非金属材料
非金属材料介绍
非金属材料介绍非金属材料指具有非金属性质（导电性导热性差）的材料。
自19世纪以来，随着生产和科学技术的进步，尤其是无机化学和有机化学工业的发展，人类以天然的矿物、植物、石油等为原料，制造和合成了许多新型非金属材料，如水泥、人造石墨、特种陶瓷、合成橡胶、合成树脂（塑料）、合成纤维等。
下面小编为大家介绍下非金属材料。
一、非金属材料特点耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。
此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。
但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。
与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。
[2]特种无机非金属材料的特点是：①各具特色,例如:高温氧化物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质;金刚石、立方氮化硼的TodayHot}超硬性质；导体材料的导电性质；快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。
②各种物理效应和微观现象,例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热－电、压电材料的力－电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。
③不同性质的材料经复合而构成复合材料，例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。
二、非金属材料分类①属于无机材料的有耐火材料、陶瓷、磨料、碳和石墨材料、石棉等；②属于有机材料的有木材、皮革、胶粘剂和高分子合成材料──合成橡胶、合成树脂、合成纤维等；③以非金属纤维增强树脂基所构成的复合材料。
三、非金属材料用途高强度结构材料非金属材料的密度较钢、铁、铜、铅等金属材料小得多，有些比铝、镁、钛等还轻。
按比强度（强度/比重）计算，有的纤维树脂复合材料的常温比强度超过高强度钢和高强度铝。
这些材料被用来制造手轮、手柄、支架、罩壳、仪表板等一般轻质结构件，也可用来制造飞机机翼和叶片、整体船艇、汽车车身和传动轴、高速纺织综框、高压容器等高强度结构件，这样可以减轻自重、增加运载能力或提高运行速度、节约能源。
非金属材料标准手册
非金属材料标准手册非金属材料是一类广泛应用于工业生产和日常生活中的材料，其种类繁多，性能各异。
本手册旨在对非金属材料的标准进行系统整理和介绍，帮助读者更好地了解非金属材料的相关知识和应用。
一、塑料材料。
塑料是一种常见的非金属材料，具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点。
在工业生产中，塑料被广泛应用于注塑成型、挤出成型、吹塑成型等工艺中。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，它们在不同的温度、压力下具有不同的性能表现，因此需要按照相关的标准进行选择和应用。
二、橡胶材料。
橡胶是一种具有弹性的非金属材料，常见的有天然橡胶、合成橡胶等。
橡胶材料具有良好的密封性能和耐磨损性能，被广泛应用于汽车制造、机械设备等领域。
标准手册中对橡胶材料的硬度、拉伸强度、耐热性等性能进行了详细的规定，以便用户选择合适的材料。
三、陶瓷材料。
陶瓷是一种耐高温、绝缘、耐磨损的非金属材料，常见的有氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
陶瓷材料在电子、化工、航空航天等领域有着重要的应用价值。
标准手册中对陶瓷材料的成分、烧结工艺、力学性能等方面进行了详细的规定，以确保其在不同工况下的稳定性和可靠性。
四、复合材料。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有优异的综合性能。
