工程材料第5章、非金属材料.pptx
合集下载
非金属材料详细.pptx
第8页/共113页
2024年10月10日星期四
§1 高分子材料的基础知识
一、高分子化合物的组成与结构（6）
第9页/共113页
2024年10月10日星期四
§1 高分子材料的基础知识
二、高分子的聚集态及性能
1.晶态结构 线型聚合物固化时可以结晶，但由于分子 链运动较困难，不可能完全结晶。所以晶态聚合物实 际为晶区（分子有规律排列）和非晶区（分子无规律 排列）两相结构，一般结晶度（晶区所占有的重量百 分比）只有50%～85%，特殊情况可达到98%。在结 晶聚合物中，晶区与非晶区相互穿插，紧密相连，一 个大分子链可以同时穿过许多晶区和非晶区。
用途：主要用于化工管道、容器、医疗器械、家用电 器部件、家具、薄膜、绳缆、丝织网、电线电缆包覆等， 以及汽车及机械零部件，如车门、方向盘、齿轮、接头 等。
第30页/共113页
2024年10月10日星期四
§2 高分子材料
一、塑 料（常用）
5．聚酰胺 (PA-polyamides)尼龙或锦纶。具有较高的 强度和韧性，耐磨性和自润滑性好，摩擦系数低。具有 较好的电绝缘性，良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性。但 吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。
§2 高分子材料
一、塑 料（组成）
（3）增塑剂 用来增加树脂的塑性和柔韧性。常 用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。
（4）稳定剂 包括热稳定剂和光稳定剂。常用热 稳定剂有硬酯酸盐、环氧化合物和铅的化合物等。 光稳定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂。
（5）润滑剂 用来防止塑料粘在模具或其它设备 上。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。
用途：主要用于制造机械、化工、电气零部件，如 轴承、齿轮、凸轮、泵叶轮、高压密封圈、阀门零件、 包装材料、输油管、储油容器、丝织品及汽车保险杠、 门窗手柄等。
人教版高中化学必修二课件 第5章 第三节 无机非金属材料(课件)
1.阅读教材,根据高纯硅的制备流程,写出相应的化学方程式。
2.总结单质硅的性质。
(1)物理性质:晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、
硬度大、有脆性;其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体
材料。
(2)化学性质:常温下单质硅的化学性质稳定,除氢氟酸和强碱外,
不与其他物质发生反应。
Si + 4HF
能。
一、硅酸盐材料
阅读教材,查阅资料,归纳常见的硅酸盐材料产品的原料、设备、
主要成分、性能和用途。
一、硅酸盐材料
1.普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻
璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发
生反应的化学方程式吗?
Na2CO3+SiO2
CaCO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、
2.二氧化硅用来生产光导纤维。
四、新型无机非金属材料-新型陶瓷
随着人们对材料性能要求的不断提高,具有特殊功能的陶瓷材料
迅速发展,一系列新型陶瓷相继问世。
阅读教材,归纳常见的新型陶瓷的成分、性能和应用。
五、新型无机非金属材料-碳纳米材料
1.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其中的C60是
第5章 化工生产中的重要非金
属元素
第三节 无机非金属材料
导入一
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,人类使用的材料除了金属
材料,还有无机非金属材料等。
陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料多为硅酸盐材料。
导入二
硅谷曾是美国新兴的高科技产业开发区,现在仍是美国的电子技
术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能
有什么特点?其结构特点是怎样影响硅酸盐的性质的呢?
2.总结单质硅的性质。
(1)物理性质:晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、
硬度大、有脆性;其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体
材料。
(2)化学性质:常温下单质硅的化学性质稳定,除氢氟酸和强碱外,
不与其他物质发生反应。
Si + 4HF
能。
一、硅酸盐材料
阅读教材,查阅资料,归纳常见的硅酸盐材料产品的原料、设备、
主要成分、性能和用途。
一、硅酸盐材料
1.普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻
璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发
生反应的化学方程式吗?
