非金属材料的主要性能指标与检测方法分析
化工设备常用金属材料与非金属材料
第8章 化工设备常用金属材料与非金属材料本章重点要讲解内容：（1）掌握金属的主要晶格结构及其特点。
（2）掌握压力容器与化工设备常用金属材料的种类、牌号及主要性能（3）熟悉金属的腐蚀与防护。
（4）了解金属热处理的种类及方法。
第一节 材料的性能材料的性能主要有：力学性能、物理性能、化学性能和加工性能等。
1、力学性能该性能决定许用应力，主要的指标如：强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。
（1）强度 设备的强度指的是构件抵抗外载荷而不破坏的能力。
利如提升重物的钢丝绳，不允许被重物拉断。
例如提升重物的钢丝绳，不允许被重物拉断。
但在设计中，为了保证强度而盲目的加大结构尺寸是不合理的，因为会造成材料的极大浪费，增加运输及安装费用。
常温强度指标：[]0/n σσ=，屈服强度和抗拉(压)强度；蠕变极限σn 疲劳极限σr 。
（2）硬度 局部抵抗能力，是弹性、强度与塑性的综合性能指标。
◆ 压入硬度：布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC 、HRB)和维氏硬度(HV)；◆ 低碳钢 σb =0.36 HB◆ 高碳钢 σb =0.34HB ◆ 灰铸铁 σb =0.1 HB（3）塑性 （在第二章中已经详细讲过，在此让学生复习一下）（4）冲击韧性 冲击韧度αk ，使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面面积。
低温容器所用钢板αk 值不得低于30J/cm 22、物理性能密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量与泊松比等。
3、化学性能◆ 耐腐蚀性 金属和合金对周围介质侵蚀的抵抗能力；◆ 抗氧化性 高温氧化，降低表面硬度和抗疲劳强度，选耐热材料。
4、加工工艺性能(1) 可铸性：收缩与偏析；(2) 可锻性；(3) 焊接性；(4) 可切削加工性。
第二节碳钢与铸铁1、铁碳合金“铁碳合金”由95％以上铁和0.05％～4％碳及1％左右杂质元素所组成合金。
①一般含碳量0.02％～2％称为钢；②大于2％称为铸铁；③当含碳量小于0.02％时称纯铁(工业纯铁)；④含碳量大于4.3％的铸铁极脆。
材料科学-材料性能与指标
溶剂都可以将其溶解； • 交联型高分子在有机溶剂中不溶解，但能溶胀，使材
料体积膨胀，性能变差； • 不同的高分子材料，其分子链以及侧基不同，对各种
有机溶剂表现出不同的耐受性； • 组织结构对耐溶剂性也有较大影响。
– 例如，作为结晶性聚合物，聚乙烯在大多数有机溶剂中都难 溶，因而具有很好的耐溶剂性。
2.1.4 耐老化性 (3) Chemical stability of polymers ——高分子材料面临的问题
应力-应变曲线
无明显屈服的塑性材料拉伸曲线
树脂材料拉伸曲线
(MPa)
900
800
锰钢
700
600
硬铝
500
低碳钢
400
300
200 退火球墨铸铁
100
(%)
0 10 20 30
延展性或塑性的表征
• 延伸率
elongation
l f l0 100%
l0
< 5%：
脆性材料
硫磺质量指标
第 1 页 共 3 页 硫磺质量指标 （原创版2篇） 目录（篇1） 1.硫磺的定义和用途 2.硫磺的质量指标 3.硫磺质量检测方法 4.硫磺质量的重要性 5.硫磺质量的国际标准 正文（篇1） 硫磺，化学式为 S，是一种黄色或淡黄色的非金属元素，广泛应用于化工、医药、农业等领域。硫磺的质量指标对于其应用效果至关重要，因此需要对其进行严格的质量检测。
硫磺的质量指标主要包括纯度、水分、酸度、灰分、砷、铅等。其中，纯度是硫磺质量最重要的指标，直接影响到其应用效果。纯度越高，硫磺的应用效果越好。因此，硫磺的纯度通常要求在 99.5% 以上。
硫磺的质量检测方法主要包括化学分析法、仪器分析法等。其中，化学分析法主要包括滴定法、重量法等，适用于硫磺的常规检测。仪器分析法主要包括 X 射线荧光光谱法、原子吸收光谱法等，具有高精度、高效率的优点，适用于硫磺的高精度检测。
硫磺的质量对于其应用效果具有重要影响。高质量的硫磺可以提高产品质量，提高生产效率，降低生产成本。低质量的硫磺则可能导致产品质量下降，生产效率降低，甚至对环境和人体健康造成危害。
硫磺质量的国际标准主要由国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）制定。这些标准对于硫磺的纯度、水分、酸度、灰分、砷、铅等指标进行了详细的规定，为硫磺的质量检测提供了重要的参考依据。 第 2 页 共 3 页
