工程材料及耐蝕性

工程材料及耐蝕性第1頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料的種類有機非金屬材料塑料、樹脂、橡膠、涂料、復(fù)合材料等無機非金屬材料玻璃、石墨、搪瓷、陶瓷、水泥等第2頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料的腐蝕非金屬材料和介質(zhì)環(huán)境相互作用產(chǎn)生的變質(zhì)和破壞稱為非金屬的腐蝕，與金屬材料相比，其腐蝕行為更呈多樣性，且缺乏規(guī)律性。金屬腐蝕一般多在金屬表面上開始發(fā)生，逐漸向深處發(fā)展，而非金屬腐蝕破壞多從內(nèi)部形成。第3頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料的腐蝕類型按宏觀腐蝕形態(tài)分類①輕度腐蝕形態(tài)②中度腐蝕形態(tài)③破壞性腐蝕形態(tài)按腐蝕機理分類①物理腐蝕②化學(xué)腐蝕③大氣老化④環(huán)境應(yīng)力開裂第4頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料的物理腐蝕物理腐蝕是非金屬材料使用中最常見的腐蝕破壞形態(tài)，其形成的主要原因是環(huán)境介質(zhì)的滲透擴散及應(yīng)力（包括材料成型時形成的殘余應(yīng)力，環(huán)境溫度引發(fā)的熱應(yīng)力，結(jié)晶型介質(zhì)及滲入介質(zhì)因熱脹冷縮形成的膨脹應(yīng)力）聯(lián)合作用。第5頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一介質(zhì)的滲透和擴散在非金屬材料的腐蝕過程中，介質(zhì)的滲透與擴散起著重要的支配作用，而導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因有：大分子結(jié)構(gòu)及其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、非金屬材料的組成與成份、環(huán)境溫度和熱應(yīng)力、材料成型時的孔隙率和孔徑分布。

第6頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一溶脹和溶解產(chǎn)生的原因無論是非晶態(tài)高聚物還是結(jié)晶態(tài)高聚物，發(fā)生溶脹時，都是從非晶區(qū)開始而逐步進入晶區(qū)的，溶劑滲透到高分子材料內(nèi)部后，使之溶脹和溶解。判斷原則通常情況下，可采用極性相似原則或溶解度參數(shù)相近原則來判斷高分子材料耐溶劑性。

第7頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料物理腐蝕機制有機非金屬材料有機非金屬材料的物理腐蝕主要表現(xiàn)形式為溶脹和溶解，以及介質(zhì)對有機介質(zhì)滲透破壞作用。主要與介質(zhì)向材料基體擴散、滲透有關(guān)。無機非金屬材料無機非金屬材料的滲透性腐蝕主要表現(xiàn)在硅酸鹽水泥類材料中。其腐蝕形態(tài)以溶出腐蝕及膨脹破碎腐蝕為主。第8頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料的化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕也是非金屬材料使用中最常見的腐蝕破壞形態(tài)，其形成的主要原因是環(huán)境介質(zhì)、溫度、熱應(yīng)力等的作用下非金屬材料發(fā)生降解、分解、老化等化學(xué)破壞。

第9頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一有機非金屬材料的化學(xué)腐蝕

氧化反應(yīng)

水解和降解作用

取代基反應(yīng)

交聯(lián)反應(yīng)

第10頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一氧化反應(yīng)高分子材料（如天然橡膠和聚烯烴高聚物等），在輻射或紫外光等外界因素作用下，能發(fā)生高分子氧化反應(yīng)；氧化性介質(zhì)（如濃HNO3、濃H2SO4等），也會使高聚物分子發(fā)生氧化。其原因是在這些高聚物大分子鏈上存在有鍵能較低的與叔碳原子相連的或與雙鍵α位碳原子相連的C－H鍵。在氧化過程中，生成的過氧化物分解會導(dǎo)致大分子降解、交聯(lián)、和鏈的增長，氧自由基可導(dǎo)致降解，形成酮基醛基，也可使不飽和化合物交聯(lián)。一般來講，具有雜鏈的高聚物比只有碳連的高聚物抗氧化性能好。第11頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一水解作用

雜鏈高聚物因其含有氧、氮、硅等雜原子，在碳原子與雜原子之間構(gòu)成極性鍵，如醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、硅氧鍵等。水與這類鍵發(fā)生作用而導(dǎo)致高聚物發(fā)生降解的過程被稱為高聚物的水解。

第12頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一降解作用含有極性基因的其它腐蝕性介質(zhì)，如有機酸、有機胺、醇和酯等都能使相對應(yīng)的高聚物發(fā)生降解，稱為酸解、醇解、酚解、胺解。對于一些分子鏈上大多不含易水解基因的高聚物來說，如聚烯烴及其衍生物等，就不易發(fā)生水解反應(yīng)，且耐酸、耐堿性好。

第13頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一取代基反應(yīng)在飽和碳－碳鏈高聚物中，雖然不容易存在像氧化反應(yīng)中的雙鍵或三鍵等基因斷裂降解，但是在特定情況下、碳－碳鏈的碳原子也可以被其它原子所取代，而發(fā)生取代基反應(yīng)。通過情況下發(fā)生鹵代取代反應(yīng)的機會比較多。另外有些高聚物在濃H2SO4、HNO3的作用下，可以發(fā)生磺化和硝化的取代反應(yīng)。第14頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一交聯(lián)反應(yīng)有些高聚物在使用過程中，受日光或環(huán)境作用，相鄰鏈間會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而使材料硬化變脆。第15頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一無機非金屬的化學(xué)腐蝕

