(4.9)-金属材料及热处理知识第9章

了解非金属材料、复合材料的种类、性能及应用；了解其他新材料在工业中的应用及材料技术的发展动态。第九章其他常用工程材料目

录第一节非金属材料一、高分子材料二、陶瓷材料第二节复合材料一、复合材料的分类二、复合材料的性能特点三、常用复合材料第三节其他新材料一、超导材料二、能源材料三、智能材料四、磁性材料五、纳米材料复习思考题第九章其他常用工程材料第一节非金属材料一、高分子材料

高分子材料是由分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的，相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。

高分子材料按来源分类，可分为天然高分子和合成高分子两大类。天然高分子包括来自植物的纤维、淀粉、木材、天然橡胶以及来自动物的皮、毛、角等；合成高分子材料主要有塑料、合成橡胶、纤维、粘结剂、涂料等。1.塑料的组成由树脂与添加剂组成。2.塑料的分类第一节非金属材料类别特性典型塑料及代号热塑性塑料

树脂为线型高分子化合物，能溶于有机溶剂，加热可软化，易于加工成形，并能通过加热反复塑化成形聚氯乙烯(PVC)聚乙烯(PE)聚酰胺(PA)缩醛塑料(POM)聚碳酸酯(PC)热固性塑料

网型高分子树脂，固化后重新加热不再软化和熔融，亦不溶于有机溶剂，不能再成形使用酚醛塑料(PF)氨基塑料(UF)有机硅塑料(SI)环氧塑料(EP)表9-1塑料的分类3.塑料的性能及应用（1）物理性能和化学性能（2）力学性能塑料的密度小，重量轻，具有良好的电绝缘性；耐热性能不如金属，遇热易老化、分解；导热性差，线胀系数大，零件的尺寸不稳定；但具有良好的耐蚀性能。塑料的强度、刚度和韧性都较差，但比强度较高；刚度仅为钢的1/10；具有良好的减摩性和耐磨性；但塑料件易出现蠕变与应力松弛；塑料还具良好的减振性和消声性。常用塑料的名称、特性及应用见表9-2。第一节非金属材料二、陶瓷材料

陶瓷是无机非金属固体材料的一种，大体可分为普通陶瓷(传统陶瓷)和特种陶瓷两大类。第一节非金属材料表9-2常用塑料的名称、特性及应用第一节非金属材料表9-2常用塑料的名称、特性及应用（续）第一节非金属材料表9-2常用塑料的名称、特性及应用（续）1.陶瓷的性能特点（1）力学性能陶瓷是各类材料中刚度最好、硬度最高的材料。（2）热性能陶瓷材料一般具有高的熔点；导热性低于金属材料；线胀系数比金属低。（3）电性能大多数陶瓷具有良好的电绝缘性。（4）化学性能陶瓷在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。第一节非金属材料2.常用工业陶瓷及应用（1）工具陶瓷典型的有硬质合金、氮化硼、金刚石、氧化铝等四种。（2）结构陶瓷1)氧化铝陶瓷；2)氮化硅陶瓷；3)碳化硅陶瓷表9-3常用工业陶瓷种类、特性和主要组成及用途第一节非金属材料第二节复合材料

复合材料是由两种或两种以上性质不同的物质组成的多相材料。一、复合材料的分类

按增强材料的性质和形状分类，可分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料、层叠复合材料三种；按基体不同分类，可分为树脂基复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料。二、复合材料的性能特点

复合材料具有高的比强度及比模量，具有良好的抗疲劳性能，吸振能力强。三、常用复合材料1.纤维增强复合材料（1）玻璃纤维增强复合材料（2）碳纤维增强复合材料（3）其他纤维增强复合材料1)硼纤维复合材料2)有机纤维复合材料2.层叠复合材料

用几种性能不同的板材经热压胶合而成。3.粒子增强复合材料由一种或多种颗粒均匀分布在基体中所组成的材料。第二节复合材料第三节其他新材料一、超导材料图9-3铜与水银的电阻率随温度的变化曲线

有些材料当温度下降至某一临界温度时，其电阻消失，这种现象称为超导电性。具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是：当电阻消失时，磁感应线将不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。二、能源材料

主要有太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料等。三、智能材料

英国宇航公司的导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度。英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，四、磁性材料1.软磁材料

那些易于磁化并可反复磁化的材料，但当磁场去除后，磁性即随之消失。Fe-(3%～4%)Si的铁硅合金是最常用的软磁材料。第三节其他新材料2.硬磁材料(永磁材料)

经磁化后，去除外磁场仍保留磁性，其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。硬磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两大类。五、纳米材料1.纳米材料的性能物化性能扩散及烧结性能力学性能2.纳米材料的性能纳米金属纳米陶瓷纳米碳管纳米催化剂量子元件第三节其他新材料1.什么叫高分子物质?举例说明天然高分子物质和合成高分子物质?2.塑料是怎样分类的?塑料的性能主要取决于什么?3.什么是热塑性塑料?什么是热固性塑料?4.什么叫普通陶瓷?什么叫特种陶瓷?5.陶瓷有何性能特点?举例说明特种陶瓷在工业中