常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维复合材料等，它们具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
标准手册中对复合材料的成分比例、工艺要求、性能测试等方面进行了详细的规定，以确保其在不同领域的可靠应用。
五、纤维材料。
纤维材料是一种具有高强度、轻质、耐磨损的非金属材料，常见的有玻璃纤维、碳纤维等。
纤维材料在建筑、航空航天、体育器材等领域有着重要的应用价值。
标准手册中对纤维材料的拉伸强度、断裂伸长率、热稳定性等方面进行了详细的规定，以确保其在不同工况下的稳定性和可靠性。
六、综合应用。
非金属材料在现代工业生产和日常生活中有着广泛的应用，其种类繁多，性能各异。
通过本手册的学习，读者可以更好地了解非金属材料的相关知识和应用，选择合适的材料，提高生产效率，降低生产成本，推动工业的可持续发展。
常用的非金属材料介绍
常用的非金属材料介绍常用非金属材料可分为陶瓷、磨料、碳和石墨、石棉等无机材料及塑料、橡胶、胶粘剂等有机材料两大类。
1、塑料塑料的强度及刚度远低于金属材料，只适于制造承受载荷不大、对刚度要求不高的零件，如壳体、支架、手柄、手轮、防护挡板、仪表盖或框、覆盖板等，可以选用聚苯乙烯、酸性聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚、有机玻璃等。
传动零件一般承受载荷不大，低速时可用低压聚乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯，大的齿轮、齿条、凸轮、蜗轮、带轮等也可用塑料制造。
要求稍高一些的框架类零件且工作条件相对苛刻一些时，可选择的塑料有尼龙、MC尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、聚氯醚（氯化聚醚）、夹布酚醛等。
受力较小的滑动轴承、轴套、导轨和某些密封圈，以及对材料的力学性能要求不高，但要求有良好的自润滑性能、低的摩擦系数和一定的耐油性及耐热性的，可以选用低压聚乙烯、尼龙1010、MC尼龙、聚氯醚、聚甲醛、聚四氟乙烯等。
在载荷不大的情况下，与无机耐蚀材料相比，塑料具有一定的优越性，因此塑料的应用比重日益增大。
由于不同的塑料品种，有的耐酸、有的耐碱、有的耐溶剂，因此要针对腐蚀条件选择塑料品种。
一般腐蚀条件可选用聚烯烃类塑料，若同时还要求有较高的力学性能时，可选聚气醚；既要求耐强酸、强氧化酸，又要求耐强碱时，采用氟塑料（如聚四氟乙烯）。
要求耐蚀的容器或其他零件，可采用塑料衬里结构、加强复合结构和涂层结构。
塑料因其优异的绝缘性能，也常用来制造电器零件。
普通电器元件要求绝缘、耐弧、耐燃及具有一定的强度和耐热性，可选用聚烯烃塑料、酚醛塑料、胺烃和环氧塑料等。
高压绝缘件选用交联聚乙烯、聚碳酸酯、氟塑料和环氧塑料。
高频绝缘件选用聚烯烃、氟塑料、聚酰亚胺、有机硅、聚丙醚、聚苯乙烯和聚丙烯等。
2、合成橡胶合成橡胶按用途分为通用橡胶和特种橡胶。
通用橡胶用来生产轮胎、传送带、传动带、胶管、胶辊、密封装置、减振装置等。
特种橡胶用来制造在特殊条件（如高温、低温，需要耐碱、耐酸、耐油及防辐射等）下使用的橡胶产品。
12 第八章 非金属材料简介
图8-1 线型非晶态高聚物的温度-形变曲线
图8-2线型晶态高聚物的温度-形变曲线
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(2)线型晶态高聚物和体型高聚物的力 学状态 晶态高聚物的热-机曲线如图8-2所示 (图中Tm为熔点)，这种高聚物分为一般 分子量和很大分子量两种情况。一般分 子量的高聚物在低温时，链段不能活动， 变形小，因此在Tm以下与非晶态高聚物 的玻璃态相似，高于Tm则进入粘流态。 分子量很大的晶态高聚物存在高弹态 (Tm-Tf)。由于高分子材料只是部分结晶， 非晶区柔性好，晶区刚性好，因而在非 晶区的Tg与晶区的Tm温度区间，处于韧 性状态，即皮革态。 体型高聚物的力学状态与交联点的密度 有关，密度小，链段仍可运动，具有高 弹态，如轻度硫化的橡胶。交联点密度 大，则链段不能运动，此时Tg = Tf，高 聚物变得硬而脆，如酚醛塑料。