常見的耐蝕硅酸鹽材料，主要是由硅、氧原子組成，常以硅酸鹽和硅石（SiO2）存在。而分解型腐蝕通常發(fā)生在硅酸鹽硬化水泥石中，通過離子交換反應(yīng)，硬化水泥石可受到如下三種形式的分解型腐蝕。（1）形成可溶性鈣鹽（2）形成不溶性鈣鹽（3）鎂鹽侵蝕第16頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一非金屬材料環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂開裂機理分類影響因素第17頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一開裂機理主要理論：表面能（△S）降低理論附著功（W）理論、自由能變化值（△G）理論理論局限性自由能變化值理論是最具有說服力第18頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂分類環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂溶劑開裂氧化應(yīng)力開裂第19頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一影響因素非金屬材料的性質(zhì)非金屬材料受應(yīng)力的大小、方向環(huán)境介質(zhì)組成與成份第20頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一復(fù)合材料的腐蝕腐蝕原理腐蝕影響因素防腐蝕對策第21頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一腐蝕原理影響復(fù)合材料耐腐蝕性能的主要因素是樹脂基體，玻璃纖維基材及二者間界面。當環(huán)境介質(zhì)分子經(jīng)樹脂基體滲透擴散到玻璃纖維后，將激發(fā)復(fù)合材料基體內(nèi)力一起對玻璃纖維及樹脂與玻璃纖維界面形成腐蝕破壞，導(dǎo)致玻璃纖維失強及界面粘結(jié)強度下降。由于界面粘結(jié)不充分，滲入的介質(zhì)在界面間空隙處產(chǎn)生滲透壓，協(xié)同殘余應(yīng)力一起破壞界面，并由于毛細現(xiàn)象使介質(zhì)分子沿毛細管迅速滲入界面空隙區(qū)。循環(huán)往復(fù)，最終導(dǎo)致復(fù)合材料分層、脫粘、鼓泡、開裂，同時環(huán)境溫度及其熱應(yīng)力可加速該過程。第22頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一影響因素拉伸應(yīng)力環(huán)境介質(zhì)材料（樹脂基材、增強體）樹脂基材與增強體之間的界面結(jié)構(gòu)第23頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一防腐蝕對策1)選擇合適的偶聯(lián)劑材料2）進行合理復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計3）進行鱗片襯里處理第24頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一耐腐蝕高分子材料常用樹脂環(huán)氧樹脂不飽和聚酯呋喃樹脂復(fù)合樹脂第25頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一酚醛樹脂制備與合成種類固化與固化劑結(jié)構(gòu)與耐蝕性應(yīng)用第26頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一制備與合成酚醛樹脂是以酚類和醛類化合物為原料，在催化劑存在下縮合得到的一類樹脂統(tǒng)稱。通常采用的以苯酚和甲醛為原料而制得的酚醛樹脂。第27頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類熱塑性酚醛樹脂在酸性催化劑作用下，苯酚過量而生成的縮聚物熱固性酚醛樹脂在堿性催化劑作用下，甲醛用量增多而生成的。腐蝕與防護用的屬于熱固性樹脂第28頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一固化與固化劑苯磺酰氯硫酸乙酯第29頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與耐蝕性酚醛樹脂中仍然存在著酚羥，它是一種弱酸性的基因，能與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性的酚鈉，所以酚醛樹脂不耐堿性介質(zhì)。由于酚醛樹脂是網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，其分子鏈是由C－C鍵構(gòu)成，因此對于各種化學(xué)介質(zhì)的作用較為穩(wěn)定酚醛樹脂是僅含一個碳原子的亞甲基把剛性苯環(huán)聯(lián)接而構(gòu)成的，并且含有大量的極性羥基。因此鏈帶的旋轉(zhuǎn)很困難，分子的柔順性很差，剛性大，故酚醛樹脂顯得硬而脆。第30頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與耐蝕性酚醛樹脂呈體型結(jié)構(gòu)，所以耐熱性較好，它的馬丁耐熱度，即在空氣中的熱變形溫度，約為120℃左右。但是，熱變形溫度非它的最高使用溫度，酚醛樹脂的最高使用溫度，根據(jù)不同的使用方式，不同的腐蝕介質(zhì)而定。酚醛樹脂在固化過程中的揮發(fā)物和水分逸出，會影響其強度和抗?jié)B性，增加氣孔率第31頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用電工玻璃鋼第32頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)氧樹脂合成與制備種類固化劑結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第33頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基因的一類有機高分子化合物。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團為特征，環(huán)氧基團可以位于鏈的末端或中間，由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團，使它可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成不溶與不熔的具有三維結(jié)構(gòu)的體型高聚物。第34頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類環(huán)氧樹脂品種很多，但工業(yè)上產(chǎn)量最大的環(huán)氧樹脂品種是縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂，而其中以二酚基丙烷（簡稱雙酚A）與環(huán)氧丙烷縮聚而成的二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂（簡稱雙酚A型環(huán)氧樹脂）為主要產(chǎn)品。第35頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一固化劑胺類固化劑酸酐類固化劑含有活性基團的合成樹脂第36頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能由于環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有一些特殊的基因，因此環(huán)氧樹脂具有很強的粘合力。它能夠粘結(jié)金屬、非金屬多種材料。環(huán)氧樹脂的分子鏈是碳一碳鍵和醚構(gòu)成的，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，能耐稀酸、堿和某些溶劑。固化后的環(huán)氧樹脂具有較高的抗彎強度，而不像酚醛樹脂那么脆。環(huán)氧樹脂的固化是一個直接加成反應(yīng)，反應(yīng)沒有副產(chǎn)物生成，故而其收縮小，熱膨脹系數(shù)小，一般適用于制造澆鑄制品和玻璃制品。環(huán)氧樹脂空氣中的馬丁熱度在105～130℃左右，但是在濃度較高的酸或堿介質(zhì)中使用時，其使用溫度大大降低。第37頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用涂料玻璃鋼其他第38頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一不飽和聚酯合成與制備固化與助劑結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第39頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備不飽和聚酯是聚酯樹脂的一類，通常用于玻璃鋼的。通過酯化反應(yīng)可以用二元酸與二元醇或三元醇的酯化反應(yīng)來制備生成不飽和聚酯。第40頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一固化與助劑自身固化不飽和聚的分子結(jié)構(gòu)中還含有不飽和雙鍵，它可以在引發(fā)劑存在下與其它不飽和化合物反應(yīng)，交聯(lián)固化成體型結(jié)構(gòu)。也可以通過自身所含雙鍵交聯(lián)固化。助劑交聯(lián)固化在交聯(lián)固化過程中，除了需要交聯(lián)外，還需要引發(fā)劑、促進劑、阻聚劑、觸變劑等，來共同完成不飽和聚酯的固化。第41頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能不飽和聚酯樹脂不耐氧化性介質(zhì)，在氧化性介質(zhì)中，樹脂極易老化，特別是溫度升高，老化過程會加速，因而不耐蝕。在聚酯樹脂分子鏈中含有大量的酯鍵，在堿和熱酸條件下，能發(fā)生水解，而耐堿及耐溶劑性能較差。第42頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用涂料玻璃鋼其他第43頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一呋喃樹脂種類固化與改性結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第44頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類定義分子結(jié)構(gòu)中含有呋喃樹脂環(huán)的樹脂種類糠醇樹脂糠醛－丙酮樹脂和糠醛－丙酮樹脂第45頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一固化與改性固化劑酚醛樹脂的固化劑可以作為呋喃樹脂用固化劑，如苯磺酰氯、硫酸乙酯等改性可以用增塑劑來降低呋喃樹脂的脆性第46頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能固化了的呋喃樹脂具有良好的耐酸、耐堿性能，可在酸、堿交替的介質(zhì)中使用。由于呋喃樹脂分子中還有部分雙鍵存在，易被氧化，故不耐強氧化性介質(zhì)。固化后的呋喃樹脂具有非常好的緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得它具有比較好的耐溶劑性能及耐溫性能。但是呋喃樹脂因交聯(lián)度高而缺乏柔韌性，在外力作用下，樹脂容易碎裂。第47頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用膠泥高溫場合使用第48頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一復(fù)合樹脂復(fù)合的目的與意義種類合成與制備固化與固化劑結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第49頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一復(fù)合的目的與意義為了克服單一樹脂的缺陷，發(fā)展了復(fù)合樹脂，復(fù)合樹脂是兩種或兩種以上單一樹脂經(jīng)過簡單復(fù)合或改性而成的，復(fù)合樹脂的各種性能與原來樹脂的性能大不相同，可以達到互相取長補短的目的。第50頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類常見的復(fù)合樹脂有：

