工程材料ch5,6 陶瓷及复合材料.pptVIP

1) 刚度：高 2) 硬度：高 3) 强度：低 4) 塑性：低 5) 韧性或脆性：极低或极大 1) 热膨胀性能：低 2) 导热性：差 3) 热稳定性：低 4) 化学稳定性：好 5) 导电性：差 ①热固性玻璃钢 以热固性树脂为粘接剂的玻璃纤维增强材料。 酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂和有机硅树脂等。 优点：成型工艺简单、质量轻、比强度高、耐蚀性能好； 缺点：弹性模量低、耐热温度低(低于250℃)、易老化。 （1）玻璃钢 ②热塑性玻璃钢 以热塑性树脂为粘接剂的玻璃纤维增强材料。 尼龙、ABS、聚苯乙烯热塑性玻璃钢 成型性更好、生产率更高，而且比强度并不低，所以其应用非常广泛。 性能特点： 碳纤维比玻璃纤维有更高的强度； 弹性模量比玻璃纤维高几倍； 高低温性能好：在2000℃以上的高温下，强度和弹性模量基本不变，-180℃以下时脆性也不增高； 很高的化学稳定性、导电性和低的摩擦系数。 缺点：脆性大，与树脂的结合力较弱，表面氧化处理 碳纤维树脂复合材料性能普遍优于树脂玻璃钢 （2）碳纤维树脂复合材料 硼纤维的比强度与玻璃纤维的相近； 但比弹性模量却比玻璃纤维的高5倍； 而且耐热性更高，无氧化条件下可达1000℃。 这类材料的抗压强度和剪切强度都很高，并且蠕变小、硬度和弹性模量高，尤其是其疲劳强度很高，耐辐射及导热极好。 （3）硼纤维树脂复合材料 陶瓷基复合材料具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐磨耐蚀和良好的韧性。 6.3.2 陶瓷基复合材料 第4章 高分子材料 4.1 工程塑料 4.2 合成纤维 4.3 合成橡胶 4.4 胶粘剂 第5章 陶瓷材料 5.1 陶瓷材料概述 5.2 普通陶瓷 5.3 特种陶瓷 陶器 瓷器 玻璃 搪瓷 耐火材料 砖瓦 现今 无机非金属材料的通称。 传统意义上陶瓷： 粘土 石英 长石 石灰石 硅酸盐类材料 5.1 陶瓷材料概述 1. 陶瓷的概念 ⑴无机玻璃： ⑵微晶玻璃（玻璃陶瓷）： ⑶工程陶瓷： 普通陶瓷 特种陶瓷 金属陶瓷 2. 陶瓷的分类 (1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合） 　　普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料） 　　 　　 特种陶瓷（人工的化学或化工原料---各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物） (2)坯料的成形（压制成形，可塑成形，注浆成形） (3)烧成或烧结 3. 工程陶瓷的生产 (SiO2·Al2O3·Fe2O3·CaO) SiO2 SiO2·Al2O3·K2O 4. 陶瓷材料的结构 陶瓷的典型组织： 晶体相 玻璃相 气相 5. 陶瓷材料的机械性能 6. 陶瓷的物理和化学性能 不可燃烧，高耐热，高化学稳定，不老化，高硬度，良好抗压能力；脆性高，温度急变抗力低，抗拉抗弯性能差 离子键、共价键 陶瓷材料 低强度、高弹性、粘弹性、韧性好、高减摩、耐磨性、高绝缘性、低耐热性、低导热性、高热膨胀性、高化学稳定性、老化 共价键、分子键 高分子材料 强度高、韧性好，塑性变形能力强，综合机械性能好，通过热处理可以大幅度改变机械性能，导电、导热性好 金属键 金属材料 性能特点 结合键 材料类型 金属、高分子、陶瓷材料结构性能比较 5.1 普通陶瓷 1、普通日用陶瓷 日用器皿和瓷器，光泽度、透明度，热稳定性和机械强度 2、普通工业陶瓷 建筑卫生瓷、化学化工瓷、电工瓷 ◆ 特种陶瓷——现代陶瓷、精细陶瓷或高性能陶瓷 ◆ 特种结构陶瓷和功能陶瓷，如压电陶瓷、磁性陶瓷、电容器陶瓷、高温陶瓷等。 ◆ 工程上最重要的是高温陶瓷。 ◆ 高温陶瓷主要包括氧化物陶瓷、硼化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷。 5.2 特种陶瓷 5.2.1 氧化物陶瓷 ★ 熔点大多在2000℃以上，烧成温度在1800℃左右。 ★ 氧化物陶瓷在1000℃以下一直保持较高的强度。 ★ 单相多晶体结构，有时有少量气相。 ★ 很好的高耐火度结构材料，任何高温下都不会氧化。 ★ 例：Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、ThO2和UO2 2050℃，抗氧化性好，广泛用作耐火材料 微晶刚玉的硬度极高，红硬性达1200℃ ◆很好的电绝缘和绝热材料，具有很高的电阻率和低的导热率； ◆很好的高温耐火结构材料，其强度和耐热强度均较高 1．氧化铝(刚玉,Al2O3)陶瓷 氧化铝热电偶套管 氧化铝陶瓷喷嘴 氧化铝陶瓷密封环 性能特点：导热性极好，很高的热稳定性；抗热冲击性较高。 应用：坩埚，真空陶瓷和原子反应堆陶瓷等。 2．氧化铍(B