有色金属及其它材料

1、一、铝及铝合金一、铝及铝合金在电气、航空、机械、轻工业在电气、航空、机械、轻工业广泛的应用。广泛的应用。特点：特点：(1)密度小（密度小（2.7g/cm3）、）、导电性好（仅次于银、铜和导电性好（仅次于银、铜和金）。熔点：金）。熔点：660.4(2)比强度高，通过热处理能获得高强度（与低合金高比强度高，通过热处理能获得高强度（与低合金高强钢强度相近）。强钢强度相近）。(3)好的塑性好的塑性(退火状态退火状态)、切削性和铸造性能。、切削性和铸造性能。(4)抗大气腐蚀能力强。抗大气腐蚀能力强。（一）纯铝（一）纯铝高纯铝高纯铝（99.99%，制作电容器等），制作电容器等）;工业高纯铝工业高纯铝（99

2、.9%，铝箔、铝合金原料），铝箔、铝合金原料）;工业纯铝工业纯铝（99.0%，电线、电缆、器皿）。，电线、电缆、器皿）。 （二）铝合金（二）铝合金分为分为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金（二）铝合金（二）铝合金分为分为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金（1）变形铝合金）变形铝合金成分低于成分低于D，加热形成单相固溶体，塑性好，加热形成单相固溶体，塑性好，适于变形加工，又分：适于变形加工，又分：不可热处理强化铝合金不可热处理强化铝合金:合金成分低于合金成分低于F时时;可热处理强化铝合金可热处理强化铝合金:成分在成分在F-D之间时之间时,可进行固溶时效强化。可进行固溶时效强化

3、。 （2）铸造铝合金）铸造铝合金成分高于成分高于D,流动性好流动性好,适于铸造。适于铸造。1、铝合金的强化、铝合金的强化固溶时效固溶时效(1)固溶处理：固溶处理：将将F-D之间成分的合金加热到之间成分的合金加热到相区，相区，保温获保温获，速冷，得到过饱和速冷，得到过饱和。(2) (2) 时效（时效（时效硬化）时效硬化） ：过饱和过饱和不稳定，室温或低温加热会分解出稳定相，不稳定，室温或低温加热会分解出稳定相，强度和硬度会明显升高强度和硬度会明显升高例如，含例如，含4%Cu的的Al-Cu合金，加热到合金，加热到550，水冷，水冷,获得过饱和的获得过饱和的固溶体，强度为：固溶体，强度为：b250M

4、Pa若在室温放置若在室温放置45天，天，b可达可达400MPa。(3)回归回归自然时效后的铝合金自然时效后的铝合金,在在230250短时间短时间(几秒至几几秒至几分钟分钟)加热后，水冷，会重新变软。再室温放置，又会加热后，水冷，会重新变软。再室温放置，又会时效。时效。变形铝合金变形铝合金包括包括:防锈铝合金防锈铝合金、硬铝合金硬铝合金、超硬铝合金超硬铝合金及及锻铝合金锻铝合金。(1) (1) 防锈铝合金：防锈铝合金：加入加入锰锰和和镁镁（固溶强化、不能时效，（固溶强化、不能时效，可加工硬化。焊接件、容器、深变形低载荷零件、铆钉等。可加工硬化。焊接件、容器、深变形低载荷零件、铆钉等。(2)硬铝合

5、金：硬铝合金：Al-Cu-Mg系合金系合金,可热处理强化、形变强可热处理强化、形变强化。制作硬铝铆钉、冲压件、螺旋浆叶片、航空模锻件、化。制作硬铝铆钉、冲压件、螺旋浆叶片、航空模锻件、重要销、轴等。重要销、轴等。(3)超硬铝合金：超硬铝合金：Al-Mg-Zn-Cu系合金，少量铬和锰。系合金，少量铬和锰。时效后，获得高强度和硬度，高温软化快。时效后，获得高强度和硬度，高温软化快。用于重要构件，如飞机大梁、起落架等。用于重要构件，如飞机大梁、起落架等。飞机前起落架飞机前起落架飞机用座椅轨道及航空零件飞机用座椅轨道及航空零件 铝合金发动机铝合金发动机 缸体和缸盖缸体和缸盖 3. 3. 铸造铝合金铸造