1）甲基丙烯酸（或丙烯酸）環(huán)氧樹脂

2）雙酚A型聚酯樹脂第51頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用涂料膠泥浸漬劑及玻璃鋼第52頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一常用塑料定義與概述一般性能種類工程應(yīng)用第53頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一定義與概述塑料是以合成的或天然的樹脂作為主要成分，加上其它各種添加劑，在一定條件下加工成型的。第54頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一一般性能性能影響因素：

1）主體成分聚合物樹脂的性質(zhì)

2）聚合物的分子量大小，分布以及空間構(gòu)型

3）某些成分輔料性能優(yōu)缺點優(yōu)點：如密度小、比強度大、耐腐蝕性好和易加工等缺點：如不耐高溫、強度差易變形、熱膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱差、易老化等第55頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類按照應(yīng)用領(lǐng)域分：通用塑料工程塑料特種塑料按成型工藝性能分：熱固性塑料：一般是由縮聚類樹脂組成熱塑性塑料：一般是由聚合類樹脂組成第56頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用型材塑料既可以作為結(jié)構(gòu)材料，也可作耐蝕襯里材料和絕緣材料。制品塑料既可以制成型材，也可以制成制品和日常品。第57頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一聚氯乙烯合成與制備種類結(jié)構(gòu)與性能應(yīng)用第58頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯單體聚合而成。懸浮聚合兩乳液聚合是工業(yè)上常用的生產(chǎn)制備方法。聚氯乙烯塑料屬于熱塑料，是以聚氯乙烯為主要成分，加入輔助添加劑，經(jīng)過捏合、混煉和加工成型等制得。第59頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類根據(jù)增塑劑加入量的不同，聚氯乙烯塑料分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩類：硬質(zhì)：在100份樹脂中加入30～70份增塑劑軟質(zhì)：在100份樹脂中加入5份以下增塑劑第60頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能具有一定的機械強度焊接和成型性能良好良好的耐腐蝕性能第61頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域：化工、石油、制藥、染料等工業(yè)使用類型：硬聚氯乙烯塑料：常用來作為型材來使用軟聚氯乙烯塑料：因機械強度低，常用作設(shè)備襯里第62頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一聚乙烯合成與制備種類結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第63頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備聚乙烯是乙烯的高分子聚合物第64頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類根據(jù)聚合工藝條件：高壓聚乙烯中壓聚乙烯低壓聚乙烯根據(jù)分子結(jié)構(gòu)：低密度聚乙烯：高壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)中含有較多支鏈，結(jié)晶度較小，密度低，故稱為低密度聚乙烯。高密度聚乙烯：低壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)中含有支鏈少，結(jié)晶度高，密度大，故又稱為高密度聚乙烯。第65頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能物理機械性能由于聚乙烯是結(jié)晶性聚合物，聚乙烯的物理機械性能主要受結(jié)晶度大小的影響，此外，聚乙烯的分子量以及分子量分布也有一定的作用。超高分子量的高密度聚乙烯具有較高的沖擊強度和長期耐疲勞性能，并且有優(yōu)異的抗摩擦性和自潤滑性化學(xué)與耐蝕性能聚乙烯的耐腐蝕性能和硬聚氯乙烯差不多。無機介質(zhì)：常溫下能耐一般的酸、堿、鹽腐蝕有機介質(zhì)：在耐化學(xué)介質(zhì)和溶劑的性能方面，高密度聚乙烯比低密度聚乙烯好些。第66頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用是一種優(yōu)良的工程塑料。第67頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一聚丙烯合成與制備種類結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第68頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備聚丙烯是丙烯單體聚合的高聚物。以聚丙烯為主體的塑料稱為聚丙烯塑料。第69頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類立體規(guī)整性等規(guī)聚丙烯間規(guī)聚丙烯無規(guī)聚丙烯。改性成分來分多種改性產(chǎn)品。第70頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能機械物理性能優(yōu)點：軟化點高，耐熱性好，拉伸強度與剛性都好，硬度大，耐磨性好，耐應(yīng)力開裂很出色，電絕緣性好。缺點：是低溫沖擊強度差，易脆化；耐候性差，靜電性高，線脹系數(shù)大?；瘜W(xué)與耐蝕性能優(yōu)點：具有很好的耐蝕性能，并且耐溶劑性也優(yōu)于硬ＰＶＣ缺點：聚丙烯分子中的叔碳原子容易被氧化，因此，不耐強氧化性介質(zhì)的腐蝕。第71頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用成型方式聚丙烯可以用于注射、擠壓、模壓、襯里等方法加工制品應(yīng)用對象廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，在化工中常用作管道、反應(yīng)槽、襯里等第72頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一氟塑料合成與制備種類結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第73頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備含有氟原子的塑料總稱氟塑料。