Na2CO3+SiO2
CaCO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、
2.二氧化硅用来生产光导纤维。
四、新型无机非金属材料-新型陶瓷
随着人们对材料性能要求的不断提高,具有特殊功能的陶瓷材料
迅速发展,一系列新型陶瓷相继问世。
阅读教材,归纳常见的新型陶瓷的成分、性能和应用。
五、新型无机非金属材料-碳纳米材料
1.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其中的C60是
第5章 化工生产中的重要非金
属元素
第三节 无机非金属材料
导入一
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,人类使用的材料除了金属
材料,还有无机非金属材料等。
陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料多为硅酸盐材料。
导入二
硅谷曾是美国新兴的高科技产业开发区,现在仍是美国的电子技
术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能
有什么特点?其结构特点是怎样影响硅酸盐的性质的呢?
《工程材料及其成型技术》第5章、非金属材料
橡 胶 弹 簧
丁苯橡胶（SBR）
2、丁苯橡胶（SBR）
丁二烯和苯乙烯的共聚体。 性能接近天然橡胶，是目 前产量最大的通用合成橡胶， 优点：耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天 然橡胶均匀。 缺点：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差， 特别是自粘性差、生胶强度低。 使用温度范围：约－50℃~＋100℃。 主要用以代替天然橡胶 制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
特点：分子链间没有化学键，易移动，可溶可熔。
高聚物的结构示意图
（2）支链型结构 在高分子主链上带有一些小支链，整个分
子链呈树枝状。
（3）体型结构 大分子链之间通过支链或化学键连接成网状
结构。 特点：结构稳定，不溶不熔，塑性低，脆性大。
高聚物的结构示意图
3. 大分子链的构象及柔顺性
(1)单键的内旋转
高的回弹性 可挠性、良好的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性
隔音、吸震以及与其它物质的粘结性
常 用 橡 胶 的 代 号
汽车上的橡胶制品
橡胶占汽车用材料总重量 的5%，每辆汽车需橡胶件 400-500个。汽车上大量使用 的氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸 酯橡胶等高档橡胶和耐热... 轮胎 车门窗密封条 雨刮器 连接软管 密封件 防振件 传动件 衬垫类 液压制动缸中的皮碗 风扇皮带
如石棉—耐热， 石墨—耐摩
增塑剂: 增加树脂塑性和柔韧性。
例、聚氯乙烯增塑剂不同可制成硬管，软人革，泡沫塑 料。
其它： 固化剂、稳定性、着色剂、阻燃剂、防老化剂
等。
2、塑料的分类： (1)按热性质可分为
A 热塑性塑料： 常温下是固体、受热熔融、可反复重塑
如聚乙烯、聚丙烯、尼龙……
B 热固性塑料： 固化剂成型，不熔不溶 如环氧塑料，酚醛塑料等。 (2)按功能可分为
丁苯橡胶（SBR）
2、丁苯橡胶（SBR）
丁二烯和苯乙烯的共聚体。 性能接近天然橡胶，是目 前产量最大的通用合成橡胶， 优点：耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天 然橡胶均匀。 缺点：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差， 特别是自粘性差、生胶强度低。 使用温度范围：约－50℃~＋100℃。 主要用以代替天然橡胶 制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
特点：分子链间没有化学键，易移动，可溶可熔。
高聚物的结构示意图
