要缺點(diǎn)?；瘜W(xué)穩(wěn)定性：陶瓷的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。具有很好的耐火性能或不可燃燒性，對(duì)酸、堿、鹽等腐蝕性很強(qiáng)的介質(zhì)均有較強(qiáng)的抗蝕能力。導(dǎo)電性：陶瓷的導(dǎo)電性變化范圍很廣。大多數(shù)陶瓷是良好的絕緣體。但不少陶瓷既是離子導(dǎo)體，又有一定的電子導(dǎo)電性，是重要的半導(dǎo)體材料。陶瓷性能的主要特點(diǎn)是，具有不可燃燒性、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性、不老化性、高的硬度和良好的抗壓能力，但脆性很高，對(duì)溫度劇變的抵抗力很低，抗拉、抗彎性能差?！?.2無(wú)機(jī)非金屬材料二、耐蝕無(wú)機(jī)非金屬材料及其性能1、陶瓷及其耐蝕性能（1）耐酸陶瓷：耐酸陶瓷又稱化工陶瓷。性能：耐酸陶瓷可耐沸騰溫度下任何濃度的鉻酸、96%的硫酸、沸點(diǎn)以下的任何濃度鹽酸和任何濃度的醋酸、草酸等有機(jī)酸，但不耐氫氟酸，耐堿性也差。另外，由于其性脆、抗拉強(qiáng)度低，在急熱、急冷變化時(shí)和硬物敲擊下易碎裂。應(yīng)用：耐酸陶瓷主要用來(lái)制作耐酸容器和塔器、泵、管道、閥門等，也用來(lái)制作耐酸瓷磚。（2）氮化硅陶瓷：這是一種新型的工業(yè)陶瓷材料。特點(diǎn)：熱膨脹系數(shù)小，耐溫度急變性好，摩擦系數(shù)小，并有自潤(rùn)滑性，是一種優(yōu)良的耐磨材料。氮化硅陶瓷耐所有的無(wú)機(jī)酸（氫氟酸除外）和某些堿溶液的腐蝕，它在高溫下的抗氧化性能也很好。應(yīng)用：氮化硅陶瓷可用于制作機(jī)械密封環(huán)、球閥和一些耐蝕、耐磨、耐高溫的精密零部件。凡是以粘土為主要原料，經(jīng)配料、制坯、干燥融燒而制得的成品，統(tǒng)稱陶瓷。而用于建筑工程的陶瓷制品，則稱為建筑陶瓷。第一節(jié)陶瓷的原料一、常用坯料：１、粘土：是由天然巖石經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化而成，是多種礦物組成的混合體。其化學(xué)成分：SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2高嶺石類（瓷土）蒙脫石類（陶土）伊利石類（砂質(zhì)粘土）耐火土耐火度>1587°C難熔土1350°C

－1580°C易熔土<1350°C高塑性粘土塑性指數(shù)IP>15中塑性粘土IP＝7~15低塑性粘土IP＝1~15非塑性粘土IP<１附：粘土的性質(zhì)：

可塑性：粘土加水調(diào)和后可塑制成各種形狀和尺寸的坯體而不發(fā)生裂紋和破裂。

收縮性：

干縮：干燥過(guò)程中粘土中自由水的蒸發(fā)使顆粒相互靠攏。(為3%~12%)燒縮：焙燒過(guò)程中粘土中化合水被排除，以及其中易熔物融化并填充于顆?？障吨兴隆?為１%~２%)燒結(jié)性：粘土的燒結(jié)程度隨焙燒溫度的升高而增加，溫度俞高，形成的熔融物俞多，制品俞密實(shí)，強(qiáng)度俞高，吸水率小。一、常用坯料：１、粘土：為主要組成物。２、長(zhǎng)石：為助熔劑。３、石英：減小坯體開裂和收縮。４、滑石：防止坯體后期龜裂。５、硅灰石：改善坯體收縮性，使其強(qiáng)度提高，燒結(jié)溫度降低。二、釉料是施于坯體表面一層極薄的玻璃體，可使制品呈現(xiàn)色彩且表面光滑、平整、易于清洗。它為玻璃態(tài)，但畢竟不是玻璃。釉融化時(shí)很粘稠而不流動(dòng)，能直立在表面不下墜。按化學(xué)成分分長(zhǎng)石釉：由石英、長(zhǎng)石、石灰石、高嶺土等配成?；瘜W(xué)成分：SiO2及