第74頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類聚四氟乙烯聚全氟乙烯聚偏二氟乙烯聚三氟乙烯第75頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能由于氟塑料分子結(jié)構(gòu)中存在著氟原子，使聚合物具有極為優(yōu)良的耐腐蝕性、耐熱性、電性能和自潤滑性等。第76頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用村里自潤滑材料密封材料耐蝕材料第77頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一酚醛塑料合成與制備種類結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第78頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一合成與制備酚醛塑料是以酚醛樹脂為基材，加入其他添加劑制成的熱固性塑料。第79頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類酚醛塑料改性酚醛塑料，如環(huán)氧改性等第80頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能物理機械性能酚醛塑料制品在常溫下具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，承載時變形較小，耐熱性好、一般可在150℃以下長期使用，有較高的機械強度，有較好的電絕緣性。化學(xué)與耐蝕性能耐腐蝕性能好第81頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用酚醛塑料可用于制作：電器及其零部件耐磨件防腐蝕用的各種器件第82頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一耐高溫聚合物塑料定義和種類結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第83頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一定義和種類定義耐高溫聚合物塑料是指在空氣中于200℃以上溫度下有一定使用壽命的高分子材料。種類主要品種有聚苯硫醚塑料、有機硅、聚苯烴、聚苯酯、聚二苯醚、聚酰亞胺等。第84頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能高的熱穩(wěn)定性優(yōu)良的耐蝕性第85頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程應(yīng)用使用對象：主要用于制造耐熱塑料、復(fù)合材料、薄膜、纖維、粘結(jié)劑和涂層等。使用成本：雖然這類塑料具有優(yōu)良的耐高溫性能和耐蝕性能，但是其價格一般偏高。第86頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一塑料合金定義與種類制備方法結(jié)構(gòu)與性能工程應(yīng)用第87頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一定義與種類定義：把兩種或兩種以上塑料共混后，形成表觀均勻的多組分體系，表現(xiàn)出比單塑料更優(yōu)越的性能的新型塑料，稱為塑料合金。種類主要品種有聚氯乙烯（PVC）共混聚合物、聚乙烯（PE）共混聚合物和聚丙烯（PP）共混聚合物幾類。第88頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一制備方法物理方法：把兩種以上塑料聚合物熔融混煉法把兩種以上塑料聚合物乳液混合后共凝集法化學(xué)方法：接枝聚合法嵌段聚合法互貫網(wǎng)絡(luò)聚合法第89頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)構(gòu)與性能合金組分與狀態(tài)塑料合金的性能在很大程度上受共混組分分散狀態(tài)的支配，而分散狀態(tài)又受各組分溶解度參數(shù)影響，若兩組分溶解參數(shù)相差0.5以下就可以相溶。共混及其作用改善加工性能和物理機械性能，賦予新的功能以降低成本等。第90頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一橡膠概述分類橡膠制品類型物理機械性能化學(xué)性能主要用途第91頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述橡膠是一種有機高分子材料，在很寬的溫度范圍內(nèi)具有高彈性，在較小的應(yīng)力作用下就能產(chǎn)生較大的彈性變形（200％～1000％）的物質(zhì)。第92頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一分類按照原料來源，天然橡膠：目前用于設(shè)備襯里的橡膠主要是天然橡膠合成橡膠按照使用性能和環(huán)境通用橡膠：主要作為工業(yè)制品和日用雜品特種橡膠：用于特殊環(huán)境使用的制品第93頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一橡膠制品類型橡膠類型到目前為止，開發(fā)合成橡膠出了170多個品種。常用的橡膠有：天然橡膠、氯化橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠等。橡膠制品的規(guī)格和種類主要有橡膠板材、膠管和膠帶幾大類第94頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理機械性能橡膠的應(yīng)用主要取決于其力學(xué)物理性能：橡膠具有較高的彈性、耐低溫性能和耐磨性能導(dǎo)熱性能較差良好的絕緣性能，因為橡膠大多為非極性分子。第95頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)性能橡膠耐化學(xué)腐蝕性很好，除了強氧化性介質(zhì)、有機溶劑、油脂等介質(zhì)外，對大多數(shù)介質(zhì)都是耐蝕的。具有耐磨蝕、防空蝕有優(yōu)良的交替形變和溫度變化的適應(yīng)能力。第96頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一主要用途用途橡膠一般情況下作為設(shè)備襯里用。硫化工藝一般情況下，通過硫化方式對橡膠進行改性，提高其性能。化工設(shè)備常用的橡膠襯里一般選用未硫化橡膠，襯貼后進行硫化；或者選用預(yù)硫化膠板，粘貼后自然硫化。