先进材料资料PPT学习教案

1、会计学1 先进材料资料先进材料资料 12.1 12.1 陶瓷材料陶瓷材料 陶瓷材料是除金属和高聚物以外的陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料无机非金属材料通称。通称。 以粘土、石灰石、石英等以粘土、石灰石、石英等硅酸盐化合物硅酸盐化合物为原料，为原料，烧结而成烧结而成。 玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料 高的化学热稳定性，耐高温、耐腐蚀、高强度、高温抗氧化性好高的化学热稳定性，耐高温、耐腐蚀、高强度、高温抗氧化性好 弹性模量是各类材料中最高的弹性模量是各类材料中最高的 硬度高，属于脆性材料硬度高，属于脆性材料 一、性能一、性能 第1页/共24页 一、陶瓷材料的分类一

2、、陶瓷材料的分类 按按使用的原材料使用的原材料可分为可分为 ：普通陶瓷和特种陶瓷。：普通陶瓷和特种陶瓷。 按按用途用途可分为：日用陶瓷和工业陶瓷。可分为：日用陶瓷和工业陶瓷。 按按化学成分化学成分可分为可分为 ：氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等：氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等 。 如：高速切削刀具如：高速切削刀具 第2页/共24页 如：陶瓷发动机、氧化铝活塞、活塞环、轴承如：陶瓷发动机、氧化铝活塞、活塞环、轴承 Si3N4轴承轴承 第3页/共24页 如：火花塞、温度传感器、叶片如：火花塞、温度传感器、叶片 SiC陶瓷件陶瓷件 第4页/共24页 陶瓷零陶瓷零 件件 第5页/共24页 玻

3、璃：二氧化硅（硅酸盐）为主添加各种物质，熔融成型。玻璃：二氧化硅（硅酸盐）为主添加各种物质，熔融成型。 钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃等钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃等 第6页/共24页 12.2 12.2 纳米材料纳米材料 纳米材料的尺寸在纳米材料的尺寸在100nm100nm以下，是以下，是2020世纪世纪8080年代末诞生并年代末诞生并 蓬勃发展的一种高新技术。蓬勃发展的一种高新技术。 1 1、小尺寸效应、小尺寸效应 2 2、表面与界面效应、表面与界面效应 3 3、量子尺寸效应、量子尺寸效应 4 4、宏观量子隧道效应、宏观量子隧道效应 特殊的光学、磁性、热学、力学性质特殊的光学、磁性、热学、力

4、学性质 如：纳米涂层作为雷达和红外吸收材料如：纳米涂层作为雷达和红外吸收材料 第7页/共24页 综合了纤维、树脂、金属、陶瓷的性能。综合了纤维、树脂、金属、陶瓷的性能。 1 1：金属基体金属基体（铝、镁、铜、钛及其铝、镁、铜、钛及其合金合金） 非金属基体（非金属基体（有有合成树脂合成树脂、橡胶橡胶、陶瓷、陶瓷、石墨石墨、碳）、碳） 1 1： 玻璃纤维玻璃纤维、碳纤维、碳纤维、硼纤维硼纤维、芳纶纤维芳纶纤维、碳化硅纤维碳化硅纤维、 石棉纤维、石棉纤维、晶须晶须、金属丝和硬质细粒、金属丝和硬质细粒 第8页/共24页 第9页/共24页 第10页/共24页 B-2AB-2A幽灵轰炸机幽灵轰炸机 雷达罩

5、（玻璃纤维增强树脂）雷达罩（玻璃纤维增强树脂） 钛合金钛合金+ +碳纤维复合材料碳纤维复合材料 玻璃钢玻璃钢 第11页/共24页 玻璃钢：玻璃钢：玻璃纤维玻璃纤维增强增强塑料塑料，第一代复合材料，现，第一代复合材料，现 已广泛应用。质轻而硬，不导电，机械强度高已广泛应用。质轻而硬，不导电，机械强度高 玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔 玻璃钢车身玻璃钢车身 第12页/共24页 第13页/共24页 第14页/共24页 芳纶芳纶 芳纶纤维芳纶纤维 第15页/共24页 芳纶刹车芳纶刹车 片片 碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制航空碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制航空 发动机高温构件发动机高温构件 第16页/共24页 如

6、：如：SiC/Al复合材料作复合材料作 为空客的机身，提为空客的机身，提 升抗冲击性升抗冲击性 MMC的的SEM照照 片片 2、纤维增强、纤维增强金属基金属基复合材料：复合材料： 第17页/共24页 航天飞机内桁架航天飞机内桁架 （硼纤维（硼纤维/Al 基复合材料）基复合材料） 第18页/共24页 20052005年，中南大学年，中南大学黄伯云院士黄伯云院士等研制成功等研制成功 的碳的碳/ /碳复合材料飞机刹车片结束了国家技碳复合材料飞机刹车片结束了国家技 术发明一等奖连续六年空缺的历史。术发明一等奖连续六年空缺的历史。 3、纤维增强、纤维增强陶瓷基陶瓷基复合材料复合材料 在陶瓷材料中加入纤维

7、增强，能大幅度在陶瓷材料中加入纤维增强，能大幅度 提高强度，提高强度，改善韧性改善韧性，并提高使用温度，并提高使用温度 。 由由碳纤维增强相碳纤维增强相与与碳基体碳基体组成的组成的 复合材料。复合材料。 C/C复合材复合材 料料 具有比强度高、抗热震性好、导具有比强度高、抗热震性好、导 热好、膨胀系数低等，高温材料热好、膨胀系数低等，高温材料 第19页/共24页 1 1、颗粒增强、颗粒增强聚合物聚合物复合材料复合材料 四、颗粒增强型复合材料四、颗粒增强型复合材料 同样可以同样可以切削切削、开孔开孔、上螺丝上螺丝、胶胶 结结等，并具有质轻、不吸水、尺寸等，并具有质轻、不吸水、尺寸 稳定、耐蚀、耐虫蛀、易着色等。稳定、耐蚀、耐虫蛀、易着色等。 合成木材，代替木材的发泡塑料合成木材，代替木材的发泡塑料 第20页/共24页 硬质合金组织硬质合金组织(Co+WC)(Co+WC) 2 2、颗粒增强、颗粒增强金属金属/ /陶瓷陶瓷复合材料复合材料 颗粒增强铝基泡沫复合材料颗粒增强铝基泡沫复合材料 第21页/共24页 五、叠层复合材料五、叠层复合材料 三明治复合三明治复合 层层 在基体中含有多重层片状高强