Al2O3較多。成熟溫度為1250°C以上，為高溫透明釉。特點(diǎn)：硬度大，光澤好，透明，略白，有柔和感。適于含SiO2高的坯體。滑石釉：在長(zhǎng)石釉和石灰釉的基礎(chǔ)上加入滑石制成。特點(diǎn)：白度與透明度均提高，不易裂，燒成溫度范圍寬。

但釉漿不易與坯體粘附，不及石灰釉光亮。土釉：為天然有色粘土經(jīng)掏洗后摻入一定量方解石或長(zhǎng)石加工而成。熔融溫度低，光澤好，價(jià)廉。石灰釉：主要為CaO，青花瓷用的即為此。

特點(diǎn)：彈性好，有剛硬感，透明性好，燒成溫度范圍窄，適于含Al2O3高的坯體。

混合釉：在石英、長(zhǎng)石、高嶺土中加入滑石、方解石白云石、氧化鋅等多種助熔劑而成。根據(jù)各種熔劑的特性進(jìn)行調(diào)配，可獲得滿意效果。名稱原料顏色吸水率%制品陶器粗陶器砂質(zhì)粘土有色8-----27磚,瓦,缸精陶石灰質(zhì)陶陶土白18---22彩陶,日用器皿,釉面磚,衛(wèi)生陶長(zhǎng)石質(zhì)陶9-----12炻器粗炻器陶土瓷土白或有色4-----8外墻磚,錦磚,地磚,日用器皿,化工及電工器材細(xì)炻器1------3瓷器長(zhǎng)石質(zhì)瓷娟云母瓷滑石瓷骨灰瓷瓷土白0----0.5日用餐,茶具美術(shù)用品特種瓷高鋁質(zhì)瓷鈦質(zhì)瓷金屬瓷瓷土金屬氧化物高強(qiáng)度,耐高溫硅線石瓷高電容,鈦酸鋇瓷高強(qiáng)度,高熔點(diǎn)鐵,鎳,鈷金屬瓷第二節(jié)陶瓷的分類§1.2無(wú)機(jī)非金屬材料2、玻璃及其耐蝕性能特點(diǎn)：玻璃是一種優(yōu)良的耐蝕非金屬材料。它表面光滑、透明度好。耐溫度急變性差、質(zhì)脆、不耐沖擊和震動(dòng)。應(yīng)用：可用作制造容器、量具、管道、閥門、泵及金屬管道的內(nèi)襯等。玻璃的原料與制造一、玻璃的原料（一）制造玻璃的主要原料

1、酸性氧化物2、堿性氧化物3、增強(qiáng)氧化物（二）制造玻璃的輔助物料

1、助溶加速劑2、脫色劑3、著色劑4、澄清劑5、乳濁劑6、氧化劑和還原劑一、玻璃的原料（一）制造玻璃的主要原料

1、酸性氧化物：主要有SiO2，B2O3等，它們?cè)陟褵心軉为?dú)熔融成為玻璃的主體，決定了玻璃的主要性質(zhì)。相應(yīng)地稱為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃。引入SiO2的原料主要有硅砂和砂巖。引入B2O3的原料主要有硼酸和硼砂。一、玻璃的原料（一）制造玻璃的主要原料2、堿性氧化物：這類氧化物主要有Na2O、K2O等，它們?cè)陟褵心芘c酸性氧化物形成易熔的復(fù)鹽，起助熔的作用。引入Na2O的原料有純堿、芒硝。3、增強(qiáng)氧化物：主要有CaO、MgO、ZnO、PbO、Al2O3等，它們對(duì)玻璃起不同的作用。

