石材塑料陶瓷的分类及特性

石材、塑料、陶瓷

的分类特点及用途XXXXXXXXXX天然石材大理石：一种天然矿石，其内部结构及花纹呈纹理状，纹理自然，花色丰富。但由于结构呈纹理状，密度较低，易在顺纹处出现断裂。花岗岩：一种天然矿石，其内部结构及花纹呈晶体状，质地坚硬，相比大理石色差较小。人造石亚克力石：一种化学树脂合成材料，多用于厨房台面。易成型，防水性好，无色差，但易划伤。合成石：采用大理石粉末和树脂加工而成，质地坚硬。微晶石：主要成分类似于玻璃制品，表面光洁，色彩绚丽，质地坚硬，主要用于铺设地面。但由于质地坚硬不易于再加工，并且价格较高。现今常用的石材种类分为四大类：沉积岩、变质岩、火成岩和人造石。一、沉积岩沉积岩是由冰川、河流、风、海洋和植物等有机体中的碎屑脱离出来，沉积形成岩石矿床，并经过数百万年的高温高压固结而成。石灰石：主要矿物成分为方解石。矿物颗粒和晶体结构不多见，表面平滑，呈小颗粒状。硬度不一，有些致密石灰石可以抛光。颜色有黑、灰、白、黄和褐色。石灰石含海水形成的石灰，故而得名。2、砂岩：由石英颗粒(沙子)形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。3、皂石：由各种滑石形成，很软。它是耐磨的致密矿，不易产生污迹。4、化石：含海洋贝类、植物天然化石，被认为是石灰石。5、石灰华(孔石)：一般是奶油色或淡红色，由温泉的方解石沉积而成。因水流从石头中穿过而形成很多小孔，这些小孔常用合成树脂或水泥填满，否则需要大量的养护工作。属于石灰石和大理石。二、变质岩变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种石头自然变质成的另一种石头。质变可能是1、大理石：是重结晶的石灰岩，石灰岩在高温高压下变软，并在所含矿物质发生变化时重新结晶形成大理石。主要成分是钙和白云石，颜色很多，通常有明显的花纹，矿物颗粒很多。摩氏硬度在2．5到5之间。大理石分为三类：白云石：菱镁矿(碳酸钙镁)含量40％以上。镁橄榄石：菱镁矿(碳酸钙镁)含量在5％到40％之间。方解石：菱镁矿(碳酸钙镁)含量少于5％。2、板石：由黏土岩、沉积页岩(有时由石英石)形成的变质岩，矿物颗粒微细，薄而易碎，通常为黑、灰或绿色。3、蛇纹石：因其花纹似蛇皮而得名，最常见的颜色为绿色和褐色。摩氏硬度在2．5至4之间。含大量的镁，源于火成岩。重结晶作用和钻石抛光效果有时不佳。三、火成岩火成岩主要由火山材料形成，如岩浆。地表下的液体岩浆冷却、凝固。矿物质气体和液体渗入岩石而形成新的结晶和各种颜色。花岗岩：主要由石英(35％)、长石(45％)和钾形成，一般为深颜色。方解石即使含有也非常少。质地非常坚硬，比大理石养护要容易，但仍有小孔，并会产生污迹。按照石英、云母和长石的混合比列不同，花岗岩分为不同类型。黑花岗岩即钙长石，所含石英、长石极少，其成分不同于真正的花岗岩。四、人造石人造石是用非天然的混合物制成的，如树脂、水泥加碎石黏合剂。

水磨石：大理石和花岗岩碎片嵌入水泥混合物中。凝聚石或聚集：大理石碎片嵌入有颜色的树脂混合物中。文化石或仿造石树脂混合物漆与油漆混合，貌似大理石。塑料：以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机材料。树脂：指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。

一、基本概念热固性塑料：在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料，其分子结构最终为体型结构。（变化过程不可逆）二、塑料的分类

1．按塑料的物理化学性能分：热塑性塑料：指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线型或支链型结构。(变化过程可逆)丙烯睛—丁二烯—苯乙烯共聚物类(ABS)其主要性质如下:

1、ABS的组成及作用：丙烯睛(A)—使制品表面较高硬度，提高耐磨性，耐热性。

丁二烯(B)—加强柔顺性，保持材料韧性弹性及耐冲击强度。

苯乙烯(S)—保持良好成型性(流动性,着色性)及保持材料刚性。

(注：根据组份不同派生出多种规格牌号)2、具有良好电镀性能。

3、较GPPS抗冲击强度变显著提高。4、原料浅黄色不透明，制品表面光泽度好。比重：1.05克/立方厘米英文名称：AcrylonitrileButadieneStyrene三、常用塑料5、收缩率较小，尺寸稳定性良好。