（2）支链型结构 在高分子主链上带有一些小支链，整个分
子链呈树枝状。
（3）体型结构 大分子链之间通过支链或化学键连接成网状
结构。 特点：结构稳定，不溶不熔，塑性低，脆性大。
高聚物的结构示意图
3. 大分子链的构象及柔顺性
(1)单键的内旋转
高的回弹性 可挠性、良好的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性
隔音、吸震以及与其它物质的粘结性
常 用 橡 胶 的 代 号
汽车上的橡胶制品
橡胶占汽车用材料总重量 的5%，每辆汽车需橡胶件 400-500个。汽车上大量使用 的氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸 酯橡胶等高档橡胶和耐热... 轮胎 车门窗密封条 雨刮器 连接软管 密封件 防振件 传动件 衬垫类 液压制动缸中的皮碗 风扇皮带
如石棉—耐热， 石墨—耐摩
增塑剂: 增加树脂塑性和柔韧性。
例、聚氯乙烯增塑剂不同可制成硬管，软人革，泡沫塑 料。
其它： 固化剂、稳定性、着色剂、阻燃剂、防老化剂
等。
2、塑料的分类： (1)按热性质可分为
A 热塑性塑料： 常温下是固体、受热熔融、可反复重塑
如聚乙烯、聚丙烯、尼龙……
B 热固性塑料： 固化剂成型，不熔不溶 如环氧塑料，酚醛塑料等。 (2)按功能可分为
材料学概论非金属材料课件
循环利用与回收
非金属材料的循环利用和回收技术将得到进一步发展，降低资源消耗 和环境污染。
挑战
性能稳定性 生产成本
技术更新换代 市场接受度
非金属材料在某些特定环境下性能稳定性不足，需要加强研究 以提高其稳定性。
部分非金属材料的生产成本较高，限制了其广泛应用。降低生 产成本是亟待解决的问题。
随着科技的发展，非金属材料的制备技术和应用领域也在不断 更新换代。需要不断跟进新技术、新工艺的研究和应用。
材料学概论非金属材料 课件
目录 CONTENT
• 非金属材料的定义与分类 • 非金属材料的特性与应用 • 非金属材料的生产工艺与技术 • 非金属材料的未来发展与挑战
01
非金属材料的定义与分 类
定义
总结词
非金属材料是指除金属材料之外的所有材料的总称，包括无机非金属材料和有 机非金属材料。
详细描述
化工行业
在化工行业中，非金属材料被用 作反应容器、管道、阀门等，能 够承受各种化学物质的腐蚀和压 力。
03
非金属材料的生产工艺 与技术
生产工艺
生产工艺是指将原材料转化为成品的过程，包括原料的准备、加工、成型、表面处理等步骤。对于非金属材料，常见的生产 工艺有压制、烧结、溶融、聚合等。
压制工艺是将物料放入模具中，施加压力使其成型的过程。烧结工艺是将物料加热至高温，使其发生物理和化学变化，从而 获得致密的材料。溶融工艺是将物料加热至高温熔融状态，然后进行冷却和固化。聚合工艺则是通过化学反应将小分子聚合 成高分子材料的过程。
非金属材料是指除金属材料之外的所有材料的总称，包括无机非金属材料和有 机非金属材料。无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等，而有机 非金属材料则包括塑料、橡胶、木材等。
非金属材料的循环利用和回收技术将得到进一步发展，降低资源消耗 和环境污染。
挑战
性能稳定性 生产成本
技术更新换代 市场接受度
非金属材料在某些特定环境下性能稳定性不足，需要加强研究 以提高其稳定性。
部分非金属材料的生产成本较高，限制了其广泛应用。降低生 产成本是亟待解决的问题。
随着科技的发展，非金属材料的制备技术和应用领域也在不断 更新换代。需要不断跟进新技术、新工艺的研究和应用。
材料学概论非金属材料 课件
目录 CONTENT
• 非金属材料的定义与分类 • 非金属材料的特性与应用 • 非金属材料的生产工艺与技术 • 非金属材料的未来发展与挑战
01
非金属材料的定义与分 类
定义
总结词
非金属材料是指除金属材料之外的所有材料的总称，包括无机非金属材料和有 机非金属材料。
详细描述
化工行业
在化工行业中，非金属材料被用 作反应容器、管道、阀门等，能 够承受各种化学物质的腐蚀和压 力。
03
非金属材料的生产工艺 与技术
生产工艺