一、玻璃的原料（二）制造玻璃的輔助物料

1、助溶加速劑：除使用堿性氧化物外，還螢石、硼砂、硝酸鈉、純堿等。2、脫色劑：雜質(zhì)會(huì)給玻璃帶來(lái)色澤，主要是鐵的氧化物所產(chǎn)生的顏色。常用的脫色劑有純硒、硒酸鈉、氧化鈷、氧化鎳等，它們?cè)诓Ａе谐尸F(xiàn)與原色的補(bǔ)色，從而使玻璃變成無(wú)色。

一、玻璃的原料（二）制造玻璃的輔助物料3、著色劑：多為某些金屬的氧化物，能直接熔與玻璃熔液中使玻璃著色?；蛲ㄟ^(guò)化學(xué)反應(yīng)生成膠體微粒，并依靠膠體對(duì)光的反射作用使玻璃出現(xiàn)不同的顏色。4、澄清劑：能降低玻璃熔液的粘度，使化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣泡易于逸出而澄清。5、乳濁劑6、氧化劑和還原劑3、化工搪瓷及其耐蝕性能特點(diǎn)：它兼有金屬設(shè)備的力學(xué)性能和瓷釉的耐腐蝕性能雙重優(yōu)點(diǎn)。瓷表面光滑易清洗，并有防止金屬離子干擾化學(xué)反應(yīng)和玷污產(chǎn)品的作用，應(yīng)用：廣泛用于醫(yī)藥、釀造、合成纖維生產(chǎn)中。4、石墨及其耐蝕性能特點(diǎn)：天然石墨含有大量雜質(zhì)耐蝕性差。人工不透性石墨具有優(yōu)良的耐蝕性、優(yōu)良的導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)小、耐溫度急變性好、不污染介質(zhì)、密度低、易于加工成形。其缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低、性脆。應(yīng)用：用于制造熱交換器、塔及塔件、管道、管件、鹽酸合成爐等。§1.3高分子材料一、高分子化合物概念是指分子量很大的化合物。分子量大多在5×103～106之間。工程上認(rèn)為，只有具備較好的強(qiáng)度、彈性和塑性等機(jī)械性能的高分子化合物才是工業(yè)用高分子化合物。二、高分子化合物的合成高分子化合物的合成就是將單體通過(guò)聚合反應(yīng)聚合起來(lái)形成化合物的過(guò)程。因此，高分子化合物也稱為聚合物或高聚物。最常見的聚合反應(yīng)有加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩種。加聚反應(yīng)：加聚反應(yīng)是指一種或多種單體相互加成而連接成聚合物的反應(yīng)。分均加聚反應(yīng)和共加聚反應(yīng)?？s聚反應(yīng)：縮聚反應(yīng)是指一種或多種單體相互混合而連接成聚合物，同時(shí)析出（縮去）其它低分子物質(zhì)（如水、氨、醇、鹵化氫等）的反應(yīng)。又可分為均縮聚和共縮聚反應(yīng)兩種?！?.3高分子材料三、高分子材料的分類和命名1、高分子材料的分類按來(lái)源：：天然高分子、合成高分子材料；按大分子鏈的幾何形狀：線型、支鏈型和體型三種；按大分子鏈的排列特點(diǎn)：無(wú)定型和晶態(tài)兩種；按極性：極性和非極性兩種；按照實(shí)際用途：塑料、橡膠、纖維和膠粘劑等。最本質(zhì)和最重要的是按照化學(xué)組成：①碳鏈有機(jī)聚合物：該類聚合物的大分子主鏈全部由飽和碳鏈或雙鍵不飽和碳鏈組成（如聚烯烴、聚二烯烴）-C-C-C-C-C-或-C-C=C-C-②雜鏈有機(jī)聚合物：該類聚合物的大分子主鏈中除碳原子外，還含有氧、氮、硫、磷等其它原子：-C-C-O-C-，-C-C-N-C-，或-C-C-S-C-§1.3高分子材料③元素有機(jī)聚合物:該類聚合物的主鏈主要由硅、鈦、鋁、硼、氧等原子構(gòu)成，如：-O-Si-O-Si-O-其側(cè)基一般為有機(jī)基團(tuán)（碳鏈）。④無(wú)機(jī)聚合物：該類聚合物的主鏈和側(cè)基均由無(wú)機(jī)元素或基團(tuán)構(gòu)成。