第8章材料化学基础正稿2.ppt

1、第8章,材料化学基础,8.1引言 8.2常用工程材料在周期表中的分布与应用 8.3新型金属材料 8.4功能无机非金属材料 8.5有机高分子材料 8.6复合材料 8.7液晶材料,本章教学要求,1.了解高分子化合物的基本概念、命名和分类。,2.了解高分子化合物的基本结构与重要特性及了解高分子化合物的合成反应,4.,3.了解几种重要高分子材料和复合材料的性能及其应用。,5.,8.1引言,8.1.1材料的发展过程,材料的发展经历了以下阶段：,按使用性能,结构材料：主要利用材料的力学性能,以强度为特征，如建筑、构件,功能材料：主要利用材料物理和化学性能,以光、电、磁、热等性能为特征的材料,8.1.2材料

2、的分类,材料是人类赖以生存和生产的物质基础。材料发展的历史反映了人类社会发展的文明史。新材料的研究和开发已被认为是当今社会发展的三大支柱之一。,材料的品种繁多，材料的分类方法主要有两种。,8.2常用工程材料在周期表中的分布与应用,8.2.1 S区元素组成的工程材料,8.2.2 P区与B元素组成的工程材料,8.2.3 d区与B元素组成的工程材料,8.2.1 S区元素组成的工程材料,S区金属元素的外电子层构型为ns12,而且原子体积大，单质的密度小5g.cm-3,属于轻金属。 A最外层只有一个电子，电子逸出所需能量小，常用作光电材料。,8.2.2 P区与B元素组成的工程材料,P区与B金属元素大多活

3、泼性差，其长周期元素次外层d电子已填满，不参加成键，所以长周期单质Bi、Sn、Pb、Hg等是常用的硬度较小的低熔点金属。,P区的金属元素唯有铝较活跃，但它是易“钝化”的轻金属，铝元素可用来代替钢铁和铜，用作航空、航天飞行器的主要结构材料。此外，铝还有良好的导电、导热性能，常用来代替铜制造导电材料，特别是高压电缆。,P区的非金属单质碳（金刚石）的熔点（3652 ）及硬度是所有单质中最高的，它在商业和工业有很大的需求。碳、氮、硼、硅等非金属元素间能以共价键结合成化合物，这类化合物属于原子晶体，熔点高、硬度大，是工业上常用的耐高温、耐磨硬质结构材料。,位于P区对角斜线上的硼、硅、锗、砷、锑、硒、碲等

4、都是半导体元素，在半导体单质中硅和锗被认为是最好的半导体材料。化合物半导体多由 和 族元素组成，较典型的有GaAs,AIP 和 InSb等。,8.2.3 d区与B元素组成的工程材料,d区均为金属元素，外层电子构型为（n-1)d1-9ns1-2 ，属于重金属。大多数是高熔点金属，其中以钨的熔点（3410 ）最高，除B外,其余都有较有的硬度,铬是所有金属中最硬的.因为这些元素的原子有较多未成对的d电子参加金属键的形成，所以金属键很强，它们中很多是重要合金材料（如高温合金、硬质合金等）的主要组成元素。,高温合金又称耐热合金，大多是利用d区合金元素制成的。,第 ， ， 族金属与碳、氮、硼等所形成的金属

5、型化合物统称为硬质合金。,某些过渡金属、合金或金属化合物，在一定温度和压力条件下能大量吸收并可逆地释放H2气，可作为贮氢材料。,8.3新型金属材料,8.3.1 形状记忆合金,形状记忆合金也是一类金属功能材料。形状记忆合金有一个特殊转变温度，在转变温度以下，金属晶体处于一种不稳定结构状态；在转变温度（用 Tc 表示）以上，金属晶体是一种稳定结构状态。一旦把它加热到 Tc 以上，不稳定结构就转变成稳定结构，合金就恢复了原来的形状。即合金好像“记得”原先所具有的形状，故称这类合金为形状记忆合金。,例如Ti50Ni（Tc = 60）和Ti51Ni（Tc=30）等。用镍钛形状记忆合金制成管接口，在使用温