生产工艺是指将原材料转化为成品的过程，包括原料的准备、加工、成型、表面处理等步骤。对于非金属材料，常见的生产 工艺有压制、烧结、溶融、聚合等。
压制工艺是将物料放入模具中，施加压力使其成型的过程。烧结工艺是将物料加热至高温，使其发生物理和化学变化，从而 获得致密的材料。溶融工艺是将物料加热至高温熔融状态，然后进行冷却和固化。聚合工艺则是通过化学反应将小分子聚合 成高分子材料的过程。
非金属材料是指除金属材料之外的所有材料的总称，包括无机非金属材料和有 机非金属材料。无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等，而有机 非金属材料则包括塑料、橡胶、木材等。
非金属材料ppt课件
氧化铝陶瓷被广泛用作耐 火材料，如耐火砖、坩埚
Al2O3密封、 气动陶瓷配 件
Al2O3化工、耐磨陶 瓷配件
氮化硅（Si3N4）陶瓷
氮化硅是由Si3N4四面体组成的共 价键固体 氮化硅的强度、比强度、比模量高；硬度
仅次于金刚石、碳化硼等；摩擦系数仅为 0.1~0.2；热膨胀系数小；抗热震性大大 高于其他陶瓷材料；化学稳定性高
2.2.3汽车玻璃
玻璃是将各种原料熔融、冷却、固化 的非结晶的无机非金属材料。 1、玻璃的性能 （1）力学性能 （2）热稳定性 （3）透光性
2.2.3汽车玻璃
2、玻璃的组成 3、玻璃的分类
汽车玻璃按用途分为普通平板玻璃、 钢化玻璃和夹层玻璃。
2.2.3汽车玻璃
4、玻璃的应用 （1）普通平板玻璃 ——已被淘汰 （2）钢化玻璃 ——早期用于汽车上 （3）夹层玻璃 ——目前广泛应用
非金属材料
能力目标
培养学生具备分析汽车玻璃应用 与性能的能力 培养学生具备非金属材料的分类 及分析性能的能力
知识目标
了解非金属材料的用途 了解常用的非金属材料的应用 掌握非金属材料的主要性能
非金属材料
合成高分子材料
塑料 橡胶
无机非金属材料
玻璃 陶瓷
复合材料
非金属材料的主要用途
日用品、玩具、餐具、透明 模型
制备装饰、照明制品 仪器仪表板、壳、罩，汽车
灯罩 一般电绝缘制品 绝热保温材料 防震、抗冲击泡沫包装垫层
聚丙烯塑料(PP)
特性
乳白色半透明， 无毒、无味、质轻 耐弯曲、化学稳定性、电绝缘性好 尺寸稳定、热膨胀性小 机械性能、刚性、透明性、耐热性比聚乙烯高 耐低温型差，易老化
缠绕管、罐制品：生产的大型管罐除国内外使用外，还有部分出口。 拉挤制品：主要有抽油杆、格栅、电工梯型材、门窗框以及帐篷支架。 SMC、BMC制品：生产高位水箱组合板、椅子及汽车部件，年产量为
Al2O3密封、 气动陶瓷配 件
Al2O3化工、耐磨陶 瓷配件
氮化硅（Si3N4）陶瓷
氮化硅是由Si3N4四面体组成的共 价键固体 氮化硅的强度、比强度、比模量高；硬度
仅次于金刚石、碳化硼等；摩擦系数仅为 0.1~0.2；热膨胀系数小；抗热震性大大 高于其他陶瓷材料；化学稳定性高
2.2.3汽车玻璃
玻璃是将各种原料熔融、冷却、固化 的非结晶的无机非金属材料。 1、玻璃的性能 （1）力学性能 （2）热稳定性 （3）透光性
2.2.3汽车玻璃
2、玻璃的组成 3、玻璃的分类
汽车玻璃按用途分为普通平板玻璃、 钢化玻璃和夹层玻璃。
2.2.3汽车玻璃
4、玻璃的应用 （1）普通平板玻璃 ——已被淘汰 （2）钢化玻璃 ——早期用于汽车上 （3）夹层玻璃 ——目前广泛应用
非金属材料
能力目标
培养学生具备分析汽车玻璃应用 与性能的能力 培养学生具备非金属材料的分类 及分析性能的能力
知识目标
了解非金属材料的用途 了解常用的非金属材料的应用 掌握非金属材料的主要性能
非金属材料
合成高分子材料
塑料 橡胶
无机非金属材料
玻璃 陶瓷
复合材料
非金属材料的主要用途
日用品、玩具、餐具、透明 模型
制备装饰、照明制品 仪器仪表板、壳、罩，汽车
灯罩 一般电绝缘制品 绝热保温材料 防震、抗冲击泡沫包装垫层
聚丙烯塑料(PP)
特性
乳白色半透明， 无毒、无味、质轻 耐弯曲、化学稳定性、电绝缘性好 尺寸稳定、热膨胀性小 机械性能、刚性、透明性、耐热性比聚乙烯高 耐低温型差，易老化
缠绕管、罐制品：生产的大型管罐除国内外使用外，还有部分出口。 拉挤制品：主要有抽油杆、格栅、电工梯型材、门窗框以及帐篷支架。 SMC、BMC制品：生产高位水箱组合板、椅子及汽车部件，年产量为