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（3）常用工程塑料 工程塑料是指力学性能和热性能均较好，可在承受机械应力 和较为苛刻的化学及物理环境下使用，并可作为工程结构件的 塑料。 常用塑料的性能见表8-2
PS管 PE波纹管
PP方向盘
ABS阀门 聚四氟 乙烯管
聚四氟乙 烯零件
密 封 件
电器配件9/25源自• 1)一般结构用塑料 一般结构用塑料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯和ABS塑料等。 聚乙烯(PE)的合成方法有低压、中压、高压三种。高压聚乙烯质地柔软， 适于制造薄膜。低压聚乙烯质地坚硬，适于做结构件，如化工管道、电缆绝 缘层、小负荷齿轮、轴承等。 聚氯乙烯(PVC)成本低，但有一定毒性。根据增塑剂的用量不同分为硬质和 软质两种。硬质聚氯乙烯主要用于工业管道系统及化工结构件等，软质聚氯 乙烯主要用于薄膜、电缆包覆等。 聚苯乙烯(PS)电绝缘性优良，但脆性大，主要用于日用、装潢、包装及工 业制品，如仪器仪表外壳、接线盒、开关按钮、玩具、包装及管道的保温层、 耐油的机械零件等。 聚丙烯(PP)具有优良的综合性能，可用来制造各种机械零件，如法兰、齿 轮、接头、把手，各种化工管道、容器，以及医疗器械、家用电器部件等。 ABS塑料是由丙烯腈(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三种单体共聚而成，兼具三 组分的性能，是具有“坚韧、质硬、刚性”的材料，在机械、电气、纺织、 汽车、飞机、轮船等制造工业及化学工业中被广泛应用。
非金属材料
非金属材料非金属材料是指在常温下不具有金属性质的材料，主要包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
陶瓷材料是一种以无机非金属材料为主要成分的材料，具有很高的硬度和耐热性。
陶瓷材料可以分为结晶体陶瓷和非晶体陶瓷两大类。
结晶体陶瓷由结晶颗粒组成，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等，具有较高的强度和抗磨性能，广泛应用于机械零件、刀具等领域。
非晶体陶瓷由非晶体或微晶体组成，如玻璃、陶瓷线圈等，具有较好的透明性和绝缘性能，常用于电子器件的封装和绝缘材料。
高分子材料是由长链状分子组成的一类大分子材料，具有较高的延展性和可塑性。
根据聚合方式不同，高分子材料可以分为线性聚合物（如聚乙烯、聚丙烯等）、交联聚合物（如橡胶）和网状聚合物（如树脂）等。
高分子材料具有较好的绝缘性、耐腐蚀性和吸震性能，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维材料等领域。
复合材料是由两种或多种不同材料组成的材料，通过各材料的优势互补，具有独特的综合性能。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料、层合板和粉末冶金复合材料等。
纤维增强复合材料由纤维增强体和基体组成，如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等，具有较高的强度和刚度，常用于航空航天、汽车工业等领域。
层合板由多层薄板材料组成，具有较好的强度和稳定性，广泛应用于建筑、器械制造等领域。
粉末冶金复合材料由金属和非金属粉末组成，具有较高的耐高温和耐磨性能，常用于摩擦材料、刀具等领域。
非金属材料具有较好的绝缘性、耐腐蚀性和吸震性能，在电子器件、化工管道、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
然而，由于非金属材料的强度和韧性较差，易受热膨胀、收缩和化学侵蚀等因素影响，在一些特殊环境下需要采取合适的防护措施，以确保其使用寿命和安全性。
非金属材料
塑料的分类2
通用塑料
应用范围广，生产量大，价廉 聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚烯烃，酚醛塑料和氨基塑料。
工程塑料
综合工程性能（机械性能，耐热耐寒性能，耐蚀性和绝 缘性等）良好。 如：聚甲醛，聚酰胺，聚碳酸酯，ABS等。