2、命名①由化學(xué)結(jié)構(gòu)命名:就是以聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)來(lái)命名。一是按鏈節(jié)的環(huán)學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)命名;一是按有機(jī)化合物系統(tǒng)命名。②由原料單體命名:就是以合成聚合物的低分子原料單體為基礎(chǔ)來(lái)命名。對(duì)于加聚類聚合物，在其鏈節(jié)所含單體前加一“聚”字來(lái)取名；對(duì)于縮聚類以及某些共聚類聚合物，在其低分子原料之后習(xí)慣加"樹脂"二字命名。③采用商品名稱和代表符號(hào)：有許多聚合物人們習(xí)慣使用其商品名稱，例如有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）、電木（酚醛塑料）、電玉（脲醛塑料）、滌綸或的確良（聚脂纖維）、腈綸或人造羊毛（聚丙烯腈纖維）、維綸或維尼龍（聚乙烯醇纖維）、錦綸或尼龍（聚酰胺纖維）、丙綸（聚丙烯）、氯綸（聚氯乙烯）等。四、高分子材料的性能（1）重量輕：高分子聚合物是最輕的一類材料，比金屬和陶瓷都要輕。重量輕是高分子聚合物的最大優(yōu)點(diǎn)之一。（2）高彈性：①?gòu)椥宰冃瘟看?；②彈性模量低。③拉伸時(shí)溫度升高。（3）滯彈性：應(yīng)變不隨作用力即時(shí)建立平衡，而有所滯后，這就是滯彈性，它是高聚物的又一重要特性。主要表現(xiàn)有：①蠕變：高聚物在室溫下承受力的長(zhǎng)期作用時(shí)，發(fā)生的不可恢復(fù)的塑性變形稱為蠕變。②應(yīng)力松弛：高聚物受力變形后所產(chǎn)生的應(yīng)力隨時(shí)間而逐漸衰減的現(xiàn)象就是應(yīng)力松弛。③滯后與內(nèi)耗：高聚物承受周期性荷載時(shí)，出現(xiàn)應(yīng)變落后于應(yīng)力，即造成應(yīng)變的滯后。在重復(fù)加載時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上一次的變形還未來(lái)得及回復(fù)，或分子鏈的構(gòu)象未跟上改變，又施加上了下一次荷載，于是造成了分子間的內(nèi)摩擦，產(chǎn)生所謂內(nèi)耗。(4)塑性與受迫彈性加熱時(shí)，分子鏈各部分受熱的不均云使材料不立即熔化而先有一軟化過(guò)程所表現(xiàn)出的特性稱為塑性。無(wú)定形高聚物在玻璃化溫度以下，較大應(yīng)力下產(chǎn)生的較大的不能回復(fù)變形稱為受迫高彈性。（5）強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度：高聚物的強(qiáng)度比金屬低得多，比強(qiáng)度還是很高。斷裂：高聚物的斷裂也有脆性斷裂和韌性斷裂兩種形式。①硬脆類高聚物②強(qiáng)硬類高聚物③強(qiáng)韌類高聚物④柔韌類高聚物⑤軟弱類高聚物（6）韌性高聚物的優(yōu)點(diǎn)之一是其內(nèi)在的韌性較好，即在斷裂前能吸收較大的能量。沖擊韌性：是材料在高速?zèng)_擊狀態(tài)下的韌性或?qū)嗔训目沽?，在高聚物中也被稱為沖擊強(qiáng)度。（7）減摩、耐磨性摩擦是接觸表面之間的機(jī)械粘接和分子粘著所引起的。大多數(shù)塑料對(duì)金屬和對(duì)塑料的摩擦系數(shù)值一般在0.2~0.4倍范圍內(nèi)，但有一些塑料的摩擦系數(shù)很低。塑料（一部分）除了摩擦系數(shù)低以外，更主要的優(yōu)點(diǎn)是磨損率低。（8）絕緣性高聚物分子的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，不能電離，沒(méi)有自由電子和可移動(dòng)的離子，因此是良好的絕緣體，絕緣性能與陶瓷相當(dāng)。