组工程材料 2

1、小组成员： 李亚琼、 王贵萍、 赖兴美、代贤金、蒋洪昌复合材料复合材料工程材料工程材料金属材料金属材料陶瓷材料陶瓷材料高分子材料高分子材料黑色金属材料有色金属材料第一部分 金属材料黑色金属材料 以铁和铁和基的合金，如钢和铁等称为黑色金属。 1）碳钢：（又称普碳钢或碳素钢）碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金。 2）合金钢：碳钢中加入一种或几种合金元素所得到的钢。 3）铸铁：主要由铁、碳和硅组成的，含碳量大于2.11%的铁碳合金。有色金属材料 除黑色金属以外的金属及其合金称为有色金属。 主要包括 铝及铝合金、铜及铜合金和钛及钛合金等。铜及铜合金 铜 Cu，原子序数，原子序数29，是一种过渡金属，

2、纯铜，是一种过渡金属，纯铜呈紫红色光泽。呈紫红色光泽。密度密度8.92克克/立方厘米。熔点立方厘米。熔点1083.4，沸点，沸点2567。 铜是人类发现最早的金属之一，稍硬、铜是人类发现最早的金属之一，稍硬、 坚韧、耐磨损。还有很好的延展性、导热坚韧、耐磨损。还有很好的延展性、导热和导电性能。和导电性能。铜的应用铜的应用 铜的合金是在纯铜中加入某些合金元素（如锌、锡、铝、铍、锰、硅、镍、磷等） ，就形成了铜合金。铜合金具有 较好的导电性、导热性和耐腐蚀性，同时具有较高强度和耐磨性。 根据成分不同，铜合金分为黄铜和青铜等。第二部分第二部分 陶瓷材料陶瓷材料陶瓷陶瓷是用天然或人工合成的粉状化是用天

3、然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的，由合物，经过成型和高温烧结制成的，由无机化合物构成的多相固体材料。无机化合物构成的多相固体材料。硬度硬度是各类材是各类材料中最高的料中最高的韧性差，脆韧性差，脆性大性大耐高温，耐火，不耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀可燃烧，抗蚀强度高强度高陶瓷的性能陶瓷的性能大多大多数是良数是良好的绝缘体好的绝缘体抗热振抗热振性很低性很低二、陶瓷材料的二、陶瓷材料的分类分类v1、按、按化学成分化学成分分类分类 可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、 氮化物陶氮化物陶 瓷及其它化合物陶瓷。瓷及其它化合物陶瓷。v2、按、按使

4、用的原材料使用的原材料分类分类 可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。可将陶瓷材料分为普通陶瓷和特种陶瓷。 普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作原料。普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作原料。 特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。 v3、按、按性能和用途性能和用途分类分类 可将陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷两类。可将陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷两类。 普通陶瓷普通陶瓷日用陶瓷日用陶瓷 性能要求：白度，光洁度，热稳定性，机械强度，热稳定性性能要求：白度，光洁度，热稳定性，机械强度，热稳定性 用途：日用器皿，工艺品艺术品等用途：日用器皿，工艺品艺术品等建筑陶

5、瓷建筑陶瓷 性能要求：强度，热稳定性性能要求：强度，热稳定性 用途：地面，墙壁，管道，卫生洁具等用途：地面，墙壁，管道，卫生洁具等. .电工陶瓷（高压瓷）电工陶瓷（高压瓷） 性能要求：强度，介电性能和热稳定性性能要求：强度，介电性能和热稳定性. . 用途：隔电，支持及连接，绝缘器件用途：隔电，支持及连接，绝缘器件化工陶瓷化工陶瓷 性能要求：耐蚀性性能要求：耐蚀性. . 用途：实验器皿，耐热容器，管道，设备。用途：实验器皿，耐热容器，管道，设备。尖晶石透明陶瓷刚玉陶瓷光学石英玻璃1.3 1.3 特种陶瓷特种陶瓷特种陶瓷特种陶瓷按用途分按用途分按成份分按成份分结构陶瓷结构陶瓷功能陶瓷功能陶瓷氧化物

