《機(jī)械基礎(chǔ)（第2版）》 第2課 工程材料基礎(chǔ)知識(shí)

課題機(jī)械工程材料（一）——工程材料基礎(chǔ)知識(shí)課時(shí)2課時(shí)（90min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）掌握工程材料的分類（2）掌握金屬材料的力學(xué)性能和工藝性能（3）了解非金屬材料的性能及應(yīng)用思政育人目標(biāo)：（1）提高分析問題、解決問題的科學(xué)思維能力（2）培養(yǎng)投身制造強(qiáng)國、專注技能成才的職業(yè)追求教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：工程材料的分類，金屬材料的力學(xué)性能和工藝性能，非金屬材料的性能及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：根據(jù)工作條件分析零件材料所需具備的性能教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計(jì)第1節(jié)課：→→→傳授新知（35min）→課堂小結(jié)（3min）第2節(jié)課：傳授新知（25min）→任務(wù)實(shí)施（15min）→課堂小結(jié)（3min）→作業(yè)布置（2min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)意圖第一節(jié)課課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，和學(xué)生負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，組織學(xué)生自由分組，每5～6人1組，并選出1名小組長，然后下載“任務(wù)工單1.1”，并根據(jù)任務(wù)工單進(jìn)行組內(nèi)分工。同時(shí)，提醒同學(xué)通過文旌課堂APP或其他學(xué)習(xí)軟件預(yù)習(xí)本節(jié)課知識(shí)，了解工程材料的分類、性能及應(yīng)用，并思考以下問題：（1）工程材料分為哪幾類？請(qǐng)分別舉例。（2）金屬材料的力學(xué)性和工藝性能有哪些？簡要說明各種力學(xué)性能的含義及評(píng)價(jià)指標(biāo)?！緦W(xué)生】完成課前任務(wù)通過課前任務(wù)，使學(xué)生了解所學(xué)課程的重要性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況問題導(dǎo)入（5min）【教師】提出以下問題：什么是工程材料？舉出身邊某制品或零件，說出是什么材料制造的？【學(xué)生】思考、舉手回答【教師】通過學(xué)生的回答引入要講的知識(shí)通過問題導(dǎo)入的方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