6、度下加工的管接口内径比外管径略小，安装时在低温下将其机械扩张，套接完毕在室温下放置，由于接口恢复原状而使接口非常紧密。这种管子固定法在F14型战斗机油压系统的接头及在海底输送管的接口固接均有很成功的实例。,氢是21世纪要开发和利用的新能源之一。氢能的优点是发热值高，没有污染且资源丰富。氢能燃烧将放出大量热能，每千克氢气燃烧产生的热能是媒的4倍以上。燃烧产物是水，没有任何污染气体产生。氢来源于水的分解，可以利用光能或电能分解水，而水是取之不尽的。,8.3.2 贮氢合金,贮氢合金是因金属或合金与氢形成氢化物，从而把氢贮存起来。金属都是密堆积结构，存在许多四面体和八面体空隙，可以容纳半径较小的氢原子

7、。在贮氢合金中，一个金属原子能与2个，3个甚至更多的氢原子结合，生成金属氢化物。但并不是每种贮氢合金都能作为贮氢材料，具有实用价值的贮氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下收，放氢的速度快。使用寿命长和成本低。目前正在研究开发的贮氢合金主要有三大系列：镁系贮氢合金；稀土系列贮氢合金如LaNi5 ，为了降低成本，用混合稀土Mm代替La，可得到MmNiMm, MmNiAl贮氢合金;钛系贮氢合金。,贮氢合金用于氢动力汽车的试验已获成功。随着石油资源逐渐枯竭，氢能源终将代替汽油，柴油驱动汽车，并一劳永逸消除燃烧汽油，柴油产生的污染。贮氢合金的用途不限于氢的贮存和运输，它在氢的回收，分

8、离，净化及氢的同位素吸收和分离等方面也有具体的应用。,贮氢合金的应用 作为贮运氢气的容器 氢能汽车、电池上的应用 分离、回收氢 制取高纯度氢气 氢气静压机,1.镁系贮氢合金,地壳中贮藏量丰富，价格便宜,密度小，仅为1.74g/cm3,优点：,贮氢容量高，MgH2的含氢量达3.6%,Mg2Ni 两种改良型： Mg2-xMxNi （MCa、Al） 优点：易形成氢化物，分解反应速度比Mg2Ni增大40以上；通过控制Al、Ca与Mg的置换量，可以调节平衡压 Mg2Ni1-xMx （MV、Cr、Mn、Fe、Zn等） 优点：氢化速度和分解速度均得到显著提高,2.稀土类及钙系贮氢合金,AB5型稀土类及钙系贮

9、氢合金主要有以下几个类型：,3.钛系贮氢合金,8.4功能无机非金属材料,8.4.1 光导纤维,8.4.2 超导陶瓷,8.4.3 纳米陶瓷,8.4功能无机非金属材料,无机非金属材料又称陶瓷材料。陶瓷材料传统陶瓷材料和精细陶瓷材料。,传统陶瓷或称普通陶瓷，其产品绝大部分属于以黏土、长石、石英等无机非金属矿物为主要原料烧成的硅酸盐制品。 主要用做日用器皿、建筑陶瓷、工艺陶瓷等。 传统陶瓷具有良好的电绝缘性和耐化学腐蚀等特性，因此部分陶瓷还用于电力工业（低压电器）和化学工业中。,传统陶瓷,24,精细陶瓷或称特种陶瓷，它是以精制的高纯天然无机物或人工合成无机化合物为原料，采用精密控制的工艺进行烧结的制品

10、。,精细陶瓷,按其使用性能分,结构陶瓷,功能陶瓷,导电陶瓷 超导陶瓷 压电陶瓷 半导体陶瓷 电子陶瓷 磁性陶瓷 生物陶瓷等,附图 光导纤维,光导纤维简称光纤，以传光和传像为目的的一种光波传导介质。,光导纤维的最大应用是激光通讯，它具有信息容量大、重量轻、抗干扰、保密性好等优点。,8.4.1 光导纤维,8.4.2 超导陶瓷,具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零，即抗磁现象或称迈斯纳效应。高临界温度（90开以上）的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-，Bi2Sr2Ca2Cu3O10，Tl2Ba2Ca2Cu3O10。,超导陶瓷在诸如磁悬

11、浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。,1973年，人们发现了超导合金铌锗合金，其临界超导温度为23.2K。该记录保持了13年。,1986年，设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧钡铜氧）具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。,1986年底，美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。,从19861987年的一年多的时间，临界超导温度提高了100K以上，这在材料发展史，乃至科技发展史上

