水工艺设备基础》第一章ppt课件

1、 2021.9付fuying8899163w课程的诞生课程的诞生w课程设置背景课程设置背景w课程的性质与义务课程的性质与义务w课程涉及的知识点课程涉及的知识点w课程教学根本要求课程教学根本要求w教材建立教材建立w课程的教学安排课程的教学安排w八八. . 参考资料参考资料内容内容:水工艺设备基础第1章 水工艺设备常用资料 主要内容：1.1 金属资料1.2 无机非金属资料1.3 高分子资料1.4 复合资料重点与难点 水工艺设备常用资料的种类、根本性能与特点；如何根据资料的性能、特点和水工艺设备要求，确定不同资料的适用条件和范围。 水工艺设备基础1.1金属资料钢钢 碳钢碳钢

2、: : 合金钢合金钢( (不锈钢不锈钢) )：1.1.1 金属资料的分类 碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢、有色金属。水工艺设备基础1.1金属资料1、钢的分类化学成分、质量、用途1按化学成分分类 %)10(%)105(%)5(%)6 .0(%)55.03 .0(%)25.0(高合金钢中合金钢合金元素总量低合金钢合金钢高碳钢中碳钢低碳钢碳钢CCC水工艺设备基础1.1 金属资料2 2按质量分类按质量分类 按钢中硫按钢中硫S S和磷和磷P P的含量可分为：的含量可分为：普通钢普通钢优质钢优质钢高级优质钢高级优质钢水工艺设备基础1.1 金属资料3 3按用途分类按用途分类构造钢构造钢工具钢工具钢特殊性能钢特殊

3、性能钢水工艺设备基础1.1 金属资料2、钢的编号编号要求：1、用简明符号将钢中所含元素的百分数表示出来。2、经过编号阐明钢的性能特征。编号分类：1、字母和数字中国、德国、日本等2、数字美国1普通碳素构造钢普通碳素构造钢2优质碳素构造钢优质碳素构造钢3碳素工具钢碳素工具钢4合金构造钢合金构造钢5合金工具钢合金工具钢水工艺设备基础1.1 金属资料1.1.2 1.1.2 金属资料的根本性能金属资料的根本性能 物理性能物理性能 机械性能机械性能 化学性能化学性能 工艺性能工艺性能化学成分水工艺设备基础1.1 金属资料水工艺与工程中容器和设备主要零部件的制造工艺过程主要包括： 焊接 锻造 切削 冲压弯曲

4、 热处置1可焊性2可锻性3切削加工性4成型工艺性5热处置性能水工艺设备基础1.2 无机非金属资料1.2.1 陶瓷资料1.2.1.1分类(1) 传统陶瓷：以粘土为主要原料：工业、日用。(2) 玻璃：工业玻璃，建筑玻璃，日用玻璃(3) 玻璃陶瓷：光学玻璃陶瓷，耐热耐蚀微晶玻璃(4) 特种陶瓷：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷。有特殊物理、化学、机械性能。耐蚀陶瓷、高温陶瓷、电容器陶瓷、压电陶瓷、电光陶瓷。(5) 金属陶瓷：粉末冶金法生长的金属资料制粉、成形、烧结硅酸盐资料硅酸盐资料水工艺设备基础1.2 无机非金属资料1.2.1.2 1.2.1.2 陶瓷根本性能：陶瓷根本性能：1 1 机械性能机械性能 2

5、2物化性能物化性能 刚度刚度 硬度硬度 强度强度 塑性塑性 韧性或脆性韧性或脆性 热膨胀热膨胀 导热性导热性 热稳定性热稳定性 化学稳定性化学稳定性 导电性导电性水工艺设备基础1.2 无机非金属资料1 1 机械性能机械性能 刚度刚度 硬度硬度 强度强度 塑性塑性 韧性或脆性韧性或脆性水工艺设备基础1.2 无机非金属资料刚度：由弹性模量刚度：由弹性模量( (反映结合键的强度反映结合键的强度) )衡量。衡量。陶瓷刚度在各类资料中最高，比金属资料高陶瓷刚度在各类资料中最高，比金属资料高假设干倍，比高聚物高假设干倍，比高聚物高2424个数量级。个数量级。硬度：由化学键强度决议。陶瓷在各类资料硬度：由化

6、学键强度决议。陶瓷在各类资料中硬度最高中硬度最高-最大特点。其硬度随温度升最大特点。其硬度随温度升高而降低，但在高温下仍能坚持较高数值。高而降低，但在高温下仍能坚持较高数值。强度：实践强度比实际值低很多，其破坏作强度：实践强度比实际值低很多，其破坏作用比在金属中更大。用比在金属中更大。1/100-1/20 弹性模量弹性模量=应力应力 / 应变。应变。 弹性模量是指资料在外力作用下产生单位弹弹性模量是指资料在外力作用下产生单位弹性变形所需求的应力。它是反映资料抵抗弹性性变形所需求的应力。它是反映资料抵抗弹性变形才干的目的，相当于普通弹簧中的刚度。变形才干的目的，相当于普通弹簧中的刚度。 弹性模量