6、铝合金Si、Cu、Mg、Zn 用于内燃机气缸头、活塞、舰船配件、泵体等用于内燃机气缸头、活塞、舰船配件、泵体等铝合金氧化：铝合金氧化：浸入氧化液中，表面获得致密氧化膜。浸入氧化液中，表面获得致密氧化膜。 铜及铜合金铜及铜合金 特殊性能：特殊性能： 导电性，导热性，加工性，冷热成形；铸造性、导电性，导热性，加工性，冷热成形；铸造性、 减摩性、高弹性极限和疲劳极限。减摩性、高弹性极限和疲劳极限。一、纯铜一、纯铜( (紫铜紫铜) )制作电导体及配制合金。制作电导体及配制合金。二、铜合金二、铜合金1.1.黄铜：黄铜：锌、锡、铝、硅锌、锡、铝、硅钟表零件、轴瓦、衬套、海船零件、蜗杆、螺旋浆钟表零件、轴瓦

7、、衬套、海船零件、蜗杆、螺旋浆2.青铜：锡青铜、铝青铜、铍青铜青铜：锡青铜、铝青铜、铍青铜。抗大气、海水蚀性，高弹性极限、疲劳极限及耐磨性抗大气、海水蚀性，高弹性极限、疲劳极限及耐磨性制做轴承、轴套、弹簧及抗蚀、抗磁零件、齿轮、轴套、蜗制做轴承、轴套、弹簧及抗蚀、抗磁零件、齿轮、轴套、蜗轮、耐蚀弹簧。轮、耐蚀弹簧。3.白铜：加镍元素。白铜：加镍元素。强度、塑性、抗蚀性高，冷、热变形好，电阻率高。强度、塑性、抗蚀性高，冷、热变形好，电阻率高。船舶仪器零件、化工零件、医疗器械、电偶丝、装饰品船舶仪器零件、化工零件、医疗器械、电偶丝、装饰品等）。等）。核电站、核潜艇用白铜管核电站、核潜艇用白铜管 三

8、、钛及钛合金三、钛及钛合金 一、纯钛一、纯钛密度小（密度小（4.51），熔点高），熔点高16684），），热膨胀系数小，导热差。塑性好、强度低，制成细丝热膨胀系数小，导热差。塑性好、强度低，制成细丝和薄片。和薄片。钛合金分为三类钛合金分为三类： 钛合金、钛合金、钛合金、（钛合金、（）钛合金钛合金。1.1.钛合金钛合金 ：加入铝、硼等。高温加入铝、硼等。高温(500(500600)600)强度好，强度好，抗氧化。抗氧化。 用于导弹的燃料罐、超音速飞机涡轮机等。用于导弹的燃料罐、超音速飞机涡轮机等。2. 2. 钛合金钛合金 加入钼、铬、钒等。高强度、冲压性能，可淬火加入钼、铬、钒等。高强度、冲压性

9、能，可淬火时效强化。制造飞机发动机构件及汽车涡轮增压件、叶片、时效强化。制造飞机发动机构件及汽车涡轮增压件、叶片、轴。轴。3. (3. () )钛合金：钛合金：塑性好，易锻造、可淬火时效强化。适塑性好，易锻造、可淬火时效强化。适于于400 400 以下长期工作的发动机零件，火箭、导弹的液氢以下长期工作的发动机零件，火箭、导弹的液氢燃料箱等。燃料箱等。 钛及钛合金的十大性能：钛及钛合金的十大性能：1密度小密度小,比强度高比强度高密度为密度为4.51g/cm3,比强度高于铝合金和高强比强度高于铝合金和高强合金钢。合金钢。2弹性模量低弹性模量低为钢的为钢的57%。3导热系数小导热系数小是钢的是钢的1

10、5，铜的，铜的125。4抗拉强度与屈服强度接近抗拉强度与屈服强度接近屈强比（屈服强度屈强比（屈服强度/抗拉强度）高，抗拉强度）高，塑性差，回弹能力大。塑性差，回弹能力大。5无磁性、无毒无磁性、无毒与人体组织及血液有好的相溶性，医疗采用。与人体组织及血液有好的相溶性，医疗采用。6抗阻尼性能强抗阻尼性能强受振动衰减时间长。可作音叉、振动元件和高级音响振动薄受振动衰减时间长。可作音叉、振动元件和高级音响振动薄膜等。膜等。7耐热性能好耐热性能好在在600或更高的温度下长期使用。或更高的温度下长期使用。8耐低温性能好耐低温性能好在在-196低温下较好的延性及韧性低温下较好的延性及韧性,低温容器低温容器,

