第8章非金属及新型材料

非金属材料及新型材料非金属材料分类除金属材料以外的其他一切材料的总称

非金属材料高分子材料陶瓷复合材料新型材料塑料橡胶纤维胶粘剂涂料普通陶瓷特殊陶瓷颗粒增强层叠粒子增强高温材料形状记忆材料超导材料高分子材料塑料合成树脂+添加剂成分：分类：使用范围通用塑料工程塑料受热性能热塑性热固性高分子材料塑料性能密度小、比强度高化学稳定性高绝缘性能好减摩性好减振、消音、耐磨性好生产效率高、成本低强度比一般金属要低，耐热性差，热膨胀系数很大，导热性很差，易老化，易燃烧等高分子材料高分子材料橡胶分类按来源不同分类可分为天然橡胶与合成橡胶按用途分类可分为通用橡胶和特种橡胶高分子材料橡胶组成：生胶+配合剂+增强材料硫化剂的作用是使橡胶变得有富有弹性硫化促进剂主要作用是促进硫化，缩短硫化时间并降低硫化温度增塑剂的主要作用是提高橡胶的塑性防老化剂可防止橡胶制品在受光、热等介质的作用时出现变硬、变脆填充剂的作用是提高橡胶的强度和降低成本增强材料其作用是提高橡胶的力学性能橡胶性能应用极好的弹性、很高的可挠性、伸长率、良好的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性、隔音、吸振、与其他物质易于粘结（1）轮胎、动静密封元件，如旋转轴密封、管道接口密封；（2）各种胶管，如用于输送水、油、气、酸、碱等的管路；（3）减振、防振件，如机座减振垫片、汽车底盘橡胶弹簧；（4）传动件，如三角胶带、传动滚子；（5）运输胶带；（6）电线、电缆和电工绝缘材料；（7）制动件等。高分子材料纤维（长度比直径大100倍、均匀条状或丝状）分类常用纤维纤维包括天然纤维和化学纤维。其中，化学纤维又分为人造纤维和合成纤维

（1）涤纶又叫的确良，高强度、耐磨、耐蚀、易洗快干，是很好的衣料。（2）尼龙在我国称为锦纶，强度大、耐磨性好、弹性好，耐光性差。（3）腈纶在国外称为奥纶、开司米纶，其质地柔软、轻盈，保暖好（4）维纶原料易得，成本低，缺点是弹性较差，织物易起皱。（5）丙纶轻、牢、耐磨，缺点是可染性差，日晒易老化。（6）氯纶难燃、保暖、耐晒、耐磨，弹性也好，但染色性差，热收缩大高分子材料胶粘剂（胶）特性分类使用可将各种零件、构件牢固地胶结在一起，胶粘工艺操作简便，接头处应力分布均匀，接头的密封性、绝缘性和耐蚀性较好，且可连接各种材料胶粘剂分为天然胶粘剂和合成胶粘剂两种，浆糊、虫胶和骨胶等属于天然胶粘剂，而环氧树脂、氯丁橡胶等则属于合成胶粘剂接头形状尺寸是胶结质量的关键粘性物质+添加剂粘接工艺由于胶黏剂和被粘物的种类很多，所采用的粘结工艺也不完全一样，概括起来可分为：

①胶黏剂的配制；

②被粘物的表面处理；

③涂胶；

④晾置，使溶剂等低分子物挥发凝胶；

⑤叠合加压；

⑥清除残留在制品表面的胶黏剂。

高分子材料涂料（油漆）功能保护、装饰、标志组成常用涂料涂料是由粘接剂、颜料、溶剂和其他辅助材料组成酚醛树脂涂料：应用最早，有清漆、绝缘漆、耐酸漆、地板漆等。氨基树脂涂料：涂膜光亮、坚硬，广泛用于各种金属制品。醇酸树脂涂料：涂膜光亮，保光性强，耐久性好，广泛用于表面涂饰。环氧树脂涂料：附着力强，耐久性好，适用于作金属底漆，也是良好的绝缘涂料。聚氨脂涂料：综合性能好，特别是耐磨性和耐蚀性好，适用于列车、地板、舰船甲板、纺织用的纱管以及飞机外壳等。有机硅涂料：耐高温性能好，耐大气腐蚀、耐老化、适于高温环境下使用陶瓷材料分类普通陶瓷采用天然的硅酸盐矿物原料（如长石、粘土和石英等）烧结而成，主要组成元素是硅、铝、氧，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟特种陶瓷采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要性能特点与金属比较，陶瓷刚度大，硬度非常高，抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差熔点高；高温下具有极好的化学稳定性；温度变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性良好的电绝缘性在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管陶瓷材料应用普通陶瓷主要用作绝缘的电瓷和对酸碱有耐蚀性的化学瓷，有时也可做承载较低的结构零件用瓷氧化铝陶瓷用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。氮化硅陶瓷可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管，也可用作金属切削刀具。立方氮化硼陶瓷可制成刀具、磨具、拉丝模等功能陶瓷见教材表8-5（自学）复合材料复合材料是由两种或两种以上不同化学性质或不同组织结构的材料经人工组合而成的合成材料。分类 按基体类型分类（1）金属基复合材料（2）高分子基复合材料（3）陶瓷基复合材料按增强材料类型分类（1）纤维增强复合材料（2）粒子增强复合材料（3）层叠复合材料按复合材料用途分类（1）结构复合材料（2）功能复合材料复合材料性能特点比强度与比模量高抗疲劳性能好减振性能好优良的高温性能工作安全性好常用复合材料颗粒增强复合材料纤维增强复合材料层叠复合材料由一种或多种颗粒均匀地分布在基体中所组成的材料玻璃纤维增强复合材料（玻璃钢）：飞机、汽车、建筑碳纤维增强复合材料：齿轮、轴承、航天设备、化工设备硼纤维增强复合材料有机纤维增强复合材料：航天设备、传动带、绝缘元件用几种性能不同的板材经热压胶合而成应用：飞机机翼、火车车厢新型材料高温材料在600℃以上，甚至在1000℃以上能满足工作要求的材料分类（1）铁基高温合金

由奥氏体不锈钢发展而来（2）镍基高温合金以Ni为基体（3）高温陶瓷材料

良好的高温强度，热膨胀系数小，导热系数高，抗热震性能好新型材料形状记忆材料形状记忆是指某些材料在一定条件下，虽经变形仍然能够恢复到变形前原始形状的能力形状记忆效应是热弹性马氏体相变产生的低温相在加热时向高温相进行可逆转变的结果形状记忆合金主要分为Ni-Ti系、Cu系和Fe系合金