傳授新知

（35min）工程材料概述【教師】新知講解1．工程材料的分類工程材料根據(jù)化學(xué)成分分為以下類型。類型典型材料名稱金屬

材料鋼鐵材料鑄鐵、碳素鋼、合金鋼非鐵金屬材料輕非鐵金屬、重非鐵金屬、稀有金屬及稀土非金屬材料無機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃、耐火材料高分子材料塑料、橡膠、合成纖維、膠黏劑、涂料復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料【課堂互動(dòng)】?【教師】提出問題讓學(xué)生思考、討論，并隨機(jī)抽取學(xué)生回答1、同學(xué)們在平時(shí)生活中看到過哪些金屬（純金屬）？2、金屬與非金屬比較有哪些特點(diǎn)？?【學(xué)生】聆聽、思考、討論、回答?【教師】總結(jié)學(xué)生回答1.金屬：如鐵、銅、鋁、金、銀等等。2.金屬特性：具有金屬光澤、有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、有一定的強(qiáng)度和塑性。2．工程材料在機(jī)械中的應(yīng)用優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品是正確的工程材料、精巧的設(shè)計(jì)及合理的加工工藝三者結(jié)合的產(chǎn)物。機(jī)械的各個(gè)零件都是由工程材料制造的，工程材料的性能不但決定了機(jī)械的質(zhì)量和使用壽命，還直接影響機(jī)械制造的生產(chǎn)成本，如材料采購成本、機(jī)械加工成本等。在眾多工程材料中，金屬材料來源豐富、性能優(yōu)良，并且可通過不同的成分配制、采用不同的加工工藝改變組織和性能，在機(jī)械工程中應(yīng)用最為廣泛。【學(xué)生】聆聽、思考、理解金屬材料的性能【課堂互動(dòng)】?【教師】提出問題讓學(xué)生思考、討論，并隨機(jī)抽取學(xué)生回答1、塑料的應(yīng)用很廣，但為什么不用塑料來代替金屬做重要的齒輪呢？2、而有些地方卻可以用塑料來代替齒輪，如家用電器中的組合音響、DVD影碟機(jī)的轉(zhuǎn)盤，隨身聽的傳動(dòng)都是塑料齒輪。這是什么道理？?【學(xué)生】聆聽、思考、討論、回答?【教師】根據(jù)學(xué)生的回答引入金屬材料的性能金屬材料的性能主要包括使用性能和工藝性能兩個(gè)方面。使用性能：金屬材料在使用過程中表現(xiàn)出來的性質(zhì)和特點(diǎn)，主要包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能：金屬材料被制造成為產(chǎn)品的難易程度，主要包括鑄造性、壓力加工性、焊接性和切削加工性等?！窘處煛啃轮v解1．金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能：指金屬材料在各種不同性質(zhì)外力作用下所表現(xiàn)出的抵抗能力。金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。載荷：金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。根據(jù)作用性質(zhì)的不同，載荷可分為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷三類?！菊n堂互動(dòng)】?【教師】要求學(xué)生通過“文旌課堂”APP掃描二維碼“金屬材料的強(qiáng)度”，觀看微課視頻，學(xué)習(xí)金屬材料的力學(xué)性能—強(qiáng)度?【學(xué)生】觀看、思考1）強(qiáng)度（1）強(qiáng)度與變形的概念強(qiáng)度：金屬材料在載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。金屬材料拉伸斷裂前能夠承受的最大拉應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度；金屬材料抵抗壓縮載荷而不失效的最大壓應(yīng)力稱為抗壓強(qiáng)度。變形：金屬材料在載荷作用下形狀和尺寸的改變。載荷撤去后變形消失，彈性變形。載荷撤去后變形將保持不變，塑性變形又稱為永久變形【課堂互動(dòng)】?【教師】要求學(xué)生通過“文旌課堂”APP掃描二維碼“拉伸實(shí)驗(yàn)”，觀看微課視頻，學(xué)習(xí)拉伸實(shí)驗(yàn)知識(shí)?【學(xué)生】觀看、思考（2）拉伸實(shí)驗(yàn)如圖所示為圓形橫截面試樣，其中，表示原始標(biāo)距，表示圓形橫截面試樣平行長度的原始直徑，表示斷后標(biāo)距，表示圓形橫截面試樣斷裂后縮頸處的最小直徑。（b）拉伸前（b）拉伸后低碳鋼材料拉伸試樣的拉伸曲線如圖所示。低碳鋼材料拉伸試樣的拉伸過程可分為四個(gè)階段階段曲線特征力學(xué)性能OE段：彈性變形階段直線試樣長度隨著軸向拉力的增大而增大，撤去外力后，試樣變形消失，恢復(fù)原長ES段：屈服階段上下波動(dòng)軸向拉力增加至?xí)r試樣將發(fā)生塑性變形。當(dāng)軸向拉力達(dá)到時(shí)，在拉力不增加甚至略有減小的情況下，試樣還將繼續(xù)伸長，這種現(xiàn)象稱為屈服SB段：強(qiáng)化階段非線性增大需要不斷地增加軸向拉力，試樣才能繼續(xù)伸長。隨著塑性變形的增大，試樣抵抗變形的內(nèi)力也逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化。為整個(gè)拉伸過程中的最大軸向拉力BZ段：縮頸階段加速下降軸向拉力達(dá)到最大值后，試樣中間某處的直徑會(huì)發(fā)生局部收縮，稱為縮頸。由于縮頸處的橫截面積急劇縮小，因此單位面積上的拉力大大增加，最后到點(diǎn)試樣被拉斷（3）強(qiáng)度指標(biāo)在拉伸試驗(yàn)中，試樣斷裂前處于受力平衡狀態(tài)，內(nèi)力與外力大小相等，此時(shí)試樣橫截面上的拉應(yīng)力為（1-1）式中：——橫截面上的拉應(yīng)力，單位為；——試樣所受軸向拉力，單位為；