12、是一大奇迹！,1987年2月，美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇钡铜氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地被突破了。,1987年底，铊钡钙铜氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。,纳米陶瓷是指在陶瓷材料的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平（1100nm），使得材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷的许多不足，并对材料的力学、电学、热学、磁学、光学等性能产生重要影响，为替代工程陶瓷的应用开拓了新领域。,8.4.3 纳米陶瓷,8.5有机高分子材料,8.5.1高分子化合物的基本概念,8.5.2高分子化合物的命名与分

13、类,8.5.3高分子化合物的合成,8.5.4高分子化合物的结构与性质,高分子化合物（高分子、高聚物或聚合物）的分子比低分子化合物的分子要大很多。通常低分子有机化合物的相对分子质量在1000以下，而高分子化合物的相对分子质量在1万以上，有的可达上千万。,8.5有机高分子材料,8.5.1高分子化合物的基本概念,1.单体,例 聚氯乙烯的分子是由许多氯乙烯结合而成：,单体聚合成高分子化合物的低分子化合物,单体：,*平均聚合度 n 链节的式量 = 高聚物的平均相对分子质量,链节组成高分子链的重复结构单元,链节数高分子链所含链节的数目，即聚合度（DP）,2.链节与链节数,1命名,（1）习惯命名:按原料单体

14、或聚合物的结构特征命名,由一种单体合成得到的高聚物,在单体名称前面冠以“聚”字：聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙二酰己二胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。,由二种单体合成得到的高聚物,在单体名称后面加“树脂” 或“共聚物” ：酚醛树脂、环氧树脂等。,8.5.2 高分子化合物的命名与分类,（2）系统命名：以聚合物的结构重复单元(即高聚物分子中的最小重复单元)为基础的命名方法。,先确定聚合物分子中的最小结构单元，排出次序，然后按小分子有机物的命名规则给结构重复单元命名并加括弧，最后在名称前冠一“聚”字。,聚（1氯代乙烯 ）； PVC,为解决聚合物读写不便，常采用国际通用的英文缩写符号，如PVC、ABS等。,表7

15、.1 一些聚合物的名称、商品名称、符号及单体,（2）按主链结构分类,碳链聚合物 主链完全由碳原子组成。如聚乙烯：,杂链聚合物 主链除碳原子外，还含有氧、氮、硫等杂原子。如聚己二酰己二胺（尼龙-66）：,2.分类,（1）按性能和用途分类，在工程上高聚物可分为：塑料、纤维、橡胶三大类。,元素有机聚合物 主链由硅、硼、铝与氧、氮、硫、磷等组成，侧链是有机基团。如聚二甲基硅氧烷：,（4）按功能分类 通用高分子、工程材料高分子、功能高分子、仿生高分子等 。,元素无机聚合物 主链和侧链均由无机元素或基团组成。如聚二氯磷腈：,（ 3 ）按热性能不同分类 热塑性聚合物和热固性聚合物两大类。,（ 5 ）按来源分

16、类 天然高分子和合成高分子。,聚合反应由小分子单体合成聚合物的化学反应,8.5.3 高分子化合物的合成,加聚反应,仅由一种单体参加的加聚反应称为均聚反应。均聚反应反应的产物叫均聚物,由两种或两种以上的单体参加的加聚反应称为共聚反应。共聚反应的产物叫共聚物。,共聚物往往可兼具两种或两种以上均聚物的一些优异性能，因此通过共聚方法可以改善产品的性能。,加聚反应由一种或多种单体相互加成，或由环状化合物开环相互结合成聚合物的反应。,均聚反应,共聚反应,1加聚反应,缩聚反应由一种或多种单体相互缩合生成高聚物，同时有低分子物质（如水、卤化氢、氮、醇等）析出的反应。,例如癸二酸和己二胺合成为尼龙-610的反应

17、：,2缩聚反应,高分子化合物分子链的结构形态有三种：线型、支链型和体型。,1.高分子链的结构形态,8.5.4 高分子化合物的结构与性能,线形聚合物的分子具有长链结构。,体型聚合物是由线型聚合物彼此贯穿、重迭和缠结在一起而形成。,支链型聚合物的分子主链上含有一定数量的侧链。,高分子化合物的高分子链上存在着许多单键。主键上的单键可绕其邻近的单键（以其为轴）作旋转运动，这种现象称为单键的内旋转。,图85 单键内旋转示意图,2.高分子链中单键的内旋转和键的柔顺性,分子链中以单键相连的相邻两链节之间还可以保持一定的键角而旋转，因此，一个分子链在无外力作用时会有众多的分子空间形态，绝大部分为卷曲状。高分子