第97頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一無機非金屬材料陶瓷材料耐酸陶瓷工程陶瓷玻璃化工搪瓷鑄石耐酸水泥第98頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一陶瓷材料基本概念陶瓷的結(jié)構(gòu)分類性能力學(xué)與物理性能熱性能化學(xué)穩(wěn)定性其他性能第99頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一基本概念經(jīng)典陶瓷現(xiàn)代陶瓷泛指包括玻璃、水泥、耐火材料等全部硅酸鹽材料，以及經(jīng)過成型、燒結(jié)等工序得到的金屬的氧化物、非氧化物等無機非金屬材料的總稱。陶瓷的力學(xué)性能、熱性能以及耐腐蝕性能等基本性能與陶瓷內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而組織結(jié)構(gòu)又主要取決于陶瓷的原料與制造工藝。第100頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一陶瓷的結(jié)構(gòu)陶瓷是一種多晶體材料，一般由晶相、玻璃相和氣相組成。第101頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一分類普通陶瓷包括日用、建筑用、絕緣用、化工用、多孔等幾類陶瓷特種陶瓷分為氧化物、氮化物、碳化物、復(fù)合、金屬、纖維增強等幾類陶瓷其他硅酸鹽陶瓷有玻璃、鑄石、水泥、耐火材料等第102頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一力學(xué)與物理性能陶瓷材料易發(fā)生脆性斷裂，這是其主要的力學(xué)特征和最大的特點。陶瓷的結(jié)合鍵很強，使它具有很高的抗壓強度和硬度。第103頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一熱性能陶瓷材料的熔點較高，一般是2000℃以上熱容較小，導(dǎo)熱性較差，大約為碳鋼材料的1／25陶瓷材料的線膨脹系數(shù)較小，比高聚物和金屬低，一般為10－5～10－6k-1陶瓷承受溫度急劇變化的能力較差，受急冷急熱時容易破壞第104頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)穩(wěn)定性影響因素：陶瓷材料具有良好的耐腐蝕性能，其耐腐蝕能力與材料的化學(xué)成分、礦物組成、孔隙率、結(jié)構(gòu)類型和腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。耐蝕性：普通陶瓷對于大多數(shù)無機酸很穩(wěn)定，但不耐HF和高溫下的H3PO4和NaOH，一些特種陶瓷具有非常優(yōu)異的抗高溫氧化能力。第105頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一其他性能絕緣性能陶瓷晶體中沒有自由電子存在，使大多數(shù)陶瓷具有良好的絕緣性能，常用作絕緣材料。導(dǎo)電性少數(shù)陶瓷既是離子導(dǎo)體，又有一定的電子導(dǎo)電性，常用作光電材料使用。生物活性有些陶瓷材料在動物體內(nèi)沒有排異性，可作為生物材料而使用。磁性能部分陶瓷具有磁性，而作為磁性材料使用。第106頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一防腐蝕用陶瓷材料化工陶瓷（耐酸陶瓷）屬普通陶瓷中的一種玻璃、鑄石、水泥、耐火材料等屬于其他硅酸鹽陶瓷材料范疇第107頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一耐酸陶瓷（化工陶瓷）概述化學(xué)組成與性能主要品種與用途第108頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述用于石油、化工設(shè)備的防腐或作獨立化工設(shè)備的陶瓷稱為化工陶瓷。由于化工陶瓷的耐酸性好，耐堿性差，所以又稱為耐酸陶瓷。第109頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)組成與性能化學(xué)組成普通耐酸陶瓷是以黏土，瘠性料和助溶劑三大類材料經(jīng)燒結(jié)而成，耐酸陶瓷表面常用食鹽上釉，這種釉堅固結(jié)實，與坯體結(jié)合好，耐酸不脫落，不開裂，可提高陶瓷的抗?jié)B透性。性能耐腐蝕不滲透性能耐一定的溫度急變承受一定壓力第110頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一主要品種與用途耐酸陶瓷制品：磚、板、管、各種化工設(shè)備及流體輸送機械等。用途應(yīng)用最多的還是耐酸磚、板，主要作為防腐蝕襯里材料。第111頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工程陶瓷概述品種與用途第112頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述指一類具有特殊力學(xué)，物理或化學(xué)性能的陶瓷，其原料都是經(jīng)過人工制備的高純度化合物，其成分和配比可以控制，制品質(zhì)量穩(wěn)定，高比強度、高溫高強結(jié)構(gòu)材料和具有各種特殊功能的材料，并在工程上被用作結(jié)構(gòu)材料的一類陶瓷常稱為工程陶瓷。第113頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一品種與用途防腐用陶瓷主要品種：氧化鋁陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷用途：化工設(shè)備用部件：零件、活塞、閥、熱電偶套管等。機械零部件：零部件、內(nèi)襯材料、泵部件、密封、軸套、拉絲成型模具、澆注用的拉芯棒和壓鑄模具、渦輪葉片、耐磨部件（軸承、滾珠、密封件等）等。第114頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一玻璃概述種類工業(yè)玻璃化工玻璃組成化工玻璃性能化學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能、其他性能化工常用玻璃玻璃襯里概述、要素、工藝和性能第115頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述定義：凡熔融體通過一定方式冷卻，因粘度逐漸增加而具有固體的機械性質(zhì)與一定結(jié)構(gòu)特征的非晶體物質(zhì)，不論其化學(xué)組成及硬化溫度范圍如何，都稱為玻璃玻璃范疇廣義：包括單質(zhì)玻璃、有機玻璃和無機玻璃狹義：僅指無機玻璃。第116頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類硅酸鹽玻璃：以SiO2為主要成分的硅酸鹽玻璃氧化物玻璃：以其他氧化物為主要成分的氧化物玻璃非氧化物玻璃：以硫?qū)倩衔锘螓u化物為主的非氧化物玻璃金屬玻璃：由某些合金形成的金屬玻璃第117頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化工用玻璃的組成化工用玻璃屬于硅酸鹽玻璃，主要化學(xué)成分是二氧化硅（SiO2）,還有各種金屬氧化物如Na2O,