（9）耐熱性高聚物的耐熱性是指它對(duì)溫度升高時(shí)性能明顯降低的抵抗能力。同金屬相比，高聚物的耐熱性是較低的，這是高聚物的一大不足。(10)耐蝕性耐蝕性是材料抵抗介質(zhì)化學(xué)和電化學(xué)破壞的能力。耐蝕性好是高分子材料的優(yōu)點(diǎn)之一。(11)老化老化是指高聚物在長(zhǎng)期使用或存放過(guò)程中，由于受各種因素的作用，性能隨時(shí)間不斷惡化，逐漸喪失使用價(jià)值的過(guò)程。老化是高聚物一個(gè)主要缺點(diǎn)。五、常用塑料1、塑料的組成塑料是指以有機(jī)合成樹脂為主要組成材料，與其他配料混合，通過(guò)加熱、加壓塑造成一定形狀的產(chǎn)品。一般來(lái)講，組成塑料的物質(zhì)主要包括：①合成樹脂：由低分子化合物通過(guò)聚合或縮聚反應(yīng)合成的高分子化合物。②填料（或增強(qiáng)材料）：是塑料改性最重要的成分，起增強(qiáng)性能的作用。③固化劑：作用是通過(guò)交聯(lián)使樹脂具有體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、硬化和穩(wěn)定塑料制品。④增塑劑：用以提高樹脂可塑性和柔性的添加劑。⑤穩(wěn)定劑：其作用主要是延遲塑料在環(huán)境中的老化過(guò)程。⑥潤(rùn)滑劑：可防止塑料成形過(guò)程中產(chǎn)生的粘模問(wèn)題。⑦著色劑：其作用是使塑料著色，可為有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料。⑧阻燃劑：作用是遏止燃燒或造成自熄。2、常用塑料的分類及特性（1）按照熱性能分：①熱塑性塑料加熱時(shí)軟化，可塑造成形，冷卻后則變硬。線型聚合物。②熱固性塑料初加熱時(shí)軟化，可塑造成形，但固化之后再加熱，將不再軟化，也不溶于溶劑。體型聚合物。（2）按照使用范圍分①通用塑料指應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)量大的塑料品種。主要有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烴、酚醛塑料和氨基塑料等.②工程塑料主要指綜合工程性能（包括機(jī)械性能、耐熱耐寒性能、耐蝕性絕緣性能等）良好的各種塑料。最重要的有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS等四種。③耐熱塑料指能在較高溫度下工作的各種塑料。常見的有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂等?！?.3高分子材料六、橡膠1、天然橡膠組成：天然橡膠是橡膠樹的樹汁經(jīng)過(guò)煉制的高彈性固體。它是不飽和異戊二烯（C5H8）高分子聚合物。特點(diǎn)：天然橡膠的力學(xué)性能較差；化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐一般非氧化性強(qiáng)酸、有機(jī)酸、堿溶液和鹽溶液的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化性酸和芳香族化合物的腐蝕。應(yīng)用：在水工藝工程、化學(xué)工程等設(shè)備防腐處理中，軟橡膠主要用作各種設(shè)備的襯里；硬橡膠還可制成整體設(shè)備，如泵、管道、閥門等。2、合成橡膠組成：合成橡膠的主要原料是石油、煤和天然氣。特點(diǎn)及其應(yīng)用：丁基橡膠的突出特點(diǎn)是不透氣性，對(duì)氧化性環(huán)境如空氣和稀硝酸具有較好的耐蝕性。硅橡膠無(wú)味、無(wú)毒，其最大的特點(diǎn)是耐熱性好，可用作墊圈、密封件材料和隔熱材料。氟橡膠具有優(yōu)良的耐高溫、耐油、耐強(qiáng)氧化劑和耐酸