石材塑料陶瓷的分類及特性

石材、塑料、陶瓷

的分類特點(diǎn)及用途XXXXXXXXXX天然石材大理石：一種天然礦石，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及花紋呈紋理狀，紋理自然，花色豐富。但由于結(jié)構(gòu)呈紋理狀，密度較低，易在順紋處出現(xiàn)斷裂?；◢弾r：一種天然礦石，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及花紋呈晶體狀，質(zhì)地堅(jiān)硬，相比大理石色差較小。人造石亞克力石：一種化學(xué)樹(shù)脂合成材料，多用于廚房臺(tái)面。易成型，防水性好，無(wú)色差，但易劃傷。合成石：采用大理石粉末和樹(shù)脂加工而成，質(zhì)地堅(jiān)硬。微晶石：主要成分類似于玻璃制品，表面光潔，色彩絢麗，質(zhì)地堅(jiān)硬，主要用于鋪設(shè)地面。但由于質(zhì)地堅(jiān)硬不易于再加工，并且價(jià)格較高。現(xiàn)今常用的石材種類分為四大類：沉積巖、變質(zhì)巖、火成巖和人造石。一、沉積巖沉積巖是由冰川、河流、風(fēng)、海洋和植物等有機(jī)體中的碎屑脫離出來(lái)，沉積形成巖石礦床，并經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的高溫高壓固結(jié)而成。石灰石：主要礦物成分為方解石。礦物顆粒和晶體結(jié)構(gòu)不多見(jiàn)，表面平滑，呈小顆粒狀。硬度不一，有些致密石灰石可以拋光。顏色有黑、灰、白、黃和褐色。石灰石含海水形成的石灰，故而得名。2、砂巖：由石英顆粒(沙子)形成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，通常呈淡褐色或紅色，主要含硅、鈣、黏土和氧化鐵。3、皂石：由各種滑石形成，很軟。它是耐磨的致密礦，不易產(chǎn)生污跡。4、化石：含海洋貝類、植物天然化石，被認(rèn)為是石灰石。5、石灰華(孔石)：一般是奶油色或淡紅色，由溫泉的方解石沉積而成。因水流從石頭中穿過(guò)而形成很多小孔，這些小孔常用合成樹(shù)脂或水泥填滿，否則需要大量的養(yǎng)護(hù)工作。屬于石灰石和大理石。二、變質(zhì)巖變質(zhì)巖是在高溫高壓和礦物質(zhì)的混合作用下由一種石頭自然變質(zhì)成的另一種石頭。質(zhì)變可能是1、大理石：是重結(jié)晶的石灰?guī)r，石灰?guī)r在高溫高壓下變軟，并在所含礦物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)重新結(jié)晶形成大理石。主要成分是鈣和白云石，顏色很多，通常有明顯的花紋，礦物顆粒很多。摩氏硬度在2．5到5之間。大理石分為三類：白云石：菱鎂礦(碳酸鈣鎂)含量40％以上。鎂橄欖石：菱鎂礦(碳酸鈣鎂)含量在5％到40％之間。方解石：菱鎂礦(碳酸鈣鎂)含量少于5％。2、板石：由黏土巖、沉積頁(yè)巖(有時(shí)由石英石)形成的變質(zhì)巖，礦物顆粒微細(xì)，薄而易碎，通常為黑、灰或綠色。3、蛇紋石：因其花紋似蛇皮而得名，最常見(jiàn)的顏色為綠色和褐色。摩氏硬度在2．5至4之間。含大量的鎂，源于火成巖。重結(jié)晶作用和鉆石拋光效果有時(shí)不佳。三、火成巖火成巖主要由火山材料形成，如巖漿。地表下的液體巖漿冷卻、凝固。礦物質(zhì)氣體和液體滲入巖石而形成新的結(jié)晶和各種顏色?；◢弾r：主要由石英(35％)、長(zhǎng)石(45％)和鉀形成，一般為深顏色。方解石即使含有也非常少。質(zhì)地非常堅(jiān)硬，比大理石養(yǎng)護(hù)要容易，但仍有小孔，并會(huì)產(chǎn)生污跡。按照石英、云母和長(zhǎng)石的混合比列不同，花崗巖分為不同類型。黑花崗巖即鈣長(zhǎng)石，所含石英、長(zhǎng)石極少，其成分不同于真正的花崗巖。四、人造石人造石是用非天然的混合物制成的，如樹(shù)脂、水泥加碎石黏合劑。