——試樣的橫截面積，單位為。工程中常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。其中，抗拉強(qiáng)度是最大軸向拉力對(duì)應(yīng)的拉應(yīng)力，即（為試樣原始橫截面面積）；屈服強(qiáng)度為試樣發(fā)生屈服時(shí)的拉應(yīng)力，即。【點(diǎn)撥】對(duì)于鑄鐵、高碳鋼等金屬材料的拉伸試樣，由于它們在拉伸過程中沒有明顯的屈服現(xiàn)象，也不會(huì)產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，因此很難確定的準(zhǔn)確數(shù)值。對(duì)于這類金屬材料，通常規(guī)定一個(gè)相當(dāng)于屈服強(qiáng)度的強(qiáng)度指標(biāo)，即以拉伸試樣伸長量為試樣原始標(biāo)距0.2%時(shí)的拉應(yīng)力作為其屈服強(qiáng)度，用符號(hào)表示。2）塑性（1）塑性的概念塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。如汽車的車身和車門，生活中常用的不銹鋼盆和不銹鋼水槽等。（2）塑性指標(biāo)金屬材料的塑性可用斷后伸長率和斷面收縮率來衡量。兩者都可通過拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測算。斷后伸長率是指拉伸試樣拉斷后，拉伸試樣的伸長量與原始標(biāo)距之比的百分率，用符號(hào)表示，其計(jì)算公式為（1-2）斷面收縮率是指拉伸試樣拉斷后，縮頸處橫截面面積的最大縮減量與原始橫截面面積之比的百分率，用符號(hào)表示，其計(jì)算公式為（1-3）金屬材料的斷后伸長率和斷面收縮率越大，表示該金屬材料的塑性越好，適宜用軋制、鍛造等使工件或毛坯產(chǎn)生塑性變形的加工方法進(jìn)行加工。【點(diǎn)撥】工程上通常將在常溫、靜載條件下測定的斷后伸長率的金屬材料稱為塑性金屬材料，如低碳鋼、銅合金和鋁合金等；將斷后伸長率的金屬材料稱為脆性金屬材料，如灰鑄鐵、陶瓷、玻璃等?！菊n堂互動(dòng)】?【教師】觀察與思考，提問1．低碳鋼拉伸試驗(yàn)時(shí)，發(fā)生屈服現(xiàn)象和加工硬化的載荷有什么不同？2．低碳鋼制造的機(jī)械零件在實(shí)際使用中發(fā)生屈服現(xiàn)象有什么危害？?【學(xué)生】觀察、思考、回答3）硬度定義：指金屬材料抵抗外部硬物壓入或刻劃的能力，它是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)，硬度越高，金屬材料表面越不容易產(chǎn)生壓痕或劃痕。常用的硬度試驗(yàn)方法：布氏測試法、洛氏測試法和維氏測試法等，所測定的硬度分別稱為布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。金屬材料這三種硬度試驗(yàn)方法的原理、測定方法和應(yīng)用范圍（詳見教材表1-4）?！菊n堂互動(dòng)】?【教師】要求學(xué)生通過“文旌課堂”APP掃描二維碼“一次擺錘沖擊試驗(yàn)”，觀看微課視頻，學(xué)習(xí)韌性知識(shí)?【學(xué)生】觀看、思考4）韌性韌性是指金屬材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性越好，金屬材料的抗沖擊能力越強(qiáng)，發(fā)生斷裂的可能性越小。試驗(yàn)原理：試樣被沖擊過程中吸收的能量即沖擊吸收功（AK）等于擺錘沖擊試樣前后的勢能差。試驗(yàn)原理圖如下圖所示（a）試樣（b）擺錘沖擊示意圖【課堂互動(dòng)】?【教師】要求學(xué)生通過“文旌課堂”APP掃描二維碼“高鐵車軸材料疲勞性能的測量”，觀看微課視頻，學(xué)習(xí)疲勞強(qiáng)度知識(shí)?【學(xué)生】觀看、思考5）疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度是指金屬材料承受無限次交變載荷的作用而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，它表示材料抵抗交變載荷作用而不發(fā)生疲勞破壞的能力。通常規(guī)定，鋼在經(jīng)受次、非鐵金屬材料經(jīng)受次交變載荷作用時(shí)不產(chǎn)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度?！緦W(xué)生】聆聽、思考、理解【知識(shí)鏈接】疲勞破壞是機(jī)械零件失效的主要形式之一。由于前期不易察覺，具有較強(qiáng)的突發(fā)性，因此疲勞破壞容易造成很嚴(yán)重的后果。例如，1985年8月，執(zhí)飛日本航空123號(hào)航班的波音747飛機(jī)發(fā)生空難，造成超過500人遇難，這是世界航空史上最嚴(yán)重的空難之一。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該飛機(jī)曾在失事7年前發(fā)生機(jī)尾擦地，飛機(jī)制造商波音公司在對(duì)飛機(jī)修理時(shí)沒有妥善修補(bǔ)損傷區(qū)塊。這導(dǎo)致事發(fā)時(shí)飛機(jī)尾端機(jī)體因金屬疲勞而爆開，連帶損毀尾翼與液壓系統(tǒng)，最終飛機(jī)失控，迫降不及而墜毀。通過教師講解、課堂互動(dòng)、舉例分析等教學(xué)方式，幫助學(xué)生掌握工程材料的分類和金屬材料的力學(xué)性能課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了工程材料的分類、金屬材料的力學(xué)性能等內(nèi)容。希望同學(xué)們能夠通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)后續(xù)知識(shí)和工程實(shí)踐建立必要的基礎(chǔ)?！緦W(xué)生】總結(jié)回顧知識(shí)點(diǎn)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，鞏固學(xué)生對(duì)工程材料分類、金屬材料力學(xué)性能的學(xué)習(xí)。第二節(jié)課