18、链这种强烈卷曲的倾向称为（分子）链的柔顺性。它对高聚物的弹性和塑性等有重要影响。,同一高聚物可以兼有晶态和非晶态两种结构。高聚物含晶体结构的质量百分数称结晶度。,聚合物中结晶性和非结晶区,3非晶态高分子化合物的力学状态,常温下处于固态的聚合物，根据其分子链在空间的排列情况可分为晶态和非晶态。晶态高聚物中，分子链排列规则；非晶态高聚物中，分子链的堆砌是无规则的。,高聚物中结晶性区域称为结晶区，非结晶区域称非结晶区。,玻璃态 温度较低时高分子热运动和链节的自由旋转都很小，分子链节或整个分子链无法产生运动，高聚物呈现如玻璃体状的固态。例如常温下的塑料。,非晶态高聚物的物理形态：非晶态高聚物随温度的变

19、化，从固态逐渐变为液态的过程中出现三种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态 、粘流态 。,高弹态 链节可以较自由地旋转，但整个分子链不能移动。例如常温下的橡胶。高弹态是高聚物所独有的罕见的一种物理形态，在较小的外力作用下，能产生很大形变，除去外力后能可逆恢复原状，表现出很高的弹性。,粘流态 高聚物分子链节可以自由地旋转，整个分子链也能自由移动，从而成为能流动的粘液，比液态低分子化合物的粘度要大得多，又称为塑性态。例如胶粘剂或涂料。,粘流化温度 由高弹态向粘流态转变的温度，用Tf 表示。,塑料与纤维: 要求Tg 高， Tf 低（较耐热，加工成型温度不高）。,橡胶：要求Tg 低， Tf 高（耐寒又耐热

20、）。,玻璃化温度 由高弹态向玻璃态转变的温度，用Tg 表示。,非晶态聚合物的形变温度曲线,通常将Tg高于室温的高聚物称为塑料； Tg低于室温的高聚物称为橡胶。,Tg是塑性材料的最高使用温度。当温度高于Tg时，材料会发生较大形变或断裂。,Tg是橡胶的最低使用温度当温度。当温度低于Tg时，材料会变脆。,一些非晶态高聚物的Tg和Tf值： 聚氯乙烯 Tg =81 Tf =175 聚苯乙烯 Tg =100 Tf =135 聚丁二烯(顺丁橡胶) Tg =-108 天然橡胶 Tg =-73 Tf =122,4. 高分子化合物的性能,1力学强度,力学强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常驻机构用抗拉、抗压、抗弯

21、曲、抗冲击等强度来衡量。主要决定于高分子主链的化学键、聚合度、结晶度的分子链之间的作用力大小。,(1) 聚合度的增大，有利于增加分子链间的作用力，可使拉伸强度与冲击强度等有所提高。,(2) 极性取代基或链间能形成氢键时，能增加分子链之间的作用力而提高其强度。,强度：天然橡胶（M r=20万） 丁苯橡胶（ M r =45万）,拉伸强度: 聚氯乙烯(含极性基团-Cl) 聚乙烯,(3) 适度交联有利于增加分子链之间的作用力。,如聚乙烯交联后，冲击强度可提高34倍。,(4) 在结晶区内分子链排列紧密有序，可使分子链之间的作用力增大，机械强度也随之增高。,机械强度: 高结晶聚乙烯 低结晶聚乙烯,(5)

22、主链含苯环或侧链引入芳环、杂环取代基等的高聚物，其强度和刚性比含脂肪族主链的高聚物的要高。,强度： 芳香尼龙(如芳纶-1313) 普通尼龙,高分子化合物通常以共价键结合，一般不存在自由电子和离子，因此高聚物通常是很好的绝缘体，可作为绝缘材料。,高聚物的极性越小，其绝缘性越好。,非极性高聚物 分子链节结构对称的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯等。,极性高聚物 分子链节结构不对称的高聚物，如聚氯乙烯，聚酰胺等。,例：试比较下列高聚物的电绝缘性：,聚四氟乙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯,2) 电学性能,电绝缘材料的高聚物可分为：,（1）链节结构对称且无极性基团的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯，对直流电和交