水磨石：大理石和花崗巖碎片嵌入水泥混合物中。凝聚石或聚集：大理石碎片嵌入有顏色的樹(shù)脂混合物中。文化石或仿造石樹(shù)脂混合物漆與油漆混合，貌似大理石。塑料：以樹(shù)脂（或在加工過(guò)程中用單體直接聚合）為主要成分，以增塑劑、填充劑、潤(rùn)滑劑、著色劑等添加劑為輔助成分，在加工過(guò)程中一定溫度和壓力的作用下能流動(dòng)成型的高分子有機(jī)材料。樹(shù)脂：指受熱時(shí)通常有轉(zhuǎn)化或熔融范圍，轉(zhuǎn)化時(shí)受外力作用具有流動(dòng)性，常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)或液態(tài)的有機(jī)聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。

一、基本概念熱固性塑料：在受熱或其它條件下能固化成不熔不溶性物質(zhì)的塑料，其分子結(jié)構(gòu)最終為體型結(jié)構(gòu)。（變化過(guò)程不可逆）二、塑料的分類

1．按塑料的物理化學(xué)性能分：熱塑性塑料：指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料，其分子結(jié)構(gòu)是線型或支鏈型結(jié)構(gòu)。(變化過(guò)程可逆)丙烯睛—丁二烯—苯乙烯共聚物類(ABS)其主要性質(zhì)如下:

1、ABS的組成及作用：丙烯睛(A)—使制品表面較高硬度，提高耐磨性，耐熱性。

丁二烯(B)—加強(qiáng)柔順性，保持材料韌性彈性及耐沖擊強(qiáng)度。

苯乙烯(S)—保持良好成型性(流動(dòng)性,著色性)及保持材料剛性。

(注：根據(jù)組份不同派生出多種規(guī)格牌號(hào))2、具有良好電鍍性能。

3、較GPPS抗沖擊強(qiáng)度變顯著提高。4、原料淺黃色不透明，制品表面光澤度好。比重：1.05克/立方厘米英文名稱：AcrylonitrileButadieneStyrene三、常用塑料5、收縮率較小，尺寸穩(wěn)定性良好。

6、不耐有機(jī)溶劑，如溶于酮、醛、酯及氯化烴而形成乳濁液。

7、材料共混性能

(ABS+PVC)~提高韌性,耐燃性,抗老化能力。

(APS+PC)~提高抗沖擊強(qiáng)度,耐熱性。ABS的成型工藝

1、成型加工之前需充分干燥。干燥條件：溫度85℃以上，時(shí)間3小時(shí)。2、流動(dòng)性較好。3、料管溫度不宜超過(guò)250℃。成型溫度在200-240℃。4、模具溫度40-80℃。

5、注射速度取中，低速為主；注射壓力根據(jù)制件形狀、壁厚、膠料品級(jí)選取，一般為80-130Mpa。6、內(nèi)應(yīng)力檢驗(yàn)以產(chǎn)品沒(méi)入煤油中2分鐘不出現(xiàn)裂紋為準(zhǔn)。7、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。

ABS主要應(yīng)用于汽車(chē)（儀表板，工具艙門(mén)，車(chē)輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強(qiáng)度工具（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體，打字機(jī)鍵盤(pán)，娛樂(lè)用車(chē)輛如高爾夫球手推車(chē)以及噴氣式雪撬車(chē)等場(chǎng)合。

應(yīng)用場(chǎng)合主要性質(zhì)：

1、外觀透明，剛硬帶韌性。燃燒慢，離火后慢熄。2、PC料耐沖擊性是塑料中最好的。3、成型收縮率小(0.5-0.7%)，成品精度高，尺寸穩(wěn)定性高。4、化學(xué)穩(wěn)定性較好，但不耐堿、酮、芳香烴等有機(jī)溶劑。5、耐疲勞強(qiáng)度差，對(duì)缺口敏感，耐應(yīng)力開(kāi)裂性顯著。聚碳酸酯(PC)英文名稱:Polycarbonate聚碳酸酯俗稱“防彈玻璃膠”，屬結(jié)晶性塑料。成型工藝：

1、干燥條件：溫度110-120℃，時(shí)間8-12小時(shí)。2、流動(dòng)性差，須用高壓注塑，但注塑壓力過(guò)高會(huì)使產(chǎn)品殘留內(nèi)應(yīng)力而易開(kāi)裂。3、PC料粘度對(duì)溫度很敏感，提高溫度時(shí)，粘度有明顯下降。4、模具的設(shè)計(jì)要求較高。5、注射速度太快，易出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，在澆口周?chē)鷷?huì)有糊斑，產(chǎn)品表面毛糙等缺陷或因排氣不良(困氣)而使產(chǎn)品燒焦。6、模溫以控制在80-100℃為宜。7、成型后為減小內(nèi)應(yīng)力，可采用退火處理。典型應(yīng)用范圍:電氣和商業(yè)設(shè)備（計(jì)算機(jī)元件、連接器等），器具（食品加工機(jī)、電冰箱抽屜等），交通運(yùn)輸行業(yè)（車(chē)輛的前后燈、儀表板等）。