《非金属材料简介》课件
《非金属材料简介》PPT 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。
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。
非金属材料简介PPT课件
易溶于有机溶剂中，硬度不高，表面易擦伤。用于航空、仪
器、仪表、汽车中的透明件和装饰件，如飞机窗、灯罩、电
视和雷达屏幕，油标、油杯、设备标牌等。
• ⑥ABS塑料
•
是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物。
综合力学性能好，尺寸稳定性、绝缘性、耐水和耐油性、耐
磨性好，长期使用易起层。用于制造齿轮，叶轮，轴承，把
如凸轮，精密齿轮、真空泵叶片、仪表壳体和罩，汽车护板，
电子器件等。
第10页/共25页
3．常用塑料
• (2)热固性塑料
• ①酚醛塑料(PF) 俗称电木
•
强度、硬度、绝缘性、耐蚀性、尺寸稳定性好，工作
温度＞100℃，脆性大，耐光性差，只能模压成形，价格低。
用于制造仪表外壳，灯头、灯座、插座，电器绝缘板，耐酸
第6页/共25页
3．常用塑料
• (1)热塑性塑料
• ①聚乙烯(PE)
•
按生产工艺不同，分为高压聚乙烯、中压聚乙烯和低
压聚乙烯。高压聚乙烯化学稳定性高，柔软性、绝缘性、透
明性、耐冲击性好，宜吹塑成薄膜、软管、瓶等。低压聚乙
烯质地坚硬，耐磨性、耐蚀性、绝缘性好，适宜制作化工用
管道、槽，电线、电缆包皮，承载小的齿轮、轴承等；又因
分子质量(分子量)很大的化合物，其分子量一般在5000以上 。 • 高分子化合物包括有机高分子化合物和无机高分子化合物两类。有机高分
子化合物又分为天然的和合成的。 • 机械工程中使用的高分子材料主要是人工合成的有机高分子聚合物（简称
高聚物），例如塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料和胶接剂等。 • 高聚物是通过聚合反应以低分子化合物结合形成的高分子材料
其无毒，可制作茶杯、奶瓶、食品袋等。
工程材料非金属材料课件
和抗氧化性。
良好的电绝缘性
无机非金属材料具有较高的绝缘性 能，可用于制造电子元件和绝缘材 料。
优良的机械性能
无机非金属材料具有较高的强度、 硬度、耐磨性和抗冲击能力。
无机非金属材料的种类与应用
陶瓷材料
玻璃材料
水泥材料
耐火材料
其他无机非金属材 料
陶瓷材料具有优异的耐 高温性能和化学稳定性 ，广泛应用于制造高温 炉具、密封材料、传感 器等领域。
分类
• 塑料
塑料是一种合成有机非金属材料 ，具有质轻、易加工、耐腐蚀等 特性，广泛应用于包装、电子、
汽车等领域。
• 橡胶
橡胶是一种天然或合成的有机非 金属材料，具有高弹性、耐磨、 耐油等特性，广泛应用于轮胎、
机械、化工等领域。
• 纤维
纤维是一种天然或合成的有机非 金属材料，具有轻质、高强度、 保暖等特性，广泛应用于纺织、
具有高强度、高刚度、耐 磨性好的特点，用于机械 、电子等领域。
具有轻质、易加工、价格 低廉的特点，广泛用于包 装、建筑等领域。
05
无机非金属材料
无机非金属材料的特性
耐高温性
无机非金属材料具有较高的熔点和 耐热性，能在高温下保持稳定。
优良的化学稳定性
无机非金属材料不易与其他物质发 生化学反应，具有很好的耐腐蚀性
聚丙烯具有较好的机械性能和耐热性能， 主要用于制造汽车零部件、家用电器等。
聚酰胺（PA）
聚酰胺具有较好的耐磨性和抗冲击性能， 主要用于制造轴承、齿轮、弹簧等耐磨件 。
聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯具有优异的化学稳定性和耐候性 ，广泛用于制造管道、电线绝缘层、窗框 等。
03
橡胶材料
橡胶材料的特性
良好的电绝缘性
无机非金属材料具有较高的绝缘性 能，可用于制造电子元件和绝缘材 料。
优良的机械性能
无机非金属材料具有较高的强度、 硬度、耐磨性和抗冲击能力。
无机非金属材料的种类与应用
陶瓷材料
玻璃材料
水泥材料
耐火材料
其他无机非金属材 料
陶瓷材料具有优异的耐 高温性能和化学稳定性 ，广泛应用于制造高温 炉具、密封材料、传感 器等领域。