7、可视为衡量资料产生弹性变形难易弹性模量可视为衡量资料产生弹性变形难易程度的目的，其值越大，使资料发生一定弹性程度的目的，其值越大，使资料发生一定弹性变形的应力也越大，即资料刚度越大，亦即在变形的应力也越大，即资料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。一定应力作用下，发生弹性变形越小。水工艺设备基础1.2 无机非金属资料塑性：在室温下几乎无塑性。塑性：在室温下几乎无塑性。 陶瓷晶体开场塑性变形的温度很高，因陶瓷晶体开场塑性变形的温度很高，因此有很高的高温强度。此有很高的高温强度。韧性或脆性：陶瓷受载时不发生塑性变形，韧性或脆性：陶瓷受载时不发生塑性变形，在较低的应力下就会断裂，因此韧

8、性极低或在较低的应力下就会断裂，因此韧性极低或脆性极高。脆性是陶瓷的最大缺陷，是妨碍脆性极高。脆性是陶瓷的最大缺陷，是妨碍其作为构造资料广泛运用的首要问题，是当其作为构造资料广泛运用的首要问题，是当前的重要研讨课题。前的重要研讨课题。水工艺设备基础1.2 无机非金属资料2 2物化性能物化性能 热膨胀热膨胀 导热性导热性 热稳定性热稳定性 化学稳定性化学稳定性 导电性导电性水工艺设备基础1.2 无机非金属资料热膨胀：温度升高时物质原子振动振幅提高、原热膨胀：温度升高时物质原子振动振幅提高、原子间距增大所导致的体积长大景象。陶瓷的线膨子间距增大所导致的体积长大景象。陶瓷的线膨胀系数比高聚物低，也比

9、金属低很多。胀系数比高聚物低，也比金属低很多。导热性：陶瓷的导热性比金属小，是较好的绝热导热性：陶瓷的导热性比金属小，是较好的绝热资料。资料。热稳定性：即抗热振性，指在不同温度范围动摇热稳定性：即抗热振性，指在不同温度范围动摇时的寿命，常用在水中急冷且不破裂所能接受的时的寿命，常用在水中急冷且不破裂所能接受的最高温度来表征。陶瓷热稳定性很低，比金属低最高温度来表征。陶瓷热稳定性很低，比金属低很多。这是陶瓷的另一个主要缺陷。很多。这是陶瓷的另一个主要缺陷。水工艺设备基础1.2 无机非金属资料化学稳定性：陶瓷构造稳定。具有很好的耐火化学稳定性：陶瓷构造稳定。具有很好的耐火性能或不可熄灭性，对酸、碱

10、、盐等腐蚀性很性能或不可熄灭性，对酸、碱、盐等腐蚀性很强的介质均有较强的抗蚀才干。强的介质均有较强的抗蚀才干。导电性：导电性变化范围很宽。多数陶瓷是良导电性：导电性变化范围很宽。多数陶瓷是良好的绝缘体。好的绝缘体。 但不少陶瓷既是离子导体，又有一定的电子但不少陶瓷既是离子导体，又有一定的电子导电性，是重要的半导体资料导电性，是重要的半导体资料(ZnONiOFe3O4)。水工艺设备基础1.3 高分子资料一、高分子化合物概念一、高分子化合物概念高分子化合物：指分子量很大的化合物。分子量高分子化合物：指分子量很大的化合物。分子量 大多在大多在5 5103106103106之间。之间。工业用高分子化合

11、物：工程上以为，只需具备较工业用高分子化合物：工程上以为，只需具备较 好的强度、弹性和塑性等机械性能的高分子好的强度、弹性和塑性等机械性能的高分子 化合物才是工业用高分子化合物。化合物才是工业用高分子化合物。有机高分子有机高分子天然人造水工艺设备基础1.3 高分子资料高分子化合物的每个分子是由一种或几种简单的低分子化合物(单体)衔接起来组成的，其性能主要决议于构成高分子的单体、链节构造、聚合度等。不要不要 水工艺设备基础1.3 高分子资料二、高分子化合物的合成 是将单体经过聚合反响聚合起来构成化合物的过程。故高分子化合物也称为聚合物或高聚物。 加聚反响缩聚反响最常见的聚合反响水工艺设备基础1.

12、3 高分子资料加聚反响：指一种或多种单体相互加成而衔接成聚合物的加聚反响：指一种或多种单体相互加成而衔接成聚合物的反响，无副产物；反响，无副产物； 均聚反响：只需一种单体均聚反响：只需一种单体 共聚反响：两种或两种以上单体共聚反响：两种或两种以上单体 如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和合成橡胶等。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和合成橡胶等。缩聚反响：指一种或多种单体相互混合而衔接成聚合物，缩聚反响：指一种或多种单体相互混合而衔接成聚合物，同时析出缩去其它低分子物质如水、氨、醇、卤化同时析出缩去其它低分子物质如水、氨、醇、卤化氢等的反响。氢等的反响。 均缩聚：只需一种单体均缩聚：只需一

