非金属材料

塑料 橡胶 纤维 高分子材料 胶粘剂 涂料 氧化物陶瓷 碳化物陶瓷 氮化物陶瓷 其它化合物陶瓷 陶瓷

一、高分子材料 主要成分 ：高分子化合物（分子量大，一般在103~107） 结构特点 ： 如聚乙烯、聚氯乙烯分别由乙烯、氯乙烯聚合而成。 　　天然高分子材料 ：松香、天然纤维、蛋白质、天然橡胶。 　　人工合成高分子材料 ： 塑料、合成橡胶、合成纤维（涤纶等）。 结构特点 ： 由一种或几种简单低分子化合物重复连接而成链状结构。 如聚乙烯、聚氯乙烯分别由乙烯、氯乙烯聚合而成。

1、工程塑料 组成 分类 合成树脂 —— 高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。 添 加 剂 —— 填料或增强、增塑、固化、润滑、稳定、着色、阻 燃剂等。 分类 热塑性塑料 —— 加热软化，冷却后又硬化成形，可反复进行。加工成型简便，机械性能较好；耐热性和刚性较差如聚乙烯。 热固性塑料 —— 受热固化后，不会再受热软化。机械性能差；耐热性和刚性较好。如酚醛树脂、环氧树脂。

性能特点 ③ 电绝缘性好：是理想的电绝缘材料。 ④ 耐磨和减磨性好：摩擦系数小，有自润滑能力，可以在 　 ① 密度小：相对密度一般只有1.0～2.0，约为钢的1/6，铝的l/2② 耐腐蚀：化学稳定性好，对酸、碱、盐都具有良好的抗腐蚀 能力，四氟乙烯在煮沸的“王水”中也不受影响。 ③ 电绝缘性好：是理想的电绝缘材料。 ④ 耐磨和减磨性好：摩擦系数小，有自润滑能力，可以在 湿摩擦和干摩擦条件下有效工作。 ⑤ 消音和隔热性好：用作隔音保暖材料，用塑料制成机械 零件可以减少噪声，提高运转速度。 ⑥ 良好的工艺性能：可以直接采用注塑或挤压成形工艺， 无须切削。

塑料的不足： 强度和硬度低； 耐热性差； 膨胀系数大； 受热易变形； 易老化； 易蠕变等。

2、常用工程塑料 1) 热塑性工程塑料 (1)聚乙烯(PE) 耐腐蚀涂层衬里，耐腐蚀管道、阀件、衬套、滚动轴承 保持器，代替铜和不锈钢。静电喷涂法涂于金属表面， 可减摩防腐无毒无味，作食品包装。

(2) 聚氯乙烯(PVC) 加工温度为150℃～180℃，使用温度－5℃～55℃。 优点：耐化学腐蚀、不燃烧、成本低，易于加工。 缺点：耐热性差，冲击韧性低，有一定的毒性。 用途：建筑材料、机械零件、日常生活用品。 （3）聚丙烯(PP) 优点：良好的耐热性能（ 150℃ ），突出的刚性，优良 的电绝缘性能。对浓硫酸有优良的化学稳定性。 缺点：黏合性、染色性较差，低温易脆化，易受热、光 作用变质，易燃，收缩大。 用途：制造各种机械零件，如法兰、接头、泵叶轮；无 毒，可作药品、食品的包装。

(3) 聚苯乙烯(PS) (4) ABS 塑料 (5) 聚酰胺(PA、锦纶、尼龙) (6) 聚甲醛(POM) (7) 聚碳酸酯(PC) (8) 聚四氟乙烯(PTEE，特氟隆) (9) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA、有机玻璃)

2) 热固性塑料 酚醛塑料(PF) 以酚醛树脂为基本组分，加入木粉、纸、布、玻璃布等 填料、润滑剂、着色剂及固化剂等添加剂制成的塑料。 这类塑料固化前在常温或受热后软化，树脂分子呈线型 结构，继续加热时树脂变成既不熔融也不溶解的体型结 构，形状固定不变。温度过高，分子链断裂，制品分解 破坏。碎屑不可再加工。 酚醛塑料(PF) 以酚醛树脂为基本组分，加入木粉、纸、布、玻璃布等 填料、润滑剂、着色剂及固化剂等添加剂制成的塑料。 具有强度、耐冲击性好以及耐磨性优良等特点，常用以 制造受力要求较高的机械零件，如齿轮、耐酸泵、轴 承、汽车制动片等

(2) 氨基塑料(UF) 是以具有氨基官能团的原料与醛类经缩聚反应制 得的氨基树脂为基本组分，加入添加剂制成塑 料。氨基树脂无色可制成各种颜色的塑料制品。 硬度高，制品表面光洁高，具有良好的耐电弧 性，可作绝缘材料。主要用于制造各种颜色鲜艳 的日用品、装饰品、仪表外壳、电话机外壳、开 关、插座等。