11、贮箱等材料。贮箱等材料。9吸气性能吸气性能高温下与碳、氢、氮、氧反应。高温下与碳、氢、氮、氧反应。10耐腐蚀性能耐腐蚀性能在中性、氧化性介质和海水中有高的耐蚀性。在中性、氧化性介质和海水中有高的耐蚀性。但钛在氢氟酸、硫酸、盐酸、正磷酸中抗腐蚀性较差。但钛在氢氟酸、硫酸、盐酸、正磷酸中抗腐蚀性较差。钛的三大功能：钛的三大功能：1 1、记忆功能、记忆功能 钛镍合金钛镍合金 管接头用于油管；做成网状天线用于管接头用于油管；做成网状天线用于宇航飞行器。宇航飞行器。2、超导功能、超导功能铌铌-钛合金钛合金钛钛-钡钡-钙钙-铜铜-氧化物氧化物3、贮氢功能贮氢功能钛钛-铁合金铁合金氢气分离、净化、贮存及运输

12、、氢能氢气分离、净化、贮存及运输、氢能源热泵和蓄电池等方面应用很有前途。源热泵和蓄电池等方面应用很有前途。高分子材料高分子材料高分子是高分子是由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成的由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。所说分子量足够高的有机化合物。所说高分子高分子就是它就是它的分子量高。的分子量高。高分子材料高分子材料的分子量在几百到几百的分子量在几百到几百万之间。万之间。高分子量高分子量使化合物具有了一定的强度，使化合物具有了一定的强度，而而高分子化合物高分子化合物一般又具有长链结构，每个分子一般又具有长链结构，每个分子都好像一条长长的线，都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起

13、，许多分子纠集在一起，形成一个扯不开的线形成一个扯不开的线团，团，这就是高分子化这就是高分子化合物具有较高强度，合物具有较高强度，可作为结构材料使用可作为结构材料使用的根本原因。的根本原因。高分子材料高分子材料工程塑料工程塑料 由由有机合成树脂有机合成树脂为主要组成，再加入为主要组成，再加入添加添加剂剂所组成。通常可在加热、加压条件下塑制成所组成。通常可在加热、加压条件下塑制成型，故称为塑料。型，故称为塑料。合成树脂：合成树脂： 由由低分子化合物低分子化合物通过聚合反应通过聚合反应合成合成的的高分子化高分子化合物合物，如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的主要，如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的主要组成，

14、也起粘接剂作用。组成，也起粘接剂作用。添加剂：添加剂：改善塑料的性能，主要有：改善塑料的性能，主要有：(1)填料或增强材料，起增强作用。填料或增强材料，起增强作用。(2)固化剂：成为较坚硬和稳定的塑料制品。固化剂：成为较坚硬和稳定的塑料制品。(3)增塑剂：提高树脂塑性和柔性。增塑剂：提高树脂塑性和柔性。(4)稳定剂：防止热、光作用过早老化。稳定剂：防止热、光作用过早老化。常用工程塑料常用工程塑料: : 热塑性塑料：热塑性塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺酰胺( (尼龙尼龙) ) 、聚甲醛、聚碳酸脂等。加工成、聚甲醛、聚碳酸脂等。加工成形简便，较高的机械性能，但耐

15、热性和刚性比形简便，较高的机械性能，但耐热性和刚性比较差。较差。热固性塑料：热固性塑料：酚醛树脂、环氧树脂。它们具有酚醛树脂、环氧树脂。它们具有耐热性高，受压不易变形等优点，但机械性能耐热性高，受压不易变形等优点，但机械性能不好。不好。一、热塑性塑料一、热塑性塑料1. 1. 聚乙烯聚乙烯( (PE) PE) 由乙烯单体聚合而成。由乙烯单体聚合而成。用来制作塑料薄膜、软管用来制作塑料薄膜、软管和塑料瓶，制造塑料管、板材以及承载不高的零和塑料瓶，制造塑料管、板材以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等。件，如齿轮、轴承等。 热塑性塑料热塑性塑料2. 2. 聚丙烯聚丙烯( (PP) PP) 由丙烯单体聚合