23、流电都绝缘，可用作高频电绝缘材料。,（2）无极性基团，但链节结构不对称的高聚物，如聚苯乙烯，天然橡胶等，可用做中频电绝缘材料。,（3）链节结构不对称且有极性基团的高聚物，如聚氯乙烯，聚酰胺，酚醛树指等，可用做低频或中频电绝缘材料。,分子的极性可用相对介电常数衡量，通常非极性高聚物的2，弱极性或中等极性高聚物的24，强极性高聚物的4。,表7.3 常见高聚物的相对介电常数,静电现象 两种电性不同的物体相互接触或磨擦时，会有电子的转移而使一物体带正电荷，另一种物体带负电荷的现象。,静电现象具有两面性，它应用于静电印刷、油漆喷涂和静电分离等。但静电往往是有害的，例如腈纶纤维起毛球、吸灰尘；粉料在干燥运

24、转中会结块等。,常用的抗静电剂是一些表面活性剂，其主要作用是提高高聚物表面的电导性，使之迅速放电，防止电荷积累。,另外，在高聚物中填充导电填料如炭黑、金属粉、导电纤维等也同样起到抗静电的作用。,高聚物主要由C-C、C-H、C-O等牢固的共价键连接而成，含活泼的基团较少，且分子链相互缠绕，使分子链上不少基团难以参与反应，因而一般化学稳定性较高。,（1）稳定性,一些含 高聚物不耐水， 在酸或碱的催化下会与水反应。例如，聚酰胺与水的反应：,高聚物一般化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，但不耐高温，易老化。,3）高分子化合物的老化与防止,老化是指高聚物及其材料在加工、贮存和使用过程中，长期受化学、物理（热、光、

25、电、机械等）以及生物（霉菌）因素的综合影响，发生裂解或交联，导致性能变坏的现象。例如，塑料制品变脆、橡胶龟裂、纤维泛黄、油漆发粘等。,老化是物理性质变坏的不可逆过程。主要有两种过程：,降解 链断裂，Mr变小 发粘、变软、丧失机械强度,交联 线型变体型变硬、变脆、丧失弹性，如天然胶、聚氯乙烯的老化,若在高聚物分子链中引入较多的芳环、杂环结构，或在主链或支链中引入无机元素（如硅、磷、铝等），均可提高其热稳定性。,为了延缓光、氧、热对高聚物的老化作用，通常可在高聚物中加入各类光稳 定剂、抗氧剂（芳香族胺类如二苯胺 和酚类等），或热稳定剂（如硬脂酸盐等）。,（2）老化,8.6复合材料,8.6.1纤维增

26、强树脂基复合材料,8.6.2纤维增强金属基复合材料,8.6.3纤维增强陶瓷基复合材料,如果两种或两种以上的不同的材料通过复合工艺组成新的复合材料，它既能保持原来材料的优点，又能克服单一材料的缺点。因此复合材料是在三大材料基础上发展起来的新材料。,复合材料的品种繁多，按增强体的物质形态可分为：颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。目前发展较快的是纤维增强复合材料。按基体有可分为三类：树脂基复合材料，金属基复合材料和陶瓷基复合材料。,8.6复合材料,8.6.1 纤维增强树脂基复合材料,玻璃钢 玻璃钢是由玻璃纤维和不饱和聚酯，环氧树脂，酚醛树脂，有机硅树脂等复合而成的。玻璃钢不仅强度

27、高，质量轻，绝缘性能好，而且耐腐蚀，抗冲击性强。它已广泛应用于飞机，汽车，轮船，建筑，石油化工设备和家具等行业。,2. 碳纤维增强塑料 碳纤维是将有机纤维在200300的空气中加热，使其氧化。再在10001500的稀有气体中炭化制得的，具有耐高温、质轻、硬度大和强度高等特点。,8.6.2纤维增强金属基复合材料,采用高强度、耐热纤维与金属组成金属基复合材料，既可提高强度，降低相对密度。,基体金属使用较多的是铝、镁、钛以及某些合金。,碳纤维是金属基复合材料中应用最广的增强材料。,8.6.3纤维增强陶瓷基复合材料,纤维增强陶瓷基复合材料可以增加陶瓷的韧性，这是解决陶瓷脆性的途径之一。由纤维增强陶瓷做