(3) 环氧塑料(EP) 环氧树脂加入固化剂等填料形成的塑料，属热塑性树脂，具有坚韧、收缩率小、耐水、耐化学腐蚀和优良的介电性能。环氧树脂对各种工程材料都有突出的黏附力，是极其优良的黏结剂，广泛应用于各种结构黏结剂和复合材料如玻璃钢等，长期使用温度为－80℃～150℃ 。 (4) 有机硅塑料。 有机硅即聚有机硅氧烷，其中的树脂状流体，称为硅树 脂。有机硅塑料是以硅树脂为基本组分的塑料。其主要 特点是不燃、介电性能优异、耐高温，可在300℃以下长 期使用。

二、橡胶 1、工业橡胶的组成 2、 橡胶的性能特点 3、用途 主要原料生胶，加入适量配合剂的高分子材料。 最显著的特点是具有高弹性，模量低（1MPa），良好的 回弹性能，积储能量的能力良好的绝缘性、隔音性和阻 尼性，有良好的耐磨性。 3、用途 弹性材料、密封材料、减震防震材料、传动材料、绝缘 材料。

4、 常用橡胶材料 1）天然橡胶 橡胶树采集天然高分子化合物。 2）合成橡胶 3）特种橡胶

三、胶粘剂（胶粘剂又称粘合剂或胶）

四、陶瓷材料 1、陶瓷按化学成分分类 1）氧化物陶瓷 2）碳化物陶瓷 3）氮化物陶瓷 4）其它化合物陶瓷

按性能和用途分类的陶瓷性能及用途

复合材料 复合材料是“由两种以上在物理和化学上不 同的物质组合起来而得到的一种多相固体 材料。” 复合材料通常以一种作为基体起黏结作用， 另一些作为增强材料，提高承载能力。可克 服单一材料的弱点，发挥其优点。

结构 —— 基体＋增强相 基 体 ：非金属基（树脂、橡胶、陶瓷）， 金属基（如，钢）。 增强相 ： 纤维，陶瓷或金属颗粒。 基 体 ：非金属基（树脂、橡胶、陶瓷）， 金属基（如，钢）。 增强相 ： 纤维，陶瓷或金属颗粒。 纤 维： 玻璃、碳、棉、麻、石棉、硼、 碳化硅等纤维。

1. 纤维增强复合材料 纤维增强复合材料中，承受主要载荷的是 纤维增强体；相对于纤维而言，基体强度 和模量低很多，基体的作用是把纤维粘结 为整体，使之能协同起作用，并保护纤维 不受腐蚀和机械损伤，传递和承受切应 力。

2、 颗粒复合材料 颗粒复合材料是由一种或多种颗粒均匀分 布在基体材料内而制成的。颗粒起增强作 用，一般粒子直径在0.01μm～0.1μm范围 内。粒子直径偏离这一数值范围，均无法 获得最佳增强效果。所用增强相物质有碳 化硅、碳化硼、碳化钛和氧化铝的颗粒 等。

增强剂 —— 玻璃纤维（主要是SiO2），比强度和比模量高，耐蚀，绝缘。 粘结剂（基体）——热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。 常见复合材料 玻璃钢 　增强剂 —— 玻璃纤维（主要是SiO2），比强度和比模量高，耐蚀，绝缘。 　粘结剂（基体）——热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。 　性能（与基体相比）—— ( 比 ) 强度，疲劳性能，韧性，蠕变抗力高。 　用途 —— 轴承，轴承架，齿轮，车身。 碳纤维树脂复合材料 　增强剂 —— 碳纤维 ( 石墨 ) ，强度和弹性模量高，且2000℃以上保持不变； -180℃不变脆。 　粘结剂（基体）—— 环氧树脂，酚醛树脂，聚四氟乙烯。 　性能（与基体相比）—— 强度，疲劳性能，韧性，耐蚀，蠕变抗力高。 　用途 —— 火箭外壳 ，齿轮，轴承，活塞，密封圈，化工容器。

硼纤维树脂复合材料 　增强剂 —— 硼纤维, σb=2750～3140MPa，E=382～392MPa（4倍于玻纤）。 　基体 —— 环氧树脂等。 　性能 —— 抗压、剪切和疲劳强度高，蠕变小，硬度和弹性模量高，耐辐射, 化学稳定（水, 有机溶剂, 燃料, 润滑剂）, 导热性能和导电性能好。 　用途 —— 航空和宇航材料。 硼纤维金属复合材料 　基体 —— 铝镁及其合金，钛及其合金。 　性能 —— 如铝基复合材料的强度、弹性模量、疲劳极限高于高强铝合金，比强度高于钢和钛合金 。 　用途 ——航空、火箭 。