K2O,

CaO,

MgO,

Al2O3,

B2O3,

BaO,

ZnO,

PbO等，它們是由石英砂、硼酸、硼砂、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿、苦灰石、芒硝、碳酸鉀等礦物原料引入。所引入的氧化物賦予了玻璃的各種性能。玻璃的煉制過程中，還加入少量澄清劑、助熔劑、著色劑、乳濁劑等輔助原料，可以賦予玻璃某種特性和加速熔制過程。第118頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一工業(yè)玻璃種類：硼硅酸鹽玻璃、低堿無硼玻璃、石英玻璃和高硅氧玻璃。用途：常用來制作分餾塔、吸收塔、蒸發(fā)器、換熱器、反應(yīng)器及管道、閥門和玻璃泵等。第119頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)性能玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性就是玻璃低抗水、酸、堿以及其它化學(xué)溶劑及溶液或氣體侵蝕的能力。主要由玻璃中二氧化硅和堿金屬氧化物的含量來決定的。二氧化硅含量增加則會使穩(wěn)定性提高，堿金屬氧化物中以Ｋ2Ｏ的影響最大，其次為Na2O,再次為Li2O。普通玻璃為鈣鈉玻璃，化學(xué)穩(wěn)定性差，不能低抗化學(xué)介質(zhì)、水和氣體的侵蝕，并且熱穩(wěn)定性差，不適用于化學(xué)工業(yè)。適用于化工用的有石英玻璃、高硅氧玻璃、硼酸鹽玻璃和低硼無硼玻璃。第120頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一力學(xué)性能抗拉強度：玻璃是一種典型的脆性材料，在沖擊和動負荷作用下很容易破碎，并且玻璃的抗拉強度低，僅為59～79Mpa?？估瓘姸龋翰ＡЭ箟簭姸纫糜谄淇估瓘姸?，幾乎要高十幾倍。硬度：玻璃的硬度很高，僅次于金剛石、剛玉、碳化硅等磨料，其硬度大小主要取決于其化學(xué)組成。第121頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一熱性能熱脹系數(shù)：玻璃的熱性能較差，其熱脹系數(shù)隨化學(xué)組成的不同變化很大，從1.8×10－7K－1～10×10－6K－1。導(dǎo)熱性：玻璃的導(dǎo)熱性差，只有鋼的1／400。熱穩(wěn)定性：玻璃的熱穩(wěn)定性很差，在冷熱交替作用下很容易炸裂。第122頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一其他性能光學(xué)性能玻璃具有良好的透光性和折光性等絕緣性能常溫下玻璃是電的優(yōu)良體。第123頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化工常用玻璃化工常用的玻璃有：硼硅酸鹽玻璃、低堿無硼玻璃、石英玻璃、高硅氧玻璃、微晶玻璃。化工防腐上用的玻璃化驗室儀器除外，主要為硼硅酸鹽玻璃。低堿無硼玻璃目前還只限于管道生產(chǎn)。在化工防腐蝕上應(yīng)用最多的玻璃制品是玻璃管道。第124頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述玻璃襯里就是將玻璃襯貼在鋼（或鑄鐵）制管道，管件內(nèi)部（或噴涂在外部），形成玻璃或鋼鐵的復(fù)合體。它不僅具有玻璃優(yōu)良的耐蝕性能和光潔性能，而且又具有鋼鐵制件的耐壓、耐熱等良好的機械性能。是一種新型防腐蝕材料，目前已試制成功了襯直管、彎頭、三通、四通、異徑管及小型反應(yīng)釜、閥門等，使用效果良好。第125頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一玻璃襯里的三要素玻璃密著劑金屬材料第126頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一襯制工藝工藝流程為了使玻璃牢固地粘附在金屬管件上，必須首先清除管件上的污染物及銹蝕。為此目的，一般先經(jīng)過650～800℃的退火，再經(jīng)過噴砂清理，清除氧化皮，然后均勻噴涂底釉，一般厚度為0.8～1mm,噴涂完畢后則進行烘干焙燒成型。工藝類型有三種方法將玻璃襯貼在鋼鐵上：（1）人工吹制法（2）膨脹法（3）噴涂法。第127頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一玻璃襯里的性能特點玻璃襯里是一種玻璃和金屬的復(fù)合材料。。它的耐蝕性能取決于所襯玻璃的性能。第128頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化工搪瓷概述瓷釉層及其在鋼鐵表面上的搪燒化工搪瓷設(shè)備的性能化工搪瓷設(shè)備的維護與修補化工搪瓷產(chǎn)品類型第129頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述通用搪瓷：就是將瓷釉涂搪在金屬底材上，經(jīng)過高溫?zé)贫?，它是金屬和瓷釉的?fù)合材料?；ぬ麓桑菏菍⒑枇扛叩哪退岽捎酝扛苍阡摚ㄨT鐵）制設(shè)備的表面上，經(jīng)高溫煅燒使之與金屬密著，形成致密的，耐腐蝕的玻璃質(zhì)薄層（厚度一般為0.8～1.5mm）。這樣的設(shè)備稱為化工搪瓷設(shè)備。第130頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一瓷釉層及其在鋼鐵表面上搪燒搪瓷釉是一種化學(xué)成分復(fù)雜的堿－硼－硅酸鹽玻璃。所有的瓷釉都是由石英砂，長石等天然巖石加上助熔劑以及少量能使瓷釉起牢固密著和給瓷釉以其他性能的物質(zhì)。這些原料經(jīng)粉碎后，按所需比例混合，在1130～1150℃的高溫下熔融而成玻璃態(tài)物質(zhì)，然后將上述熔融物加水、粘土、石英、乳油劑等在研磨機內(nèi)充分磨細，即成瓷釉漿。將這種瓷釉漿均勻涂覆在鋼鐵表面，經(jīng)烘干，并在800～900℃燒結(jié)，成為致密的玻璃質(zhì)層，即為搪瓷涂層。第131頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化工搪瓷設(shè)備的性能化工搪瓷設(shè)備的機械物理性能主要取決于鋼鐵基材、搪瓷涂層、以及搪瓷層與基體間的結(jié)合力。兼具金屬設(shè)備的力學(xué)性能和瓷釉的耐腐蝕性的雙重優(yōu)點

搪瓷設(shè)備還具有表面光滑，不掛料，易清洗以及具有良好的耐磨性等優(yōu)點。第132頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)與耐蝕性能化工搪瓷設(shè)備具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，除氫氟酸和含氟離子介質(zhì)、高溫磷酸以及強堿外，能耐各種濃度的無機酸、有機酸、鹽類、有機溶劑和弱堿的腐蝕。當堿液PH值小于12的情況下，可正常使用于60℃以下。但它不耐氫氟酸（包括含氟溶液），高溫磷酸（180℃以上）和強堿溶液腐蝕。第133頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化工搪瓷設(shè)備的維護與修補法應(yīng)盡可能維護好化工搪瓷設(shè)備，一旦出現(xiàn)局部破壞，可采用如下幾種方法進行修補：（1）瓷釉加熱修補（2）耐蝕金屬修補（3）用非金屬材料修補（4）耐蝕金屬涂料混合修補法。第134頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化工搪瓷產(chǎn)品搪瓷反應(yīng)罐與貯罐熱交換器聚合釜與各種塔管及管件泵及閥門第135頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一鑄石