分类
• 塑料
塑料是一种合成有机非金属材料 ，具有质轻、易加工、耐腐蚀等 特性，广泛应用于包装、电子、
汽车等领域。
• 橡胶
橡胶是一种天然或合成的有机非 金属材料，具有高弹性、耐磨、 耐油等特性，广泛应用于轮胎、
机械、化工等领域。
• 纤维
纤维是一种天然或合成的有机非 金属材料，具有轻质、高强度、 保暖等特性，广泛应用于纺织、
具有高强度、高刚度、耐 磨性好的特点，用于机械 、电子等领域。
具有轻质、易加工、价格 低廉的特点，广泛用于包 装、建筑等领域。
05
无机非金属材料
无机非金属材料的特性
耐高温性
无机非金属材料具有较高的熔点和 耐热性，能在高温下保持稳定。
优良的化学稳定性
无机非金属材料不易与其他物质发 生化学反应，具有很好的耐腐蚀性
聚丙烯具有较好的机械性能和耐热性能， 主要用于制造汽车零部件、家用电器等。
聚酰胺（PA）
聚酰胺具有较好的耐磨性和抗冲击性能， 主要用于制造轴承、齿轮、弹簧等耐磨件 。
聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯具有优异的化学稳定性和耐候性 ，广泛用于制造管道、电线绝缘层、窗框 等。
03
橡胶材料
橡胶材料的特性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
酚醛塑料（PF） 氨基塑料（UF） 有机硅塑料（SI） 环氧树脂（EP）
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，不能反复成形与再生使 用。这类塑料一般具有较高的耐 热性与刚性，但脆性大
4. 塑料的应用---通用塑料
P V C 花 园 管
PVC拉边袋
增强聚丙烯离心泵 PVC软门帘
3、顺丁橡胶（BR）
由丁二烯聚合而成的顺式结构橡 胶
优点：弹性与耐磨性优良，耐老 化性好，耐低温性优异，在动 态负荷下发热量小，易于金属 粘合。
缺点：强度较低，抗撕裂性差， 加工性能与自粘性差。
使用温度范围：约－60℃~＋ 100℃。 一般多和天然橡胶或 丁苯橡胶并用，主要制作轮胎 胎面、运输带和特殊耐寒制品。
(1)蠕变 (2)应力松弛 (3)内耗
变形速度跟不上应力变化速度，出现应变滞后机械能 转化为热能的现象称为内耗
3、耐磨减摩 4、物理性能
绝缘、隔热、导热系数仅为金属的 吸音、隔音、消震。 低耐热性，高热膨胀性。
5、化学性能 耐腐蚀。
5.1.3.工程塑料
1、塑料的组成
树脂：>40-90% 主体、命名的依据 填料：改善性能，降低成本，占5—50 % ，
如石棉—耐热， 石墨—耐摩
增塑剂: 增加树脂塑性和柔韧性。
例、聚氯乙烯增塑剂不同可制成硬管，软人革，泡沫塑 料。
其它： 固化剂、稳定性、着色剂、阻燃剂、防老化剂
等。
2、塑料的分类： (1)按热性质可分为
A 热塑性塑料： 常温下是固体、受热熔融、可反复重塑
如聚乙烯、聚丙烯、尼龙……
B 热固性塑料： 固化剂成型，不熔不溶 如环氧塑料，酚醛塑料等。 (2)按功能可分为
高的回弹性 可挠性、良好的耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性
隔音、吸震以及与其它物质的粘结性
常 用 橡 胶 的 代 号
汽车上的橡胶制品
橡胶占汽车用材料总重量 的5%，每辆汽车需橡胶件 400-500个。汽车上大量使用 的氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸 酯橡胶等高档橡胶和耐热... 轮胎 车门窗密封条 雨刮器 连接软管 密封件 防振件 传动件 衬垫类 液压制动缸中的皮碗 风扇皮带
特点：分子链间没有化学键，易移动，可溶可熔。
高聚物的结构示意图
（2）支链型结构 在高分子主链上带有一些小支链，整个分
子链呈树枝状。
（3）体型结构 大分子链之间通过支链或化学键连接成网状
结构。 特点：结构稳定，不溶不熔，塑性低，脆性大。
高聚物的结构示意图
3. 大分子链的构象及柔顺性
(1)单键的内旋转
PE药品包 装
PE波纹管
PE食品包 装
聚丙烯油墨
通用塑料与应用
聚苯乙烯板
尼龙12挤管
聚丙烯编织袋
工程塑料应用示例