特殊塑料
可在较高温度下工作（100～200℃）耐蚀，不燃等。 如：聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，有机硅树脂，环氧树 脂。
塑料制品1
塑料制品2
橡胶
橡胶：
在使用温度范围内，处于高弹性的高分子材料。 可用作弹性材料、密封材料和防震材料等。
橡胶的组成
橡胶组成：生胶+配合剂+增强材料 生胶： 天然生胶：橡树、杜仲树上流出的乳胶，经凝固干燥压片成生胶 合成生胶：用化学方法人工合成的高聚物。单体源于石油、天然气、煤。 如丁二烯、苯乙烯、顺丁-聚丁二烯等。 配合剂 硫化剂：由线性分子结构立体分子结构。 硫磺、含硫化合物、过氧化苯甲酰等。 硫化促进剂：缩短硫化时间。 活化剂：助促进剂，ZnO、MgO，减少促进剂用量。 填充剂：提高强度，降低成本，如碳黑、 ZnO、MgO 增塑剂：提高橡胶的塑性，如石腊、凡士林、硬脂酸。 防老化剂：石腊等易氧化物质，形成稳定的氧化膜。 增强材料：提高强度、硬度、耐磨性、刚性 如：纤维织物，金属丝，纺织物、钢线、细布帆布等。
次重大飞跃。
陶瓷的分类
普通陶瓷(传统陶瓷) 其原料的来源 特种陶瓷(先进陶瓷) 普通陶瓷是以天然硅酸盐矿物为原料（粘土、长石、石 英），经过原料加工、成型、烧结而成，因此又叫硅酸盐 陶瓷。 特种陶瓷是采用纯度较高的人工合成化合物（如Al2O3、 ZrO2、SiC、Si3N4、BN），经配料、成型、烧结而制得。
橡胶的性能
极好的弹性：
《非金属材料简介》课件
探索非金属材料的奇妙世界！将介绍非金属材料的分类、特点、应用以及制 备方法，并探讨其未来发展趋势、环境和健康影响，以及可持续发展问题。
什么是非金属材料
非金属材料是指不具备金属性质的材料，通常以共价键和离子键结合，少数以金属键结合。它们在各个 行业中发挥着重要作用。
非金属材料的分类
硅酸盐材料
被广泛用于吸湿、除湿、催化 和增强材料等。如硅胶、水泥、 玻璃等。
有机非金属材料的特点
1 轻质且易加工
有机非金属材料通常具有较低的密度和良好的可塑性，便于加工和制造各种形状的产品。
2 良好的绝缘和耐腐蚀性
有机非金属材料在电子、化工和环保领域中具有卓越的绝缘和耐腐蚀性。
3 优异的机械性能
有机非金属材料具有较好的强度、韧性和耐磨性，适用于各种机械设备的制造。
被广泛应用于船舶、建筑、风 力发电等领域。如玻璃纤维船 体、建筑结构件等。
石墨烯复合材料
被用于电池、传感器、电子器 件等领域。如石墨烯电池、石 墨烯传感器等。
2 多样化的性能调控
通过改变复合材料中各组分的比例和结构，可以调控材料的力学、热学和电学性能，满 足不同需求。
3 减轻重量和节能
复合非金属材料可以代替传统金属材料，减轻重量，提高机械效能，实现节能减排。
复合非金属材料的应用
碳纤维复合材料
玻璃纤维复合材料
被广泛应用于航空航天、汽车、 体育器材等领域。如碳纤维车 身、碳纤维飞机部件等。
有机非金属材料的应用
1
聚合物塑料
广泛应用于包装、建筑、汽车和电子等领域。如塑料袋、塑料桶、塑胶零件等。
2பைடு நூலகம்
合成纤维
被用于制造服装、家纺和工业材料。如涤纶、尼龙、氨纶等。
非金属材料有哪些
非金属材料有哪些
非金属材料是指那些不含金属元素的材料，它们在工业生产和日常生活中起着
重要的作用。
非金属材料通常具有较轻的质量、良好的绝缘性能和较低的成本，因此在许多领域得到了广泛的应用。
下面我们将介绍一些常见的非金属材料。
首先，陶瓷是一种重要的非金属材料。
陶瓷材料具有优良的耐磨、耐腐蚀性能，因此被广泛应用于制造陶瓷器、建筑材料、化工设备等领域。
陶瓷材料还具有良好的绝缘性能，因此在电子器件和电气设备中也得到了广泛的应用。
其次，塑料是另一种重要的非金属材料。
塑料具有质轻、耐腐蚀、易加工成型
等特点，因此在包装、建筑、医疗器械、日用品等领域得到了广泛的应用。
随着科技的发展，新型的高强度、高耐热的工程塑料也在汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。
再次，橡胶是一种具有高弹性的非金属材料。
橡胶材料具有良好的密封性能和
吸振性能，因此在汽车、机械设备、建筑工程等领域得到了广泛的应用。
橡胶材料还具有优良的耐磨性和耐老化性能，因此在轮胎、密封件、管道等领域也得到了广泛的应用。