6、不耐有机溶剂，如溶于酮、醛、酯及氯化烃而形成乳浊液。

7、材料共混性能

(ABS+PVC)~提高韧性,耐燃性,抗老化能力。

(APS+PC)~提高抗冲击强度,耐热性。ABS的成型工艺

1、成型加工之前需充分干燥。干燥条件：温度85℃以上，时间3小时。2、流动性较好。3、料管温度不宜超过250℃。成型温度在200-240℃。4、模具温度40-80℃。

5、注射速度取中，低速为主；注射压力根据制件形状、壁厚、胶料品级选取，一般为80-130Mpa。6、内应力检验以产品没入煤油中2分钟不出现裂纹为准。7、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

ABS主要应用于汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等场合。

应用场合主要性质：

1、外观透明，刚硬带韧性。燃烧慢，离火后慢熄。2、PC料耐冲击性是塑料中最好的。3、成型收缩率小(0.5-0.7%)，成品精度高，尺寸稳定性高。4、化学稳定性较好，但不耐碱、酮、芳香烃等有机溶剂。5、耐疲劳强度差，对缺口敏感，耐应力开裂性显著。聚碳酸酯(PC)英文名称:Polycarbonate聚碳酸酯俗称“防弹玻璃胶”，属结晶性塑料。成型工艺：

1、干燥条件：温度110-120℃，时间8-12小时。2、流动性差，须用高压注塑，但注塑压力过高会使产品残留内应力而易开裂。3、PC料粘度对温度很敏感，提高温度时，粘度有明显下降。4、模具的设计要求较高。5、注射速度太快，易出现熔体破裂现象，在浇口周围会有糊斑，产品表面毛糙等缺陷或因排气不良(困气)而使产品烧焦。6、模温以控制在80-100℃为宜。7、成型后为减小内应力，可采用退火处理。典型应用范围:电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。

其主要性质如下：1、呈半透明，质轻，可浮于水上。

2、良好流动性及成型性，表面光泽，着色，外伤留痕优于PE。

3、高的分子量使得抗拉强度高及屈服强度(耐疲劳度高)。

4、化学稳定性高，不溶于有机溶剂，喷油，烫印及粘结困难。

5、耐磨性优异，以及常温下耐冲击性好。6、成型收缩率大(1.6%)，尺寸较不稳定，胶件易变形及缩水。聚丙烯(PP)聚丙烯俗称“百折胶”，属结晶性塑料。英文名称:Polypropylene成型工艺1.

聚丙烯的流动性好,较低的注射压力就能充满型腔,压力太高,易发生飞边,但太低,缩水会严重.注射压力一般为80-90MPa,保压压力取注射压力力的80%左右,宜取较长保压时间补缩.

2.

适于快速注射,为改善排气不良,排气曹宜稍深取0.3mm.

3.

聚丙烯高结晶度,料管温度高:

料管温度参数:前料管200-240℃,中料管170-220℃,后料管160-190℃.

因其成型温度范围大,易成型,实际上为减少披锋及缩水而采用较低温度.

4.

因材料收缩率大,为准确控制胶件尺寸,应适当延长冷却时间.

5.

模温宜取低温(20-40℃),模温太高使结晶度大,分子间作用强,制品性好,光泽度好,但柔软性,透明性差,缩水也明显.

6.

背压以0.5MPa为宜,干粉着色工艺应适当提高背压,以提高混炼效果.典型应用范围:汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。

主要性能如下：

1、通过添加增塑剂使材料软硬度范围大.2、难燃自熄,热稳定性差.3、PVC溶于环己酮,本氩夫喃,二氯乙烷,喷油用软胶开油水(含环己酮)4、PVC溶胶塑料玩具上主要用于搪胶.英文名称:Poly(VinylChloride)聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯属非结晶性塑料，原料透明。成型工艺

1、软PVC收缩率较大(1.0-2.5%)，PVC性分子易吸水份，成型前需经干燥。2、成型时料管内长期多次受热，分解出氯乙烯单体及HCI(即降解)对模腔有腐蚀作用。3、软PVC中加入ABS，可提高韧性，硬度及机械强度。4、因PVC成型加工温度接近分解温度，故应严格控制料管温度，尽可能用偏低的成型温度，同时还应尽可能缩短成型周期。5、针对易分解，流动性差，模具流道和浇口尽可能粗、短、厚、以减小压力损失及尽快充满型腔。6、注射速度不宜太快。7、模具温度尽可能低(30-45℃左右)以缩短成型周期及防止胶件出模变形(必要时胶件需经定型相定型)。8、为阻止冷料堵塞浇口或流入模腔，应设计较大冷料穴积存冷料。典型应用范围:供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。

