成型发展史-非金属汇编.ppt

本 章 结 束 * 6.1 高分子材料（高聚物 polymer） 6.2 工程陶瓷（engineering ceramics） 6.3 复合材料（composites） 非金属材料（non-metallic materials） 退出 6.1 高分子材料（高聚物polymer） 6.1.1 高分子材料的性能特点（property） ⑴ 物理状态 1) 玻璃态：如塑料冬天变脆（呈“玻璃态”） ①力学特征： TTg，变形很小，类似金属与陶瓷，符合HOOK定 律；Tk以下，呈现脆性。 ②分子运动特征： T低，分子链和链段运动“冻结”，受力时仅微量伸缩和微小键角变化，外力去除即消失，呈普弹性。Tx以下，完全不能运动。 图6-1 2)高弹态：Tg＜T＜Tf，非线性弹性变形 ①力学特征： T Tg，E↓↓，但弹变可逆。高聚物柔软而极富弹 性，具有橡胶或皮革的特性，故称高弹态或橡胶态。 ②?分子运动特征： T↑,动能↑，链段自由旋转，分子链的柔顺性↑↑。 3)粘流态：TTf ，呈可流动的粘稠状液体 ①力学特征： 高温下变形迅速发展且弹性模量E再次很快下降，高 聚物产生粘性流动，变形不可逆。 ②分子运动特征： Tf，分子动能↑↑，造成整个大分子链移动；受力 时，分子链间相对滑移→不可逆流变。 ?应用： 玻璃态： 结构材料（性能比较刚硬），如塑料制品。 高弹态： 弹性材料，如橡胶制品。 粘流态： 粘结剂；高聚物的成形加工（Tf∽Td）状态。 ⑵性能特点 密度小；强度低但比强度高；弹性模量小； 高弹性；绝缘性好；耐磨及减振性好； 耐蚀；易蠕变；可加工性好。 ⑶高分子化合物的老化与防老化 ?老化：高聚物因外界物理因素、化学因素、生物因素等长时作用下的性能劣化现象。 ?原因：大分子链的交联或裂解断链。 ?措施：改变高聚物结构（加强其稳定性）；防老化剂；表面防护。 6.1.2 常用工程塑料与应用 (engineering plastics） ?树脂：(天然或合成)+其它附加成分(色料、添加剂等)→塑料。 ?分类： ?应用：普通结构零件；减摩自润滑零件；耐蚀、电气绝缘场合等。 热塑性塑料：线型或支链型结构；加热软化、冷却 变硬；成形方便；耐热性与刚性差。 热固性塑料：体型结构，固化后再加热不复软化； 耐热性好、刚性较好、但性脆。 通用塑料：应用广、量大，力性一般；聚氯乙烯、 聚苯乙烯、酚醛塑料等。 工程塑料：力性较高或特殊性能，聚甲醛、ABS、 聚酰胺等。 6.1.3 合成橡胶（synthetic rubber） ?生胶（天然或合成，单体）→硫化、聚合→橡胶与合成橡胶（高弹态）。 ?主要性能：高弹性；耐磨性；易老化等。 ?应 用：轮胎；内胎、橡皮船； 电线、电缆包皮； 管道、密封圈等。 6.1.4 粘接剂（adhesive）高聚物处于粘流态 （自学） ?分 类： 通用橡胶（一般应用）； 特种橡胶（特殊性能）。 6.2 工程陶瓷（engineering ceramics） 6.2.1 性能特点 高 E、刚性好； 抗压强度 抗拉强度，硬度高； 高熔点，高温强度好； 特殊电学性能（绝缘、半导体，压电、热电等）。 6.2.2 常用工程结构陶瓷 ⑴普通陶瓷（传统陶瓷） 粘土制坯熔烧，成本低；杂质、玻璃相等，性能不高。 ⑵特种陶瓷 人工化合物原料烧结而成，比较纯净，性能优良。 1)氧化物陶瓷 ?氧化铝陶瓷 主成分Al2O3(Al2O3含量越高，性能越好)。 ①硬度高且热硬性好：刀具材料、模具材料。 ②高 电 绝 缘 性：内燃机火花塞等电绝缘材料。 ③高 耐 蚀 性：耐酸、碱及熔融金属、玻璃，化 工用泵、阀门等耐蚀材料。 ④耐 热：高温器皿、炉件等高温结构材料。 ?其他：ZrO2、MgO 、CaO 、 BeO等。 2)非氧化物陶瓷 ?碳化硅： 高温强度大（～1400℃ 500～600MPa）； 高温结构件（炉管、火箭尾管喷嘴）。 ?氮化硅： 高化学稳定性； 耐蚀、耐磨材料（赛隆刀具）。 ?氮化硼：