最后，玻璃是一种常见的无机非金属材料。
玻璃材料具有良好的透明性、耐腐
蚀性和化学稳定性，因此在建筑、家具、日用品、光学仪器等领域得到了广泛的应用。
随着技术的进步，新型的功能玻璃材料也在光电子、光伏发电等领域得到了广泛的应用。
综上所述，非金属材料在现代工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。
随着
科学技术的不断发展，我们相信非金属材料将会在更多的领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
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非金属材料篇一：非金属材料的分类非金属材料的分类无机非金属材料水泥和其他胶凝材料：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等陶瓷：粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等耐火材料：硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等玻璃：硅酸盐搪瓷：钢片、铸铁、铝和铜胎等铸石：辉绿岩、玄武岩、铸石等研磨材料：氧化硅、氧化铝、碳化硅等多孔材料：硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等碳素材料：石墨、焦炭和各种碳素制品等非金属矿：粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等新型无机非金属材料绝缘材料：氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等铁电和压电材料：钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等磁性材料：锰—锌、镍—锌、锰—镁、锂—锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等导体陶瓷：钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等半导体陶瓷：钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过滤金属元素氧化物系材料等光学材料：钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等高温结构陶瓷：高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物超硬材料：碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等人工晶体：铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等生物陶瓷：长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等无机复合材料：陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料篇二：非金属材料及成形第5章非金属材料及成形5.1概述非金属材料是指除金属材料之外的所有材料的总称。
随着高新科学技术的发展，使用材料的领域越来越广，所提出的要求也越来越高。
对于要求密度小、耐腐蚀、电绝缘、减振消声和耐高温等性能的工程构件，传统的金属材料已难以胜任。
而非金属材料这些性能却有着各自优势。
另外，单一金属或非金属材料无法实现的性能,可通过复合材料得以实现。
非金属材料的来源十分广泛，大多成形工艺简单，生产成本较低，已经广泛应用于轻工、家电、建材、机电等各行各业中，目前在工程领域应用最多的非金属材料主要是塑料、橡胶、陶瓷及各种复合材料。
5.1.1非金属材料的发展人类社会的发展在很大程度上取决于生产力的发展，生产力水平的高低往往以劳动工具为代表，而劳动工具的进步又离不开材料的发展。
早在一百万年以前，人类开始用石头做工具，标志着人类进入旧石器时代。