傳授新知

（25min）【課堂互動(dòng)】?【教師】為什么說金屬材料僅有良好的力學(xué)性能是不夠的，還必須有良好的工藝性能？才能得到生產(chǎn)工藝簡單、質(zhì)量良好、成本低廉的工件？?【學(xué)生】聆聽、思考、討論、回答?【教師】根據(jù)學(xué)生的回答總結(jié)我們可通過舉一些例子來說明這個(gè)問題。例如：有色金屬（如青銅）鑄造性很好，常用來鑄造精美的工藝品；再如鑄鐵的鑄造性能要比鋼好，因此常用鑄造的方法生產(chǎn)零件；但是鋼的鍛造性能很好，可以用鍛造的工藝方法生產(chǎn)出力學(xué)性能較高的機(jī)械零件，而鑄鐵則不能鍛造?！窘處煛啃轮v解2．金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能是指金屬材料適應(yīng)加工工藝要求的能力，它反映了金屬材料的加工難易程度。金屬材料的工藝性能主要包括鑄造性、壓力加工性、焊接性和切削加工性等。工藝性能直接影響零件的加工質(zhì)量及加工成本，是選擇零件材料時(shí)必須考慮的因素。1）鑄造性鑄造是指將熔融的金屬澆入鑄型中，經(jīng)凝固后獲得具有一定尺寸、形狀和力學(xué)性能的鑄件的材料成形方法。金屬材料通過鑄造的方法獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力稱為金屬材料的鑄造性，它反映了金屬材料熔化澆注成為鑄件的難易程度。灰鑄鐵因具有良好的鑄造性而廣泛用于鑄造各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大的制品和零件，如暖氣片、鋼管、管接頭、車床底座等，如圖所示。（a）暖氣片（b）鋼管（c）管接頭（d）車床底座2）壓力加工性壓力加工是指使金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的制品或零件的加工方法。常用的壓力加工方法有軋制、擠壓、冷拔、鍛造和冷沖壓等，如圖1-8所示。（a）軋制（b）擠壓（c）冷拔（d）鍛造（e）冷沖壓金屬材料在壓力加工過程中成形的難易程度稱為金屬材料的壓力加工性，它主要與金屬材料的塑性有關(guān)。塑性越好，金屬材料的壓力加工性就越好。3）焊接性金屬材料在焊接過程中獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭（包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)）的能力稱為焊接性，又稱可焊性。焊接性好的金屬材料，焊接接頭不容易產(chǎn)生夾渣、氣孔、裂紋等缺陷，而且具有較好的力學(xué)性能。4）切削加工性切削加工性是指對(duì)金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。衡量切削加工性的因素有刀具的使用壽命、零件的表面質(zhì)量和切削工作時(shí)間等。金屬材料的切削加工性主要受金屬材料的化學(xué)成分、組織、硬度、塑性、韌性和導(dǎo)熱性等的影響?！緦W(xué)生】聆聽、思考、理解【課堂互動(dòng)】?【教師】提出以下問題1．什么是鑄造性能？主要取決于什么？2．什么是壓力加工性能？常用什么來衡量？3．什么是焊接性能？4．什么是切削加工性能？常用什么來衡量？?【學(xué)生】聆聽、思考、回答非金屬材料的性能及應(yīng)用【教師】新知講解除金屬材料之外的各種材料統(tǒng)稱為非金屬材料?！菊n堂互動(dòng)】?【教師】提問：同學(xué)們都知道哪些陶瓷類物品，根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)分析陶瓷的特點(diǎn)？?【學(xué)生】聆聽、思考、回答1．陶瓷在機(jī)械工程中，陶瓷是最常用的無機(jī)非金屬材料。陶瓷除了應(yīng)用于傳統(tǒng)的生活制品外，還廣泛用于制造各種機(jī)械零部件和機(jī)械工程制品等，如圖所示。（a）陶瓷砂輪（b）陶瓷軸承（c）陶瓷剎車片（d）管道1）陶瓷的分類根據(jù)原材料的不同，陶瓷可分為普通陶瓷和特種陶瓷。其中普通陶瓷可根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，可分為日用陶瓷、絕緣陶瓷和化工陶瓷等。2）陶瓷的性能及應(yīng)用陶瓷普遍具有硬度高、耐磨性好、抗壓強(qiáng)度大、耐高溫、耐腐蝕及不易老化等優(yōu)點(diǎn)，但其脆性大，韌性較差，耐沖擊能力低。常用陶瓷的性能和應(yīng)用范圍（如下表）。類別名稱性能特點(diǎn)應(yīng)用范圍普通