3.6.2成型工艺

1、吸湿性小，成型前一般不干燥或短时干燥。2、成型温度范围窄，热稳定性差，250℃以上分解出甲醛单体(熔料颜色变暗)故单凭提高温度改善流动性有害且无效果。正常啤塑宜采用较低的料管温度及较短的滞留时间而提高注射压力能改善熔料的流动性及产品表面质量(熔体流动性对剪切速率较敏感)

温度参数：前料管190—210℃，中料管180—205℃，后料管150—175℃。

压力参数：注射压力100Mpa左右，背压0.5Mpa。3、模具温度控制在80—100℃为宜。4、POM冷却收缩率很大(2~2.5%)。典型应用范围:POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。

成型工艺1、结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变。2、收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。3、加热时间不宜过长，否则会发生分解，灼伤。

4、软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。5、可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。3.7.3典型应用范围:低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。

陶瓷材料Ceramicmaterials第二模块：陶瓷材料的分类及其性能广义上讲，陶瓷材料指所有无机非金属材料。是用天然或人工合成的粉状化合物，经成型和高温烧结而制成的多晶固体材料。普通陶瓷又称传统陶瓷。以天然硅酸盐矿物为主要原料，如粘土、石英、长石等。主要制品有：日用陶瓷、建筑陶瓷、电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷。特种陶瓷是以纯度较高的人工合成化合物为主要原料的人工合成材料。如Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN等。按原料来源分：普通陶瓷、特种陶瓷结构陶瓷氧化物陶瓷

非氧化物陶瓷

压电陶瓷铁电陶瓷介电陶瓷半导体陶瓷生物陶瓷磁性陶瓷

······氮化物陶瓷碳化物陶瓷······工具陶瓷

功能陶瓷按用途分类特种陶瓷可按化学组成分为氧化物陶瓷氮化物陶瓷碳化物陶瓷金属陶瓷（硬质合金）又称传统陶瓷、粘土陶瓷。这种陶瓷以天然硅酸盐矿物，如粘土、长石、石英等为主要原料配制、烧结而成的。主晶相为莫来石晶体（3Al2O3﹒2SiO2），占25～30％，次晶相为SiO2；玻璃相约为35～60％；气相为1～3％。硬度高，不会氧化生锈，不导电，耐1200℃高温，加工成型性好，成本低廉。玻璃相较多，强度较低，在较高温度下易软化，故耐高温及绝缘性不及其它陶瓷。性能特点用于日用陶瓷工业上主要用作绝缘的电瓷绝缘子和耐酸、碱的容器、反应塔管道等，还可用于受力不大，工作温度在200℃以下的结构零件。应用相关知识点以Al2O3为主要成分，含少量SiO2的陶瓷。根据Al2O3含量不同，分为75瓷（

）又称刚玉-莫来石瓷；95瓷、99瓷，又称刚玉瓷。Al2O3含量愈高，玻璃相愈少，气孔愈少，陶瓷的性能愈好，但工艺愈复杂，成本愈高。①氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷的强度高，是普通陶瓷的2～6倍，抗拉强度可达250MPa；耐磨性好，硬度次于金刚石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，居第5；耐高温性能好，刚玉陶瓷可在1600℃下长期工作，在空气中的最高使用温度达1980℃；耐腐蚀性和绝缘性好；脆性大，抗热振性差，不能承受环境温度的突然变化。氧化铝陶瓷主要用于制作内燃机火花塞，火箭、导弹的导流罩，石油化工泵的密封环，耐磨零件，如轴承、纺织机上的导纱器，合成纤维用的喷嘴等，作冶炼金属用的坩埚等。相关知识点以Si3N4为主要成分；按生产工艺不同，分为热压烧结氮化硅陶瓷和反应烧结氮化硅陶瓷；热压烧结氮化硅陶瓷以Si3N4粉为原料，加入少量添加剂，装入石墨模具中，在1600～1700℃高温和20～30MPa的高压下烧结成型，得到组织致密，气孔率接近0的氮化硅陶瓷。因受石墨模具所限制，只能加工形状简单的制品。②氮化硅陶瓷反应烧结氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高温，耐腐蚀，形状复杂且尺寸精度高的制品。如石油化工泵的密封环、高温轴承、热电偶套管、燃气轮机转子叶片等；热压烧结氮化硅陶瓷用于制造形状简单的耐磨、耐高温零件和工具。如切削刀具、转子发动机刮片、高温轴承等。应用相关知识点主晶相SiC，有反应烧结和热