6、陶瓷氧化物陶瓷氮化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷碳化物陶瓷以金属氧化物或碳化物为主要成分，加入适量的金属粉末，通过粉末冶金的方法制成的，具有某些金属性质的陶瓷。金属陶瓷是金属切削刀具、模具和耐磨零件的重要材料。1 1、柴油机启动用陶瓷电热塞、柴油机启动用陶瓷电热塞柴油机全陶瓷电热塞柴油机全陶瓷电热塞第一代电热塞用金属制造，第二代是把钨丝埋在氮化硅陶瓷内制成的第一代电热塞用金属制造，第二代是把钨丝埋在氮化硅陶瓷内制成的金属陶瓷电热塞，第三代电热塞是发热体全部用导电陶瓷制造的全陶金属陶瓷电热塞，第三代电热塞是发热体全部用导电陶瓷制造的全陶瓷电热塞。其启动时间、点火稳定性和寿命等都是一代胜过一代。瓷电热

7、塞。其启动时间、点火稳定性和寿命等都是一代胜过一代。利用陶瓷耐高温的性能陶瓷制动器利用陶瓷的硬度高、耐高温的特性陶瓷制动器采用6活塞的制动卡钳，在活塞与制动片之间，装有陶瓷隔热体，用以防止制动时产生的高热传人液压组件和制动液，这套刹车系统更可以在800高温下正常工作。保时捷、奔驰等跑车均已采用这这类陶瓷制动器 步兵战车用步兵战车用效率高、热损耗较小的绝热陶瓷效率高、热损耗较小的绝热陶瓷发动机可降低坦克的红外发动机可降低坦克的红外辐射，使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁，起到良好辐射，使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁，起到良好的隐身效果，提高了生存率。的隐身效果，提高了

8、生存率。陶瓷发动机在军事上的应用陶瓷发动机在军事上的应用复合材料复合材料复合材料 两种或者两种以上的不同性质的材料，通过不同两种或者两种以上的不同性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的多相材料。的工艺方法人工合成的多相材料。复合材料既保持组成材料各自的最佳特性，又具有组合后的复合材料既保持组成材料各自的最佳特性，又具有组合后的新特性。新特性。复合材料的特点复合材料的特点一、增强材料增强效果最明显、应用最广。主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、碳化硅纤维等（一）纤维增强材料n玻璃纤维u 由熔融玻璃经拉丝制成纤维；u 耐热性好，软化温度550580；u 耐蚀性好，除氢氟酸、浓碱、浓磷酸外，

9、对其它溶剂有良好的化学稳定性；u 不吸水、不燃烧、尺寸稳定、隔热、吸声、绝缘、透过电磁波等；u 制取方便，价格便宜，是应用最广的增强纤维。n 碳纤维u 将有机纤维（如粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维等）在惰性气氛中经高温碳化而制成wC90%以上的纤维；u 高、低温性能好（1500，-180）；u 化学稳定性高，能耐浓盐酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等；热胀系数小，热导率高，导电性好。u 缺点：脆性大，易氧化，与基体结合力差。n 硼纤维u 将元素B用蒸汽沉积的方法沉积到耐热金属丝纤芯（钨丝）上制得的一种复合纤维；u 熔点高（2300）；u 良好的耐蚀性；u 缺点：密度较大，直径较粗，生产工艺复杂，成本

10、高；u 不及玻璃纤维和碳纤维应用广泛。n 芳纶纤维u 亦称Kevlar纤维，是一种将聚合物溶解在溶剂中，再经纺丝制成的芳香族聚酰胺类纤维；u 密度小，比强度、比弹性模量高；u 抗拉强度比玻璃纤维高45，韧性好；u 耐热性好，能在290下长期作用；u 优良的抗疲劳性、耐蚀性、绝缘性和加工性，且价格便宜。n 碳化硅纤维u 是以钨丝或碳纤维作纤芯，通过气相沉积法而制得；或用聚碳硅烷纺纱，经烧结而得；u 是一种高熔点、高强度、高模量的陶瓷纤维，主要用于增强金属和陶瓷；u 优良的高温强度，在1100时强度仍高达2100MPa。复合材料在波音飞机上的应用第四部分 高分子材料以高分子化合物为基础的材料。高分