其主要性質(zhì)如下：1、呈半透明，質(zhì)輕，可浮于水上。

2、良好流動(dòng)性及成型性，表面光澤，著色，外傷留痕優(yōu)于PE。

3、高的分子量使得抗拉強(qiáng)度高及屈服強(qiáng)度(耐疲勞度高)。

4、化學(xué)穩(wěn)定性高，不溶于有機(jī)溶劑，噴油，燙印及粘結(jié)困難。

5、耐磨性優(yōu)異，以及常溫下耐沖擊性好。6、成型收縮率大(1.6%)，尺寸較不穩(wěn)定，膠件易變形及縮水。聚丙烯(PP)聚丙烯俗稱“百折膠”，屬結(jié)晶性塑料。英文名稱:Polypropylene成型工藝1.

聚丙烯的流動(dòng)性好,較低的注射壓力就能充滿型腔,壓力太高,易發(fā)生飛邊,但太低,縮水會(huì)嚴(yán)重.注射壓力一般為80-90MPa,保壓壓力取注射壓力力的80%左右,宜取較長(zhǎng)保壓時(shí)間補(bǔ)縮.

2.

適于快速注射,為改善排氣不良,排氣曹宜稍深取0.3mm.

3.

聚丙烯高結(jié)晶度,料管溫度高:

料管溫度參數(shù):前料管200-240℃,中料管170-220℃,后料管160-190℃.

因其成型溫度范圍大,易成型,實(shí)際上為減少披鋒及縮水而采用較低溫度.

4.

因材料收縮率大,為準(zhǔn)確控制膠件尺寸,應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間.

5.

模溫宜取低溫(20-40℃),模溫太高使結(jié)晶度大,分子間作用強(qiáng),制品性好,光澤度好,但柔軟性,透明性差,縮水也明顯.

6.

背壓以0.5MPa為宜,干粉著色工藝應(yīng)適當(dāng)提高背壓,以提高混煉效果.典型應(yīng)用范圍:汽車(chē)工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機(jī)門(mén)襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門(mén)襯墊等），日用消費(fèi)品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等）。

主要性能如下：

1、通過(guò)添加增塑劑使材料軟硬度范圍大.2、難燃自熄,熱穩(wěn)定性差.3、PVC溶于環(huán)己酮,本氬夫喃,二氯乙烷,噴油用軟膠開(kāi)油水(含環(huán)己酮)4、PVC溶膠塑料玩具上主要用于搪膠.英文名稱:Poly(VinylChloride)聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯屬非結(jié)晶性塑料，原料透明。成型工藝

1、軟PVC收縮率較大(1.0-2.5%)，PVC性分子易吸水份，成型前需經(jīng)干燥。2、成型時(shí)料管內(nèi)長(zhǎng)期多次受熱，分解出氯乙烯單體及HCI(即降解)對(duì)模腔有腐蝕作用。3、軟PVC中加入ABS，可提高韌性，硬度及機(jī)械強(qiáng)度。4、因PVC成型加工溫度接近分解溫度，故應(yīng)嚴(yán)格控制料管溫度，盡可能用偏低的成型溫度，同時(shí)還應(yīng)盡可能縮短成型周期。5、針對(duì)易分解，流動(dòng)性差，模具流道和澆口盡可能粗、短、厚、以減小壓力損失及盡快充滿型腔。6、注射速度不宜太快。7、模具溫度盡可能低(30-45℃左右)以縮短成型周期及防止膠件出模變形(必要時(shí)膠件需經(jīng)定型相定型)。8、為阻止冷料堵塞澆口或流入模腔，應(yīng)設(shè)計(jì)較大冷料穴積存冷料。典型應(yīng)用范圍:供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機(jī)器殼體，電子產(chǎn)品包裝，醫(yī)療器械，食品包裝等。

3.6.2成型工藝

1、吸濕性小，成型前一般不干燥或短時(shí)干燥。2、成型溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，250℃以上分解出甲醛單體(熔料顏色變暗)故單憑提高溫度改善流動(dòng)性有害且無(wú)效果。正常啤塑宜采用較低的料管溫度及較短的滯留時(shí)間而提高注射壓力能改善熔料的流動(dòng)性及產(chǎn)品表面質(zhì)量(熔體流動(dòng)性對(duì)剪切速率較敏感)

溫度參數(shù)：前料管190—210℃，中料管180—205℃，后料管150—175℃。

壓力參數(shù)：注射壓力100Mpa左右，背壓0.5Mpa。3、模具溫度控制在80—100℃為宜。4、POM冷卻收縮率很大(2~2.5%)。典型應(yīng)用范圍:POM具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，特別適合于制作齒輪和軸承。由于它還具有耐高溫特性，因此還用于管道器件（管道閥門(mén)、泵殼體），草坪設(shè)備等。