概述

化學(xué)成分性能

物理和力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性品種用途第136頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述鑄石是以天然巖石或某些工業(yè)廢渣為主要原料，添加角閃石、白云石、石灰石、螢石等輔料，以及鉻鐵礦，鈦鐵礦等結(jié)晶劑，經(jīng)配料、焙化、澆注成型、結(jié)晶、退火等工藝過程制得的，基本是一種單－礦相的工業(yè)材料。它的特性是耐磨、耐腐蝕，并且具有優(yōu)良的絕緣性和很高的抗壓強度，可以廣泛地應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，特別是在那些承受劇烈磨損和耐酸堿侵蝕的部位，以此代替各種黑色金屬，有色金屬，合金材料及橡膠等，效果十分顯著，并且還能延長設(shè)備壽命。第137頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)成分鑄石的化學(xué)成分主要是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3和FeO,以及少量的TiO2、K2O、Na2O、MnO2和Cr2O3等。第138頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理機械性能耐磨性鑄石具有極高的耐磨強度，其耐磨性比錳鋼高5～15倍，比一般碳鋼高十幾倍，不銹鋼、鉛和橡膠高得多。鑄石的耐磨性受載荷作用的方向影響較大，如果鑄石不是單純的摩擦，而有一定的沖擊載荷，其耐磨性則會降低。物理力學(xué)性能鑄石屬脆性材料，抗壓強度較高，但不如工程陶瓷，彎曲，抗拉伸強度很低，承受沖擊，載荷的能力很差。第139頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理機械性能熱穩(wěn)定性由于不同鑄石的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度急劇變化時就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而導(dǎo)致鑄石的脆裂。所以鑄石熱穩(wěn)定性不高，有100℃水中放到20℃水中的反復(fù)次數(shù)一般僅5次。第140頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)穩(wěn)定性鑄石具有優(yōu)良的耐腐蝕性，其耐蝕性能比不銹鋼、鉛和橡膠高得多，能耐大多數(shù)化工介質(zhì)，除氫氟酸和熱磷酸、熔融堿外，在硫酸、硝酸、甚至水等酸性介質(zhì)中極穩(wěn)定，在溫度90～100℃稀堿液中也非常穩(wěn)定，其耐酸度﹥99％，耐堿度﹥95％。第141頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一品種鑄石原材料品種：主要有輝綠巖鑄石和玄武巖鑄石，其中以輝綠巖鑄石使用最多。

鑄石制品的品種：板材、管材、粉、球以及各種異型產(chǎn)品。第142頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一用途工業(yè)部門：化工、冶金、礦山等工業(yè)部門。紡織、食品、造紙等輕工業(yè)部門。用途：可以用作耐磨、耐腐蝕或耐磨蝕的管道、設(shè)備襯里、部件、地坪等。可部分代替黑色金屬、有色金屬以及橡膠材料。第143頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一耐酸水泥

概述

種類

水玻璃耐酸膠凝材料硫磺膠結(jié)材料第144頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述水泥是一種具有良好的可塑性和粘結(jié)性的粉狀無機非金屬膠凝材料，又稱為膠結(jié)材料。它在加水后，與水起化學(xué)反應(yīng)，形成可塑性漿體，隨著反應(yīng)時間的延長，漿狀物體的塑性逐步消失，最后凝結(jié)成堅硬的石狀固體；這種可塑性漿體還有粘結(jié)其他物料并使之與水泥漿體聯(lián)結(jié)硬化成一個整體的能力。水泥是一種典型的水硬性膠凝材料。第145頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類通用水泥：

耐酸水泥是水泥中的一類。耐酸水泥

水玻璃型耐酸水泥

硫磺耐酸水泥第146頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一水玻璃耐酸膠凝材料概述耐蝕性能缺陷與彌補應(yīng)用第147頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述水玻璃耐酸膠凝材料是以水玻璃為黏結(jié)劑、氟硅酸鈉為硬化劑、以耐酸粉或加上耐酸砂和碎石為填料，按一定比例調(diào)制而成，最后在空氣中凝結(jié)。水玻璃耐酸膠凝材料的性能是由原料的質(zhì)量、配比以及施工質(zhì)量決定的，它具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的物理、力學(xué)性能。第148頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一耐蝕性能水玻璃耐酸膠凝材料在硫酸、硝酸、鹽酸、氧化性介質(zhì)、某些有機溶劑中穩(wěn)定；不耐氫氟酸、氟化物、堿、水、中性介質(zhì)以及300℃以上的磷酸、高級脂肪酸，呈堿性的鹽溶液。此外，其耐水和耐稀酸的性能，均比耐濃酸性能要差些。第149頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一缺陷與彌補缺陷：制品的孔隙度大，抗?jié)B性差。彌補：通常在作膠泥砌襯磚、板和采取復(fù)合襯里以及砌襯二層磚板時，采用兩層相疊下層磚、板縫封閉等措施以彌補其缺點。第150頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用防腐蝕工程：中常用的主要耐腐蝕材料之一。使用部門：冶金、化學(xué)、石油等工業(yè)部門。使用形式：主要作襯里材料使用。