总的来说，硫磺的质量指标和检测方法对于保证硫磺的质量和安全性具有重要作用。
目录（篇2） 1.硫磺的定义和用途 2.硫磺的质量指标及其意义 3.硫磺的质量检测方法 4.硫磺质量对环境和健康的影响 5.硫磺质量的国际标准与我国标准对比 正文（篇2） 硫磺，化学式为 S，是一种黄色或淡黄色的非金属元素，广泛应用于化工、医药、农业等多个领域。硫磺的质量指标直接关系到其使用效果和安全性，因此对硫磺的质量检测尤为重要。
一、硫磺的定义和用途 硫磺，又称硫，是一种黄色或淡黄色的非金属元素，化学式为 S。硫磺具有良好的化学稳定性和热稳定性，在许多领域都有广泛的应用，如化工、医药、农业等。
材料的化学性能
d. 缺陷消除等
过程是连续的，而且同时伴随有物理化学性质的变化。常见的 有：分解反应、化合反应、物相对化学稳定性的影响.
1. 分解反应——对化学稳定性的影响
（1） 碳酸钙（石灰岩）在常温下升温至530oC将分解为CaO和 CO2 ，降温后在潮湿空气中又吸水生成 Ca(OH)2 ，所以大理石石 材不能用于高温环境 ： CaCO3→CaO+CO2↑ CaO+H2O→Ca(OH)2 （ 2 ） H2 O → H2 ↑ + O2 ↑
第二章 材料化学性能与检测
化学性能 材料在受到外界条件（温度、压力、气氛 等）变化的影响，或与某些侵蚀性介质接触时产生化学反 应而引起的材料内部成分、结构和性能改变的现象，以及 材料的化学特征形成的有用功能。 包括三方面的内容： （1）材料在外界温度、压力等条件变化时，其内部结 构和性能随之变化，即化学稳定性能（包括体积稳定）； （2）材料在与侵蚀性介质（固、液、气相）接触时， 引起内部成分、结构、使用性能变化的反应性能，即抗腐 蚀性和活性； （3）利用与外界的物质交换或能量交换形成的有用功 能，如 化学传感器等。
石英颗粒表面有断键， 并与空气中水汽作用生 成Si－OH键，与Na2O 相遇时发生离子交换：
O 2
Si 1 O
Na
2 O Na+的攻击－诱导效应
Si－OH
Si－O－Na
结 果
• 1处的化学键加强！2处的化学键减弱！
• Na2O “进攻”弱点——石英骨架“分 化”——形成聚合物。
其他硅酸盐材料有与玻璃类似的化学腐蚀特性。 当二氧化硅（尤其是无定性的 SiO2 ）与碱液接触时发生如下反应 受到侵蚀：
锂电池负极材料石墨检测方法及参考标准
锂电池负极材料石墨检测方法及参考标准石墨检验检测石墨作为一种重要的非金属矿产资源，具有导电性、导热性、润滑性、可塑性和耐高温性等五大特性，使得它在工业上有广泛的应用。
在本节中，我将重点介绍石墨在锂离子电池领域的应用，以及相关的检测标准和方法。
锂离子电池锂离子电池是一种以锂离子为主要活性物质的二次电池。
锂离子电池具有能量密度高、自放电率低、无记忆效应、环保等优点，是目前最先进的可充电电池之一。
锂离子电池的主要组成部分有正极、负极、隔膜和电解液。
正极材料通常是含锂的金属氧化物或磷酸盐，如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等；负极材料通常是碳材料或锂金属，如石墨、硬碳、软碳等；隔膜是一种具有微孔结构的聚合物薄膜，如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等；电解液是一种含有锂盐的有机溶剂，如乙酸乙酯（EC）、二甲亚碳酸甲酯（DMC）、二甲亚碳酸乙酯（DEC）等。
锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正极和负极之间的嵌入和脱出来实现充放电过程。
当电池充电时，锂离子从正极脱出，经过隔膜和电解液到达负极，并嵌入负极材料中；当电池放电时，锂离子从负极脱出，经过隔膜和电解液到达正极，并嵌入正极材料中。
同时，伴随着锂离子的运动，还有相应的电子在外部回路中流动，形成电流。
石墨作为负极材料石墨是目前最常用的锂离子电池负极材料之一。
石墨具有层状结构，每一层由六边形排列的碳原子组成。
层与层之间通过范德华力相连，形成层间距。
这些层间距可以容纳大量的锂离子，并且不会造成体积的显著变化。
石墨作为负极材料的优点有：（1）容量高：理论上，每个碳原子可以嵌入一个锂原子，形成LiC6化合物，其比容量可达372 mAh/g。
（2）循环寿命长：由于石墨嵌入和脱出锂离子时体积变化小，因此不会造成结构的损坏，从而保证了循环寿命的长久。
（3）成本低：石墨是一种丰富的自然资源，其价格相对较低，有利于降低锂离子电池的成本。
石墨作为负极材料的缺点有：（1）电压低：石墨嵌入锂离子时的平台电压约为0.1 V，这意味着锂离子电池的输出电压会受到限制。
常用非金属材料