13、种单体 共缩聚：两种或两种以上单体共缩聚：两种或两种以上单体 如涤纶、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树如涤纶、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、有机硅树脂等。脂、聚酯、有机硅树脂等。80%水工艺设备基础1.3 高分子资料三、高分子资料的分类和命名三、高分子资料的分类和命名1 1、分类、分类按来源：天然高分子、合成高分子；按来源：天然高分子、合成高分子；按大分子链的几何外形：线型、支链型、按大分子链的几何外形：线型、支链型、体型；体型；按大分子链的陈列特点：无定型和晶态两按大分子链的陈列特点：无定型和晶态两种；种；按极性：极性和非极性两种；按极性：极性和非极性两种；按照实

14、践用途：塑料、橡胶、纤维和胶粘按照实践用途：塑料、橡胶、纤维和胶粘剂等。剂等。水工艺设备基础 大分子主链全部由饱和碳链或双键不饱和碳链组成如聚烯烃、聚二烯烃-C-C-C-C-C- 或 -C-C=C-C- 大分子主链中除碳原子外，还含有氧、氮、硫、磷等其它原子：-C-C-O-C-， -C-C-N-C-， 或 -C-C-S-C-1.3 高分子资料按照化学组成最本质和最重要：碳链有机聚合物：杂链有机聚合物：弹弹性性不透气性不透气性耐火、耐热性耐火、耐热性元素有机聚合物:无机聚合物： 主链主要由硅、钛、铝、硼、氧等构成，如：-O-Si-O-Si-O- ，其侧基普通为有机基团碳链。 主链和侧基均由无机元

15、素或基团构成。 硅酸盐玻璃、陶瓷、云母、石棉等都属于无机聚合物。水工艺设备基础1.3 高分子资料2 2、命名、命名由化学构造命名由化学构造命名由原料单体命名由原料单体命名采用商品称号和代表符号采用商品称号和代表符号水工艺设备基础1.3 高分子资料四、高分子资料的性能四、高分子资料的性能 1 1 分量轻分量轻 2 2 高弹性高弹性 3 3 滞弹性滞弹性 4 4 塑性与受迫弹性塑性与受迫弹性 5 5 强度与断裂强度与断裂 6 6 韧性韧性 7 7 减摩、耐磨性减摩、耐磨性 8 8 绝缘性绝缘性 9 9 耐热性耐热性水工艺设备基础1.3 高分子资料五、常用塑料五、常用塑料 高分子资料主要包括合成材脂

16、、合成高分子资料主要包括合成材脂、合成橡胶和合成纤维三大类。橡胶和合成纤维三大类。1 1、塑料组成、塑料组成 塑料是指以有机合成树脂为主要组成资塑料是指以有机合成树脂为主要组成资料，与其他配料混合，经过加热、加压塑料，与其他配料混合，经过加热、加压塑呵斥一定外形的产品。呵斥一定外形的产品。 组成塑料的物质主要包括：组成塑料的物质主要包括： 合成树脂合成树脂 填料填料 固化剂固化剂 增塑剂增塑剂 稳定剂稳定剂 光滑剂光滑剂 着色剂着色剂 阻燃剂阻燃剂68%水工艺设备基础1.3 高分子资料2 2、常用塑料的分类及特性、常用塑料的分类及特性1 1按照热性能分：按照热性能分：热塑性塑料：加热时软化，可

17、塑呵斥形，冷却后那么变热塑性塑料：加热时软化，可塑呵斥形，冷却后那么变硬。线型聚合物。该过程可反复。典型种类有聚乙烯、聚硬。线型聚合物。该过程可反复。典型种类有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、氯乙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚矾等。聚矾等。优点：加工成形简便，具有较高的机械性能；优点：加工成形简便，具有较高的机械性能；缺陷：耐热性和刚性比较差。缺陷：耐热性和刚性比较差。热固性塑料：初加热时软化，可塑呵斥形，但固化之后热固性塑料：初加热时软化，可塑呵斥形，但固化之后再加热，将不再软化，也不溶于溶剂。体型聚合物。典型再加热，将不再软化，也不溶于溶剂。体

18、型聚合物。典型种类有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、以及由聚邻苯二种类有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、以及由聚邻苯二甲酸二丙烯树脂制成的塑料等。甲酸二丙烯树脂制成的塑料等。优点：耐热性高，受压不易变形等；优点：耐热性高，受压不易变形等；缺陷：机械性能不好，但可参与填料，制成层压塑料或模缺陷：机械性能不好，但可参与填料，制成层压塑料或模压塑料，以提高强度。压塑料，以提高强度。水工艺设备基础1.3 高分子资料六、橡胶六、橡胶 天然橡胶：天然橡胶： 合成橡胶：合成橡胶：弹性和抗切割性好弹性和抗切割性好耐蚀性好耐蚀性好水工艺设备基础1.4 复合资料一、概述一、概述1 1、概念、概念 复合资料是由两种或更多种的物理和化学本质不同的物质，人工复合资料是由两种或更多种的物理和化学本质不同的物质，人工制成的一种多相固体资