28、成的陶瓷瓦片，用黏接剂贴在航天飞机的机身上，使航天飞机能安全的穿越大气层返回地球。,8.7液晶材料,8.7.1相转变和液晶相,8.7.2液晶的种类,8.7.3液晶特性与用途,8.7 液晶材料,液晶是介于固态与液态之间各向异性的流体，是发现较晚的一种物质状态。液晶，作为一种新的物态和新的材料出现具有其重要意义。,8.7.1 相转边和液晶相,如果构成固体的分子具有明显的几何形态各向异性，它存在两种有序性;分子位置的有序性和分子排列取向的有序性。把处于固相这类物质逐渐加热以增大分子的动能，当达到一定的温度，这种分子位置和取向有序的固体物质将通过两种途径变成各向同性液体。一种是物质保持固态，但是分子的

29、取向有序性先遭到破坏，到更高的温度才破坏位置有序性而形成各向同性液体，称为塑晶。,另一种是物质先失去位置有序性而形成液体，但是保留取向有序，直至更高的温度才进一步破坏进入取向有序而形成各向性液体。这类物质在位置有序受到破坏进入液态时，由于存在分子取向有序性，因此它们的物理性质仍然是各向异性，这种各向异性的液体就是液晶。液晶是自然界两大基础原则流动性和有序性的有机结合，人们又把液晶形象的称为“流动的晶体”。,8.7.2液晶的种类,根据结构和分子排列，液晶可分为近晶向液晶、向列相液晶和胆甾向液晶。,此三种类型的液晶的液晶态是通过升温到特定的温区中显示的，这一类液晶通称为极致液晶。还有一类被称为溶致

30、液晶，有机分子溶解在溶剂中，当浓度足够高时，也可以呈现液晶相。这种液晶广泛存在于自然界，特别是生物体内。,8.7.3 液晶特性与用途,液晶是一种取向有序流体。一方面它是流体，另一方面又像晶体，具有双折射等各向异性，并且其结构会随外场（电、磁、热、力等）的变化而变化，从而导致其各向异性性质的变化。,电光效应是液晶最有用的性质之一。所谓电光效应是指在电场作用下，液晶分子的排列方式发生改变，从而使液晶光学性质发生改变的效应。绝大多数液晶显示器件的工作原理都是基于这种效应。,除液晶显示外，液晶还用于温度检测、应力检测、无损检测、医疗诊断、色谱和各种波谱分析等。,第八章 材料化学基础,1. 材料的分类

31、1）按用途分为结构材料和功能材料 结构材料：利用材料的强度、韧性、弹性等力学性能 功能材料：利用材料的热、光、电、磁等物理和化学性能,2）按成分、特性分为： 金属材料 黑金属：铁、铬、锰及合金 有色金属：除了黑金属以外的金属 特殊金属材料 无机非金属材料：硅酸盐材料、新型无机非金属材料（特种陶瓷） 高分子材料：塑料、纤维、橡胶以及涂料、黏合剂等 复合材料：由以上三种材料复合而成,2.新型金属材料： 储氢合金、形状记忆合金,3.功能无机非金属材料 光导纤维：石英玻璃纤维（玻璃可以透光，但在传播过程中光损耗较大，而用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维） 超导陶瓷 纳米陶瓷,32,4

32、有机高分子材料 1）高分子化合物又称高聚物。它是由一种或几种低分子化合物聚合而成的化合物，分子量很大，一般约为104-106。 2）形成高分子化合物的低分子化合物叫做单体。高分子中重复的结构单元叫做链节，重复的结构单元数叫做链节数，即聚合度（DP）。 3）高聚物按性能与用途分类，在工程上可分为塑料、纤维、橡胶；按热性能不同又可分为热塑性聚合物、热固性聚合物。,4）一种或多种具有不饱和键的单体在一定条件下（光照、加热或化学试剂的作用）聚合，直到得到高分子化合物的反应称为加聚反应；由加聚反应形成的高聚物叫加聚物；由一种单体参加的加聚反应称为均聚反应，均聚反应的产物叫均聚物，由二种或二种以上单体参加的加聚反应称为共聚反应，反应产物称为共聚物。,5）具有二个或二以上官能团的一种或多种单体之间缩合，失去低分子化合物（一般是H2O、NH3、醇、卤化氢等）而变为高聚物的过程称为缩聚反应。,6）高分子链的结构形态有三种：线型、支链型、和体型。,7）非晶态高分子化合物在恒