常用非金属材料非金属材料包括除金属材料以外几乎所有的材料，主要有各类高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等）、陶瓷材料（各种陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥及近代无机非金属材料等）和各种复合材料等。
本章主要介绍高分子材料、陶瓷和复合材料。
工程材料仍然以金属材料为主，这大概在相当长的时间内不会改变。
但近年来高分子材料、陶瓷等非金属材料的急剧发展，在材料的生产和使用方面均有重大的进展，正在越来越多地应用于各类工程中。
非金属材料已经不是金属材料的代用品，而是一类独立使用的材料，有时甚至是一种不可取代的材料。
第一节高分子材料高分子材料又称为高聚物，通常，高聚物根据机械性能和使用状态可分为橡胶、塑料、合成纤维、胶粘剂和涂料等五类。
各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。
而象聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。
一、塑料按照应用范围，塑料分为三种。
1．通用塑料通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品种。
这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格低，它们占塑料总产量的3/4以上，大多数用于日常生活用品。
其中，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大品种用途最广泛。
（1）聚乙烯（PE）生产聚乙烯的原料均来自于石油或天然气，它是塑料工业产量最大的品种。
聚乙烯的相对密度小（0.91～0.97），耐低温，电绝缘性能好，耐蚀性好。
高压聚乙烯质地柔软，适于制造薄膜；低压聚乙烯质地坚硬，可作一些结构零件。
聚乙烯的缺点是强度、刚度、表面硬度都低，蠕变大，热膨胀系数大，耐热性低，且容易老化。
（2）聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是最早工业生产的塑料产品之一，产量仅次于聚乙烯，广泛用于工业、农业和日用制品。
聚氯乙烯耐化学腐蚀、不燃烧、成本低、加工容易；但它耐热性差冲击强度较低，还有一定的毒性。
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
2、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
ATR_FTIR在非金属材料一致性检测中的应用
Standard 标准检测家电科技56ATR-FTIR在非金属材料一致性检测中的应用梁建中 王婵 孟范昌 柳巍 曹焱鑫（中国家用电器研究院材料分析测试中心 北京 100176）摘要：傅里叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）已成为分析物质表层结构信息的重要方法，测定样品具有非破坏性，无需预处理等优点。
本文主要介绍了运用ATR-FTIR技术在非金属材料一致性检测中的应用，对聚合物材料的表面成分进行定性分析, 依据不同材料所得到的谱图不同, 从而能够准确、快速地区别不同的聚合物材料。
关键词：红外光谱；ATR-FTIR；检测；材料Application of ATR-FTIR on nonmetallic material conformance testingLiang Jianzhong Wang Chan Meng Fanchang Liu Wei Cao Yanxin(Material and Analysis Center China Household Electrical Appliance Research Institute Beijing 100176)Abstract：Fourier Transform Attenuated Total Reflection Infrared spectroscopy (ATR-FTIR) has become a kind of beneficial means for analyzing surface layer structure, with the advantage of non destructive and without pretreatment. This paper mainly introduced the application of ATR-FTIR on nonmetallic material conformance testing, qualitative analysis of material surface composition. According to different spectrum showed by different materials, we can identify different polymer materials accurately and quickly.Keywords：Infrared spectrum；ATR-FTIR；Testing；Material1 引言红外光谱在化学领域中的应用主要是研究分子结构和化学组成。
