非金属材料.

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1 非金属材料

2 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

3 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。

4 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。

5 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。

6 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。

7 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。

8 (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。

9 (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)

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11 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

12 (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。

13 (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。

14 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。

15 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

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17 三、胶粘剂（胶粘剂又称粘合剂或胶）

18 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

19 按性能和用途分类的陶瓷性能及用途

20 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。

21 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。

22 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。

23 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。

24 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。

25 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 。