大约一万年以前，人类知道对石头进行加工，使之成为精致的器皿或工具，从而标志着人类进入新石器时代。
在新石器时代，人类开始用皮毛遮身。
8000年前，中国就开始用蚕丝做衣服，4500年前，印度人开始种植棉花，这些都标志着人类使用材料促进文明进步。
在新石器时代，人类已发明了用黏土成形，经火烧固化而成为陶器。
陶器不但成为器皿，而且成为装饰品，历史上虽无陶器时代的名称，但其对人类文明的贡献却不可估量。
这是人类有史以来第一次使用自然界存在的物质（黏土和水），发明制造了自然界没有的物品（陶器）。
陶器可以盛水、煮食物。
水在100oC 沸腾而保持恒温，食物的营养成分不但不被破坏，而且更易于消化吸收。
人类的饮食生活习性由烧烤发展为蒸煮，人类自身生存状况有了彻底改观。
因此，甚至有史学家认为陶器是人类最伟大的发明。
时至今日，满足人类居住的建筑用材料，仍以非金属材料为主。
随着5000年前的青铜、3000年前的铁以及后来钢等金属材料的出现，人类在十八世纪发明了蒸汽机，十九世纪发明了电动机、平炉和转炉炼钢。
金属材料使人类农业繁荣并逐步走向工业时代，把人类带进了现代物质文明。
当随着有机化学的发展，人造合成纤维的发明是人类改造自然材料的又一里程碑。
目前各种有机合成材料几乎渗透到人类日常生活的各个领域。
高性能的陶瓷材料以及各种复合材料支撑了航空航天事业的不断发展，使人类的文明走向宇宙。
以单晶硅、激光材料、光导纤维为代表的新材料的出现，使人类仅用五十年就进入了信息时代。
所以非金属材料对人类社会文明的进步发挥着重大的作用。
在现代科学技术的推动下，材料科学发展迅速，材料的种类日益增多，不同功能的新材料不断涌现，原有材料的性能不断改善与提高，以满足人类未来的各种使用需求，因此，材料特别是品种繁多的新型非金属材料是未来高科技的基石、先进工业生产的支柱和人类文明发展的基础。
5.1.2非金属材料的分类目前，非金属材料通常以其组成的主要成分分为无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料三大类。
典型无机非金属材料:水泥、玻璃、陶瓷。
典型有机高分子材料：塑料、橡胶、化纤。
典型复合材料：无机非金属材料基复合材料、有机高分子材料基复合材料、金属基复合材料。
5.1.3非金属材料的选择及应用1．非金属材料的选择由于非金属材料的种类繁多，不同类型、成分、性能及不同成形方法的非金属材料在工程实际中的使用和选择，是个很复杂的过程。
设计师和工程师在选择非金属材料时，主要应考虑以下的因素：1）满足使用性能和工艺性能；2）防止出现失效事故；3）经济性；4）考虑可持续发展选材。
此外，材料的选择是一个系统工程。
在一个部件或者装置中，所选用的各种材料要能够在一起使用，而不能因相互作用而降低对方的性能。
因此，在大多数情况下，材料的选择是一个反复权衡的复杂过程。
在某种意义上，其重要性不亚于材料本身的研究开发。
2．非金属材料的应用领域过去，非金属结构材料传统的应用领域主要是建筑、轻工、纺织、家电、仪器仪表、农业等，在工业上主要是装饰件、密封件、刀具、轮胎等。
但是现在，非金属结构材料在工业领域的广泛应用正以前所未有的速度发展。
随着各种非金属材料合成和制备技术不断提高和完善，非金属材料的产量和性能均不断提高。
有关专家预测，很多传统上由金属制造的零件、部件、结构件，将会被工程塑料、工程陶瓷及复合材料等非金属材料所取代。
例如，汽车的车身可采用工程塑料或复合材料，每千克工程塑料可代替4～5千克钢铁，而且可整体成形，因而成本和油耗将进一步降低。
由于原料充足，可以设计、制造出无穷的新产品，非金属结构材料在工业领域的应用前景十分广阔。
另外，各种新型非金属材料，其应用领域远比非金属结构材料的应用领域广阔得多，特别是现代高科技密集的领域。
在微电子、信息通信、航空航天、生物工程、环境保护、新能源等领域中应用了大量的新型非金属材料，其中最具代表的有单晶硅、超导材料、固体激光材料、飞船高温防护材料、仿生材料、环保材料、隐形纳米材料等等。
由于篇幅所限，本章的主要内容为非金属结构材料及其成形。
5.2工程塑料及成形塑料是一类以天然或合成树脂为主要成分，在一定温度、压力条件下经塑制成形，并在常温下能保持形状不变的高分子工程材料。