第151頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一硫磺膠結(jié)材料

概述物理力學(xué)性能化學(xué)與耐蝕性能用途第152頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述硫磺膠接材料（包括硫磺水泥，砂漿和混凝土）是由硫磺、耐酸填料和增韌劑，按一定比例配合，經(jīng)加熱熬制而成的一種熱塑性耐酸材料。第153頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理力學(xué)性能脆性：硫磺膠結(jié)材料屬脆性材料抗壓強度：抗壓強度高于抗拉強度，且均高于水玻璃耐酸膠凝材料。與水玻璃耐熱性：硫磺膠結(jié)材料使用溫度較低，不能接觸明火。第154頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)與耐蝕性能固化特性：與耐酸膠凝材料比較，它具有硬化快，不需要養(yǎng)護和酸化處理的特點，使用方便。耐蝕性能：硫磺膠結(jié)材料是一種優(yōu)良的耐酸材料，在不耐堿和非極性有機溶劑外，幾乎在其他介質(zhì)中均表現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕性。此外，當選用碳質(zhì)填料時，能耐氫氟酸和氟硅酸的腐蝕。第155頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一用途硫磺膠結(jié)材料主要用于耐酸防腐工程。第156頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一炭、石墨材料基本特性不透性石墨第157頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一基本特性種類晶體結(jié)構(gòu)物理性能力學(xué)性能化學(xué)性能分類第158頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類和制備方法天然的炭以各種煤炭、石墨和金剛石三種形式存在。人工碳石墨防腐用的炭及石墨一般為人造炭、石墨材料，是用石油焦、瀝青膠等為原料，以煤焦油、煤瀝青為黏結(jié)劑經(jīng)壓制成型，在1300℃左右制得無定形炭的炭素材料，再經(jīng)2000～2500℃以上高溫石墨化處理，即得人造石墨材料。第159頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一晶體結(jié)構(gòu)各種炭的結(jié)構(gòu)無定形炭：無定形炭是無序亂堆結(jié)構(gòu)，只有少量的碳原子層面互相平行的，而其他方向都是雜亂的。石墨：系六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)。金剛石：是結(jié)晶形碳，具有晶體的特征各種炭的結(jié)構(gòu)間相互轉(zhuǎn)化在一定壓力、溫度條件下，無定形炭可能轉(zhuǎn)化為結(jié)晶形炭的石墨。一般的炭、石墨制品結(jié)構(gòu)實際上都是介于這二者之間的結(jié)構(gòu)。第160頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理性能－密度密度大小：未經(jīng)封孔處理的炭和石墨，其體積密度約為1.55～1.87g/cm3。影響因素：炭、石墨材料的真實密度在很大程度上決定于熱處理溫度。第161頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理性能－氣孔率

產(chǎn)生的原因：在炭和石墨的制造過程中，大量有機物分解逸出是造成材料產(chǎn)生氣孔主要原因。影響因素：氣孔率的高低與密度的大小受熱處理溫度的影響很大。對炭石墨材料性能的作用：氣孔的分布、數(shù)量及特征對炭及石墨的微觀結(jié)構(gòu)、機械強度、熱性能、滲透性和化學(xué)性能等都有極大影響。氣孔種類：按外形和位置，可將氣孔分為閉塞的、開放的和貫通的三種類型。炭和石墨材料的滲透性主要是貫通氣孔形成的。第162頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理性能－比熱容墨的比熱容主要與溫度的變化有關(guān)。

第163頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理性能－熱脹系數(shù)

石墨材料擠壓成形方向：（1～2）×10－6k－1

垂直于擠壓方向：（2～3）×10－6k－1炭素材料：約為（4～7）×10－6k－1

第164頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理性能－熱導(dǎo)率高度石墨化的制品具有很高的熱導(dǎo)率。正如它的熱脹系數(shù)一樣，石墨的熱導(dǎo)率也是呈各向異性的。石墨和炭的導(dǎo)熱性能在很大程度上取決于原材料的基體成分、粒度和晶體結(jié)構(gòu)，還與工藝參數(shù)和石墨化程度等許多因素有關(guān)。第165頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一力學(xué)性能－強度與硬度強度：炭、石墨材料的強度常用抗壓、抗彎和抗拉強度值來評定。其大小與炭和石墨材料的種類、粒度以及石墨化程度等密切相關(guān)。粒度越細，強度越高；石墨化程度越高，則強度越低。硬度：炭與石墨的硬度主要與原料的性質(zhì)和熱處理溫度有關(guān)，特別是顯微硬度的變化更是如此。

第166頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一力學(xué)性能－彈性模量與泊松比炭和石墨的彈性模量比一般小于金屬的彈性模量。炭和石墨材料基本上屬于脆性材料，在高溫下容易發(fā)生脆性斷裂，而且往往在輕微的彈性變形后發(fā)生。各種石墨材料的泊松比一般為0.21～0.33。第167頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一力學(xué)性能－蠕變和摩擦一般情況下要在2000℃以上炭和石墨材料才會出現(xiàn)蠕變，所以炭和石墨是比較好的潤滑材料。第168頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一化學(xué)性能除了強氧化性介質(zhì)外，炭、石墨在其他酸、堿、鹽和有機化合物均具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。防腐工程用的炭、石墨材料大多數(shù)采用熱壓樹脂或浸漬樹脂以及浸漬金屬等的炭、石墨，其化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性則主要取決于所添加的各種組分。第169頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一分類種類：可以將炭、石墨材料分為焙燒炭素材料、燒結(jié)石墨、樹脂成型石墨和特殊工藝的炭、石墨幾類。工程用炭材：在化工與防腐工程上應(yīng)用最多的是不透性石墨和抗磨炭、石墨。第170頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一不透性石墨

概述

種類

機械性能物理性能化學(xué)性能用途

第171頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一概述不透性石墨是一種由人造石墨及合成樹脂（或其他有機物和無機物）通過浸漬、壓型、澆注等方法制得的新型的結(jié)構(gòu)材料，它和其它一切非金屬耐磨蝕材料的區(qū)別在于：除了具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性外，還具有極高的導(dǎo)熱性能。因而大大地擴展了耐蝕非金屬材料的應(yīng)用范圍。

第172頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一種類按照制造工藝：浸漬不透性石墨、壓型不透性石墨和澆注石墨。按浸漬劑：酚醛樹脂浸漬石墨、呋喃樹脂浸漬石墨、環(huán)氧樹脂浸漬石墨、聚四氟乙烯乳液浸漬石墨和水玻璃浸漬石墨等幾類。

第173頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一機械性能不透性石墨具有較好的機械性能，可以進行各種機械加工，這種性能對加工制備各種設(shè)備提供來良好的條件。

第174頁，共193頁，2023年，2月20日，星期一物理性能導(dǎo)熱性：不透性石墨（