16、而成。由丙烯单体聚合而成。刚性、强度、硬度和弹刚性、强度、硬度和弹性均高于聚乙烯。重量轻，性均高于聚乙烯。重量轻，100100110 110 长期使长期使用。绝缘、耐蚀，耐酸、碱，但韧性、耐低温、用。绝缘、耐蚀，耐酸、碱，但韧性、耐低温、抗老化性差。导线外皮、法兰、齿轮、风扇叶抗老化性差。导线外皮、法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、把手及壳体等。轮、泵叶轮、把手及壳体等。热塑性塑料热塑性塑料3. 3. 聚氯乙烯聚氯乙烯( (PVC)PVC)由乙炔气和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成。由乙炔气和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成。较较高强度和较好耐蚀性。用于化工、纺织输送管，高强度和较好耐蚀性。用于化工、纺织

17、输送管，耐蚀贮槽、塔、离心泵、风机、接头等。耐蚀贮槽、塔、离心泵、风机、接头等。软质聚软质聚氯乙烯氯乙烯，良好的耐蚀性和电绝缘性，良好的耐蚀性和电绝缘性，薄膜：薄膜：包装、包装、育秧等。育秧等。 热塑性塑料热塑性塑料4. 4. 聚苯乙烯聚苯乙烯( (PS)PS)由苯乙烯单体聚合而成。由苯乙烯单体聚合而成。刚度大、耐蚀、绝缘。刚度大、耐蚀、绝缘。不抗冲击，脆、不耐热。不抗冲击，脆、不耐热。制造制造纺织纱管、纱绽、纺织纱管、纱绽、线轴；仪表零件、化工储槽、管道、弯头；车灯线轴；仪表零件、化工储槽、管道、弯头；车灯罩、透明窗；绝缘材料。罩、透明窗；绝缘材料。 热塑性塑料热塑性塑料5. 5. ABSA

18、BS塑料塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。具具有有“硬、韧、刚硬、韧、刚”的特性，综合机械性能良好，的特性，综合机械性能良好，尺寸稳定，易成形和电镀，耐热，尺寸稳定，易成形和电镀，耐热，40仍有仍有一定机械强度。可制造齿轮、泵叶轮、轴承、一定机械强度。可制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、把手、管道、储槽内衬、电机外壳、仪表壳、仪表盘、蓄电池槽、水箱外壳等。仪表盘、蓄电池槽、水箱外壳等。汽车零件：汽车零件：挡泥板、扶手、空调导管，轿车车身等。挡泥板、扶手、空调导管，轿车车身等。热塑性塑料热塑性塑料5. 5. ABSABS

19、塑料塑料 热塑性塑料热塑性塑料6. 6. 聚酰胺聚酰胺( (PA)PA) （又称又称尼龙尼龙或或锦纶锦纶） 由二元胺与二元酸缩合而成，或氨基酸由二元胺与二元酸缩合而成，或氨基酸脱水成内酰胺再聚合。尼龙脱水成内酰胺再聚合。尼龙610610、6666、6 6等品种。等品种。尼龙具有尼龙具有突出突出的的耐磨性耐磨性和和自润滑自润滑性；性；韧性、强韧性、强度度较高；较高；耐蚀、耐水、油、溶剂、药剂，抗霉、耐蚀、耐水、油、溶剂、药剂，抗霉、抗菌，无毒；抗菌，无毒；成形性好。成形性好。制造耐磨耐蚀零件，如轴承、齿轮、螺钉、制造耐磨耐蚀零件，如轴承、齿轮、螺钉、螺母等。螺母等。尼龙轴套尼龙轴套尼龙拉杆尼龙拉

20、杆 热塑性塑料热塑性塑料7. 7. 聚碳酸酯聚碳酸酯( (PC) PC) 誉称誉称 透明金属透明金属 ，优良的综合性能，优良的综合性能，高冲击高冲击韧性和延性，韧性和延性，弹性模量较高，不受温度影响，弹性模量较高，不受温度影响，抗蠕变，尺寸稳定。透明，可染色，绝缘。制抗蠕变，尺寸稳定。透明，可染色，绝缘。制造精密齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条等。造精密齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条等。绝缘绝缘垫圈、垫圈、垫片、套管、垫片、套管、电容器介质膜电容器介质膜、仪表外壳、护罩、仪表外壳、护罩等。等。透明：透明：航空、宇航信号灯、航空、宇航信号灯、挡风玻璃挡风玻璃，座，座舱罩、舱罩、帽盔帽盔等。等。热塑性塑料热塑性塑料