陶瓷日用陶瓷

絕緣陶瓷

化工陶瓷硬度高、耐高溫（1200℃）、耐蝕性和絕緣性好、易于加工成形、成本低，但強(qiáng)度較低廣泛應(yīng)用于化工、電氣、建筑、日用品等行業(yè)，如化學(xué)反應(yīng)容器、絕緣子、瓷磚和瓷碗等特種

陶瓷氧化鋁陶瓷

（剛玉瓷、莫來瓷等）強(qiáng)度比普通陶瓷高2～3倍，剛度僅次于金剛石、氮化硼、立方氮化硼和碳化硅，能耐高溫（在1500℃時(shí)仍可工作），耐蝕性和絕緣性好；但脆性大，抗溫變能力差用于制造高溫容器、盛裝高溫液態(tài)金屬的坩堝、熱電偶的絕緣套管、內(nèi)燃機(jī)火花塞和高硬度刀具等氮化硅陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐除氫氟酸外的各種無機(jī)酸，硬度高、耐磨性很好，電絕緣性和抗急冷急熱性良好用于制造耐磨、耐腐蝕、耐高溫、絕緣的零部件，如密封環(huán)、高溫軸承、閥門和燃?xì)廨啓C(jī)葉片等氮化硼陶瓷耐熱性和抗溫變能力好，導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性好，高溫絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性較好用于制造磨料、刀具、高溫軸承和玻璃制品成形模具等特種

陶瓷碳化硅陶瓷高溫強(qiáng)度高，在1400℃時(shí)抗彎強(qiáng)度仍保持在500～600MPa，熱傳導(dǎo)能力極高，僅次于氧化鈹，熱穩(wěn)定性、耐蝕性、耐磨性良好用于制造工作溫度高于1

500℃的結(jié)構(gòu)件，如火箭尾部噴管的噴嘴、熱電偶絕緣套管和爐管等，還可用于制造高溫軸承和高溫?zé)峤粨Q器等2．高分子材料高分子材料是以高分子化合物（一般指相對(duì)分子質(zhì)量大于5