成型工藝1、結(jié)晶料，吸濕小，不須充分干燥，流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分。不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變。2、收縮范圍和收縮值大，方向性明顯，易變形翹曲。冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。3、加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)發(fā)生分解，灼傷。

4、軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。5、可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸，以防開(kāi)裂。3.7.3典型應(yīng)用范圍:低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件和絕緣零件；高壓聚乙烯適于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯適于制作減震，耐磨及傳動(dòng)零件。

陶瓷材料Ceramicmaterials第二模塊：陶瓷材料的分類及其性能廣義上講，陶瓷材料指所有無(wú)機(jī)非金屬材料。是用天然或人工合成的粉狀化合物，經(jīng)成型和高溫?zé)Y(jié)而制成的多晶固體材料。普通陶瓷又稱傳統(tǒng)陶瓷。以天然硅酸鹽礦物為主要原料，如粘土、石英、長(zhǎng)石等。主要制品有：日用陶瓷、建筑陶瓷、電器絕緣陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷。特種陶瓷是以純度較高的人工合成化合物為主要原料的人工合成材料。如Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN等。按原料來(lái)源分：普通陶瓷、特種陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷氧化物陶瓷

非氧化物陶瓷

壓電陶瓷鐵電陶瓷介電陶瓷半導(dǎo)體陶瓷生物陶瓷磁性陶瓷

······氮化物陶瓷碳化物陶瓷······工具陶瓷

功能陶瓷按用途分類特種陶瓷可按化學(xué)組成分為氧化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷金屬陶瓷（硬質(zhì)合金）又稱傳統(tǒng)陶瓷、粘土陶瓷。這種陶瓷以天然硅酸鹽礦物，如粘土、長(zhǎng)石、石英等為主要原料配制、燒結(jié)而成的。主晶相為莫來(lái)石晶體（3Al2O3﹒2SiO2），占25～30％，次晶相為SiO2；玻璃相約為35～60％；氣相為1～3％。硬度高，不會(huì)氧化生銹，不導(dǎo)電，耐1200℃高溫，加工成型性好，成本低廉。玻璃相較多，強(qiáng)度較低，在較高溫度下易軟化，故耐高溫及絕緣性不及其它陶瓷。性能特點(diǎn)用于日用陶瓷工業(yè)上主要用作絕緣的電瓷絕緣子和耐酸、堿的容器、反應(yīng)塔管道等，還可用于受力不大，工作溫度在200℃以下的結(jié)構(gòu)零件。應(yīng)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)以Al2O3為主要成分，含少量SiO2的陶瓷。根據(jù)Al2O3含量不同，分為75瓷（

）又稱剛玉-莫來(lái)石瓷；95瓷、99瓷，又稱剛玉瓷。Al2O3含量愈高，玻璃相愈少，氣孔愈少，陶瓷的性能愈好，但工藝愈復(fù)雜，成本愈高。①氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷的強(qiáng)度高，是普通陶瓷的2～6倍，抗拉強(qiáng)度可達(dá)250MPa；耐磨性好，硬度次于金剛石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，居第5；耐高溫性能好，剛玉陶瓷可在1600℃下長(zhǎng)期工作，在空氣中的最高使用溫度達(dá)1980℃；耐腐蝕性和絕緣性好；脆性大，抗熱振性差，不能承受環(huán)境溫度的突然變化。氧化鋁陶瓷主要用于制作內(nèi)燃機(jī)火花塞，火箭、導(dǎo)彈的導(dǎo)流罩，石油化工泵的密封環(huán)，耐磨零件，如軸承、紡織機(jī)上的導(dǎo)紗器，合成纖維用的噴嘴等，作冶煉金屬用的坩堝等。相關(guān)知識(shí)點(diǎn)以Si3N4為主要成分；按生產(chǎn)工藝不同，分為熱壓燒結(jié)氮化硅陶瓷和反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷；熱壓燒結(jié)氮化硅陶瓷以Si3N4粉為原料，加入少量添加劑，裝入石墨模具中，在1600～1700℃高溫和20～30MPa的高壓下燒結(jié)成型，得到組織致密，氣孔率接近0的氮化硅陶瓷。因受石墨模具所限制，只能加工形狀簡(jiǎn)單的制品。②氮化硅陶瓷反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高溫，耐腐蝕，形狀復(fù)雜且尺寸精度高的制品。如石油化工泵的密封環(huán)、高溫軸承、熱電偶套管、燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子葉片等；熱壓燒結(jié)氮化硅陶瓷用于制造形狀簡(jiǎn)單的耐磨、耐高溫零件和工具。如切削刀具、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)刮片、高溫軸承等。應(yīng)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)主晶相SiC，有反應(yīng)燒結(jié)和熱