塑料具有一定的耐热、耐寒及良好的力学、电气、化学等综合性能，可以替代非铁金属及其合金，作为结构材料用来制造机器零件或工程结构。
塑料以其质轻、耐蚀、电绝缘，具有良好的耐磨和减磨性，良好的成形工艺性等特性以及有丰富的资源而成为应用很广泛的高分子材料，在工农业、交通运输业、国防工业及日常生活中均得到广泛应用。
5.2.1工程塑料的组成和性能l. 塑料的组成一般说来，塑料是由树脂和若干种添加剂 (如填充剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、稳定剂、固化剂和阻燃剂)组成。
1)树脂树脂是塑料的主要组分，它是塑料中能起粘结作用的部分，并使塑料具有成形性能。
2)填充剂其主要作用是:改变塑料的某些性能，降低塑料成本，扩大塑料的应用范围。
3)增塑剂增塑剂是用来提高树脂可塑性的。
常用增塑剂如氧化石蜡、磷酸脂类等。
4)润滑剂润滑剂是为防止塑料在成形过程中粘模而加人的添加剂。
5)着色剂着色剂是使塑料制品具有美丽色彩的有机或无机颜料。
6)固化剂固化剂是热固性塑料所必需的添加剂，目的在于促使线型结构转变为体型结构，成形后获得坚硬的塑料制品。
7)稳定剂稳定剂又称防老化添加剂，其主要作用是提高某些塑料的受热或光照稳定性。
8)其他添加剂塑料添加剂除上述几项外还有阻燃剂(如氧化锑等)、抗静电剂、发泡剂、溶剂、稀释剂等。
2. 工程塑料的性能1)力学性能力学性能是决定工程塑料使用范围的重要指标之一，工程塑料具有较高的强度、良好的塑性、韧性和耐磨性，可代替金属制造机器零件或构件，尤其是某些工程塑料的比强度(材料拉伸强度与密度之比)很高，大大超过金属的比强度(如玻璃纤维增强塑料)，可制造减轻自重的各种结构件。
5.2.2工程塑料的分类和应用1. 塑料的分类1)按树脂受热的行为分为热塑性与热固性塑料热塑性塑料:其分子结构主要为线型或支链线型分子结构，工艺特点是受热软化、熔融，具有可塑性，冷却后坚硬；再受热又可软化，可重复使用而其基本性能不变；可溶解在一定的溶剂中。
成形工艺简便、形式多种多样，生产效率高，可直接注射、挤压、吹塑成形。
如聚乙烯、聚丙烯、ABS等。
热固性塑料:具有体型分子结构，热固性塑料一次成形后，质地坚硬、性质稳定，不再溶于溶剂中，受热不变形，不软化，不能回收。
成形工艺复杂，大多只能采用模压或层压法，生产效率低。
如酚醛塑料、环氧塑料等。
5.2.3工程塑料的成形1. 塑料成形加工技术分类塑料的成形，按各种成形加工技术在生产中所属成形加工阶段的不同，可将其划分为一次成形技术、二次成形技术和二次加工技术三个类别。
2. 塑料的一次成形技术塑料的一次成形是指将粉状、粒状、纤维状和碎屑状固体塑料、树脂溶液或糊状等各种形态的塑料原料制成所需形状和尺寸的制品或半制品的技术。
这类成形方法很多，目前生产上广泛采用注射、挤出、压制、浇铸等方法成形。
注射成形主要应用于热塑性塑料和流动性较大的热固性塑料，可以成形几何形状复杂、尺寸精确及带各种嵌件的塑料制品，如电视机外壳、日常生活用品等。
目前注射制品约占塑料制品总量的30%。
近年来新的注射技术如反应注射、双色注射、发泡注射等的发展和应用，为注射成形提供了更加广阔的应用前景。
2)挤出成形挤出成形又称挤塑成形或挤出模塑，其成形过程如图5-3所示。
首先将粒状或粉状的塑料加入到挤出机(与注射机相似)料斗中，然后由旋转的挤出机螺杆送到加热区，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具(机头)口模而成形为所需断面形状的连续型材。
3)压制成形压制成形是指主要依靠外压的作用，实现成形物料造型的一次成形技术。
压制成形是塑料加工中最传统的工艺方法，广泛用于热固性塑料的成形加工。
根据成形物料的性状和加工设备及工艺的特点，压制成形可分为模压成形和层压成形。
模压成形(图5-4a)是将粉状、粒状、碎屑状或纤维状的热固性塑料原料放人模具中，然后闭模加热加压而使其在模具中成形并硬化，最后脱模取出塑料制件，其所用设备为液压机、旋压机等。
3.塑料的二次成形技术塑料的二次成形是指在一定条件下将塑料半制品（如型材或坯件等）通过再次成形加工，以获得制品的最终形样的技术。
目前生产上采用的有中空吹塑成形、热成形和薄膜的双向拉伸成形等几种二次成形技术。