21、7. 7. 聚碳酸酯聚碳酸酯( (PC)PC) 热塑性塑料热塑性塑料8. 8. 氟塑料氟塑料 优越性是优越性是： 耐高、低温耐高、低温, , 耐腐蚀耐腐蚀, , 耐老化、耐老化、电绝缘性好电绝缘性好, ,摩擦系数低。其中：摩擦系数低。其中：聚四氟乙烯聚四氟乙烯俗称俗称塑料王塑料王, ,的耐高、低温非常优良的耐高、低温非常优良, ,缺点：缺点：强度低。强度低。用于减摩、密封零件、耐蚀零件，高频或潮湿下用于减摩、密封零件、耐蚀零件，高频或潮湿下的绝缘材料。的绝缘材料。 热塑性塑料热塑性塑料8. 8. 氟塑料氟塑料氟塑料复合管氟塑料复合管 高温电线高温电线氟塑料制品氟塑料制品防腐防酸碱注塑齿轮防腐防

22、酸碱注塑齿轮二、热固性塑料二、热固性塑料1. 1. 酚醛塑料酚醛塑料( (PF)PF)酚类和醛类在酸或碱作用下合成酚醛树脂酚类和醛类在酸或碱作用下合成酚醛树脂, ,加入加入添加剂制得高聚物。添加剂制得高聚物。有有一定机械强度和硬度一定机械强度和硬度, ,绝缘、耐热、耐蚀。绝缘、耐热、耐蚀。制制作作插头、开关、电话机、仪表盒、汽车刹车片、插头、开关、电话机、仪表盒、汽车刹车片、耐酸用具等。耐酸用具等。热固性塑料热固性塑料2. 2. 环氧塑料环氧塑料( (EP)EP) 环氧树脂加入固化剂形成热固性塑料。环氧树脂加入固化剂形成热固性塑料。强度高，强度高，韧性好；尺寸稳定耐久，绝缘、耐热、耐寒。韧性好

23、；尺寸稳定耐久，绝缘、耐热、耐寒。 又又是胶粘剂。用于塑料模具、印刷线路板，灌封电是胶粘剂。用于塑料模具、印刷线路板，灌封电器元件，制漆。器元件，制漆。环氧塑料地坪涂装环氧塑料地坪涂装 聚芳杂环类聚芳杂环类名称：聚对二甲苯名称：聚对二甲苯 分子式：分子式：C16H16 C16H16 对二甲苯聚合物（对二甲苯聚合物（ParyleneParylene），），利用真空利用真空下气相沉积的方法，在工件上沉积厚度均匀、下气相沉积的方法，在工件上沉积厚度均匀、致密、透明的薄膜涂层（致密、透明的薄膜涂层（0.1-1000.1-100mm），），具有具有极优异的电绝缘性和防护性，极优异的电绝缘性和防护性，是目

24、前最有效的是目前最有效的防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层材料防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层材料。聚对二甲苯应用：聚对二甲苯应用： 元件防护、微电子、半导体、混合电路、元件防护、微电子、半导体、混合电路、印刷电路板、传感器、生物医学、航空、航天、印刷电路板、传感器、生物医学、航空、航天、文物保护等，特别是可用来制造超小型电容器文物保护等，特别是可用来制造超小型电容器芯片。已在国防及高新技术的领域中发挥着重芯片。已在国防及高新技术的领域中发挥着重要的作用。要的作用。复合材料复合材料 复合材料是指两种或两种以上的物理、化复合材料是指两种或两种以上的物理、化学性质不同的物质，经一定方法得到的一种新学性质不同的物质，经一定方法得到的一种新的多相固体材料。的多相固体材料。纤维增强复合材料纤维增强复合材料将高强度、硬质脆性材料（碳及化合物、将高强度、硬质脆性材料（碳及化合物、陶瓷等）作为陶瓷等）作为增