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
制笔业用塑料配件
杜邦工程塑料制品
聚酰胺应用示例
聚酰胺PA应用示例
ABS应用示例
ABS插座、电器外壳
聚碳酸酯PC应用示例
汽车仪表板，挡泥板，电动工具，手机外壳，电脑外壳，大型薄壁制件
第五章
非金属材料yu复合材料
1.教学要求
了解塑料、陶瓷、复合材料的组织性能特点及其应用。
2.教学时数 2 学时
非金属材料
塑料 橡胶
高分子材料 粘结剂 合成纤维
陶瓷材料
金属-金属复合材料 复合材料 非金属-非金属复合材料
金属-非金属复合材料
5.1.高分子材料
5.1.1.高聚物的结构
1. 基本概念 (1) 单体 组成高分子化合物的低分子化合物，是合 成高分子的材料。
分子链的主链在保持 键长和键角不变的情况下 可以任意旋转的现象。
(2)大分子链的柔顺性
由于内旋转，大分子 链形态频繁变化 引起大 分子不同程度卷曲，伸展 的特性。
大分子内旋转示意图
根据排列有序度划分: 晶态结构
聚集态结构 无定形结构
4.高聚物的聚集态结构
聚集态结构 大分子链之间 的几何排列方式和堆砌状态。
汽车底盘用橡胶件
真空助力密封件 转向系统橡胶件
常用橡胶（天然橡胶 NR ）
1、天然橡胶（NR）
以橡胶烃（聚异戊二烯）为主。 弹性大，定伸强度高，抗撕裂性 和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易与其它材料粘 合，综合性能优于多数合成橡胶。 缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，抗酸碱 的腐蚀能力低，耐热性不高。 使用温度范围：约－60℃~＋80℃。特别适用于制造扭振消除器、发动机 减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。
5.3 工业橡胶及其应用 5.3.1 橡胶分类、组成、性能
橡胶分类
按来源分 天然橡胶（聚异戊二烯 ）
合成橡胶（合成高分子物质 ）
按用途分 通用（制作轮胎、输送带、胶管、胶板等 ）
特种（用于高温、低温、酸、碱、油和辐射介质条件下
橡胶组成 生胶
配合剂（硫化剂、增塑剂、填充剂、防老化剂等）
橡胶性能
橡 胶 弹 簧
丁苯橡胶（SBR）
2、丁苯橡胶（SBR）
丁二烯和苯乙烯的共聚体。 性能接近天然橡胶，是目 前产量最大的通用合成橡胶， 优点：耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天 然橡胶均匀。 缺点：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差， 特别是自粘性差、生胶强度低。 使用温度范围：约－50℃~＋100℃。 主要用以代替天然橡胶 制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
通用塑料和工程塑料
热塑性塑料与热固性塑料
类别
典型塑料及代号
特征
热塑性 塑料
热固性 塑料
聚氯乙烯（PVC） 聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 聚酰胺（PA） 缩醛塑料（POM） 聚碳酸脂（PC）
线型高分子树脂，能溶于有机溶 剂，加热可软化，易于加工成形， 并能反复塑化成形。 这类塑料一般机械强度较高，成 形性能良好
如：低分子乙烯 CH2=CH2单体组成聚乙烯 (2) 链节 构成高分子链的基本结构单元.
(3) 聚合度 即，高分子所含链节的数目n. 由此，大分子链的分子量M=链节的分子量m与聚合度 n的乘积。
即 M=m×n
2、大分子链的几何形态 (1) 线型结构 分子链呈细长条状，通常卷曲成不规则
的线团，受拉时可伸展成直线。
高聚物晶区和非晶区示意图
性能 结晶使分子间作用力增大，因而使高聚物的密度、熔 点、耐热性、强度、硬度等性能升高，而依赖分子链运动的 有关性能，如弹性，塑韧性下降。
5.1.2 高分子材料的性能 1、强度低、比强度高 2、粘弹性
高聚物在外力作用下，同时发生高弹性变形和粘性流 动，其变形与时间有关的现象称为粘弹性。