11、子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。橡胶胶黏剂高分子材料纤维塑料橡胶塑料是以聚合物（通称树是以聚合物（通称树脂）为基础，再加入适量脂）为基础，再加入适量的填料、增塑剂、稳定剂、的填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组润滑剂、色料等添加剂组成的高分子材料。成的高分子材料。认识塑料认识塑料 whats the plastic塑料主要特性：塑料主要特性： 大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀；大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀； 耐冲击性好

12、；耐冲击性好； 具有较好的透明性和耐磨耗好性；具有较好的透明性和耐磨耗好性； 绝缘性好，导热性低；绝缘性好，导热性低； 一般成型性、着色性好，加工成本低；一般成型性、着色性好，加工成本低； 大部分塑料大部分塑料耐热性耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；差，热膨胀率大，易燃烧； 尺寸稳定性差，容易变形；尺寸稳定性差，容易变形； 多数塑料耐低温性差，低温下变脆；多数塑料耐低温性差，低温下变脆； 容易老化；某些塑料易溶于溶剂。容易老化；某些塑料易溶于溶剂。 塑料的分类塑料的分类A热塑性塑料热塑性塑料B热固性塑料热固性塑料塑料塑料是有机高分子材料中一个重要分枝，品种多，产量大，是有机高分子材料中一个重要分枝

13、，品种多，产量大，用途广。对于品种繁多的塑料，可按如下方法分类，使人们用途广。对于品种繁多的塑料，可按如下方法分类，使人们容易认识它，掌握并应用它：容易认识它，掌握并应用它：塑料按受热时的塑料按受热时的行为行为 A热塑性塑料：热塑性塑料： 加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是程是可逆的可逆的，可以反复进行。，可以反复进行。 在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态成任意形状，冷却后形状不变；这种状态可多次反复而始终具有可塑性，且这种反可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化

14、，称这种塑料为热塑复只是一种物理变化，称这种塑料为热塑性塑料性塑料。 制作原理：制作原理： 热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间链的结构，分子链之间无化学键无化学键产生，加产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化化主要的热塑性塑料有主要的热塑性塑料有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料塑料、聚苯醚，氯化聚醚等。聚苯醚，氯化聚醚等。B热固性塑料热固性塑料 第一次加热时可以软化流动，加热到一定

15、第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是这种变化是不可逆不可逆的，此后，再次加热时，的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。已不能再变软流动了。 正是借助这种特性进行成型加工，利用第正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。这种材料称为热固性塑料。制作原理：制作原理： 热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分

16、子链之间形成的，固化后分子链之间形成化学键化学键，成为，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解，剂中也不能溶解， 所以热固性塑料是所以热固性塑料是不可不可逆。逆。保险闸常用塑料的种类有六种 聚氯乙烯（PVC） 聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 聚苯乙烯（PS） ABS塑料 PA 是尼龙塑料 聚乙烯（PE）化学性能稳定, 通常制作食品袋及各种容器, 耐酸、耐碱及盐类水溶液的侵蚀, 但不宜用强碱性洗涤剂擦拭或浸泡。 聚乙烯简介 聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量 烯烃的

17、共聚物。 聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。聚乙烯物理性能 聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。 透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。 常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯 等溶剂中 聚乙烯化学性能 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化

18、钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。生产方法高压法 由高压工艺从乙烯合成，其合成压力100用300MPa，温度为150275，0.05%0.1%的氧或过氧化物作为催化剂；合成或在搅拌罐中间歇发生，或在管式反应器中连续发生高压法来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3，。nCH2=CH2-催化剂-CH2-CH2-n聚乙烯的用途1. 应用薄膜 2. 应用中空制品 3. 应用纤维1.影响农业发展。废塑料制品混在土壤中不断累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。 2.对动物生存构成威胁。抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。去年青海湖畔有20户牧民共有近千只羊因此致死，经济损失约30多万元。羊喜欢吃塑料袋中夹裹着的油性残留物，却常常连塑料袋一起吃下去了，由于吃下的塑料长时间滞留胃中难以消化，这些羊的胃被挤满了，再也不能吃东西，最后只能被活活饿死。这样的事在动物园、牧区、