000的化合物）為主要成分的材料，通常包括塑料、橡膠、纖維、涂料、膠黏劑和高分子基復(fù)合材料等。1）塑料（1）重量輕。（2）比強(qiáng)度高。（3）耐蝕性好。（4）絕緣性好。（5）導(dǎo)熱系數(shù)小。（6）成形性、著色性好，且加工簡單。但是大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，尺寸穩(wěn)定性差，使用過程中容易變形和老化?！局R(shí)鏈接】塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。其中，熱塑性塑料是指加熱時(shí)變軟，冷卻后變硬，再加熱又可變軟，反復(fù)加熱成形后仍保持基本性能不變的塑料，常用于制造汽車進(jìn)氣管、運(yùn)動(dòng)器材的手柄握把和耳機(jī)線外皮等；熱固性塑料是指加熱時(shí)軟化，冷卻后堅(jiān)硬，待固化后再加熱，則不再軟化或熔融的塑料，即不能重塑使用，常用于制造汽車內(nèi)飾件、各種按鈕和印制電路板等。2）橡膠膠具有極高的彈性；同時(shí)具有耐磨性、隔聲性、絕緣性好，吸振能力強(qiáng)，有一定的耐蝕性和強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。橡膠的主要缺點(diǎn)是容易老化，老化后橡膠會(huì)喪失彈性、變硬、變脆、發(fā)黏甚至龜裂。使用或存放周期過長，光照、高溫等因素均會(huì)加快橡膠的老化。橡膠制品在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，通常用于制造車輛輪胎、傳動(dòng)帶、密封圈和絕緣手套等?！緦W(xué)生】聆聽、思考、理解【課堂互動(dòng)】?【教師】要求學(xué)生通過“文旌課堂”APP掃描二維碼“復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用”，觀看微課視頻，學(xué)習(xí)復(fù)合材料知識(shí)?【學(xué)生】聆聽、思考、【教師】新知講解3．復(fù)合材料1）復(fù)合材料的分類根據(jù)組成成分的不同，復(fù)合材料可分為金屬與金屬復(fù)合材料（如金屬軸承合金等）、金屬與非金屬復(fù)合材料（如金屬陶瓷等）、非金屬與非金屬復(fù)合材料（如纖維-樹脂復(fù)合材料等）。根據(jù)復(fù)合形式的不同，復(fù)合材料可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（如纖維增強(qiáng)塑料和纖維增強(qiáng)金屬等）、夾層復(fù)合材料（實(shí)心夾層和蜂窩夾層兩種）、細(xì)粒復(fù)合材料（彌散強(qiáng)化合金和金屬陶瓷等）、混雜復(fù)合材料等。2）復(fù)合材料的性能及應(yīng)用特點(diǎn)：（1）比強(qiáng)度與比模量高。（2）抗疲勞性好。（3）耐高溫性好。（4）減振性好。良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐蝕性和工藝性等應(yīng)用：機(jī)械工程中使用最廣泛的復(fù)合材料是纖維增強(qiáng)塑料。常用纖維增強(qiáng)塑料的組成、性能和應(yīng)用范圍如下表所示。名稱組成性能應(yīng)用范圍玻璃纖維增強(qiáng)塑料

（又名玻璃鋼）熱塑性玻璃鋼由體積分?jǐn)?shù)為20%～40%的玻璃纖維與體積分?jǐn)?shù)為60%～80%的熱塑性樹脂組成強(qiáng)度高，沖擊韌性好，低溫性能好，熱脹系數(shù)低用于制造儀表盤、電機(jī)及電器的殼體等熱固性玻璃鋼由體積分?jǐn)?shù)為60%～70%的玻璃纖維與體積分?jǐn)?shù)為30%～40%的熱固性樹脂組成密度小，強(qiáng)度高，比強(qiáng)度超過一般的高強(qiáng)度鋼，耐蝕性、熱絕緣性好，但彈性模量低用于制造自重輕的結(jié)構(gòu)件和要求無磁性、絕緣及耐腐蝕的零部件碳纖維增強(qiáng)塑料由碳纖維與聚酯、酚醛、環(huán)氧、聚四氟乙烯等樹脂組成密度小，強(qiáng)度、比強(qiáng)度和比模量高，抗疲勞性、耐熱性、耐蝕性、減摩性、耐磨性、自潤滑性好，尺寸穩(wěn)定性高用于制造人造衛(wèi)星、火箭的機(jī)架、殼體等硼纖維增強(qiáng)塑料由硼纖維與環(huán)氧、聚酰亞胺等樹脂組成比強(qiáng)度和比模量高，耐熱性良好用于航天和航空工程中要求高剛度的結(jié)構(gòu)件，