- 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)。
非金属材料的主要性能指标与检测方法分析
摘要：近几年，我国行业得到了飞速发展，人们也加强了对飞机的研究的，在
飞机建设过程中应用了大量的非金属材料，各种非金属材料的性能都会对飞机的
性能和质量造成一定影响。
因此，为了确保最终建设的飞机可以满足应用需求，
要加强对飞机中采用的非金属材料性能的检测。
下面，针对飞机中应用的非金属
材料的主要性能指标，以及相应的检测方法进行全面分析，希望文中内容对整个
行业的发展可以有所帮助。
关键词：飞机；非金属材料；机械性能；变形情况
飞机中的各项零件都是由不同类型材料构成的，一些是金属材料，一些是非
金属材料，还有一些为特殊材料，在飞机制造中更是如此。
飞机中会存在大量的
非金属材料和金属材料，在飞机中制造中对各种复合型材料进行应用，进而使飞
机性能得到进一步提升，同时，为了确保飞机具有良好的性能，要对非金属材料
性能进行检测。
1 飞机中采用的非金属材料
制造飞机过程中会采用大量的非金属材料，但是，对于各种非金属材料都不
可以单独使用，通过合理方式进行合成，进而形成复合材料，然后将其加工成飞
机制造过程中应用的各项零件。
飞机中采用的非金属材料的一项主要特点就是硬
度较低，但是，其弹性大，而且热性强，同时，其也具有良好的绝缘性，其导热
性低，耐热性差，而且，在高温环境下，容易出现融化现象[1]。
塑料是飞机机舱内中最常用的一种非金属材料，例如，飞机中的座椅把手、
行李架等采用都为塑料，飞机中的这些构件都是利用塑料制作而成的。
塑料主要
是由固化剂、树脂、稳定剂、阻燃剂等各种不同类型的材料组合而成的[2]。
近几年，我国航空事业得到了快速发展，人们对飞机中采用的复合材料性能
也提出了更高的要求，而要想使复合材料性能能够满足应用需求，必须提高树脂
性能[3]。
2 检测非金属材料机械性能
2.1 检测非金属材料抵抗断裂能力
采用冲击试验对非金属材料抵抗外界冲击而出现断裂能力的评估。
冲击试验
一共分为简支梁冲击和简支梁冲击两种。
两种方法在应用时的区别在于，前者是
通过垂直方式放置条形样品，固定住样品下半部，摆锤运动平面与样条长度在同
一平面；后者是水平放置简支梁冲击，摆锤运动平面与垂直与样条[4]。
样品可以
是无缺口，或者有缺口的，摆锤冲击会破坏样品，完成冲击后，依据摆锤残留的
预留，对样品被破坏需要的能量进行量测，进而实现对样品能够承受的冲击强度
的明确。
2.2 测量样品弯曲强度与模量
通过对三点式弯曲模型进行试验，在具体试验期间，要通过两个支撑对样品
下规定长度的两端进行支撑，利用速度可控压头，向中心点样品施加相应的压力，通过压力作用，使样品发生弯曲变形。
在该期间，要对样品受力发生的弯曲情况
进行详细记录，进而完成对样品弯曲强度、弯曲模量情况的精准测量。
2.3 测量样品抗拉伸性能
通过拉伸试验可以对飞机中采用的非金属材料的抗拉性能进行检验，通过拉伸，非金属材料会被拉长，发生变形，甚至会断裂。
进行拉伸实验室，夹住标准
试样的两头，通过分离夹具的方式，对待检测样品进行拉伸，在具体试验时，可
以控制分离夹具速度进行控制[5]。
进行拉伸试验时，要对整个拉伸过程中，要对
样品的具体受力情况进行详细记录，而且要在样品上做两个明确的标记，整个试
验直到样品发生断裂为止。
在拉伸试验过程中，样品的变化流程如图1所示。
图1 样品拉伸发生的变化流程
通过对样品进行测定，可以完成对非金属材料样品拉伸强度、拉伸模量、拉
伸断裂强度等各项性能的检测。
3 检测非金属材料的耐热性
3.1 热变形温度
热变形温度主要是对非金属材料的耐热机械性能进行合理评估。
在具体试验
期间采用长方体样条，在样品长度规定范围内，采用支撑头完成对样品的支撑，
在支撑中心部，利用压头向样品时间规定负荷，在该期间，对样品进行加热，使
其温不断升高，样品受热后，其将会被软化，从而发生变形。
从样品受热变形的
具体情况来看，随着温度的不断升高，样品软化程度将会不断变大，而变形扰度
也会变大，如果温度使样品材料了发生了变形，这一温度值也就是试验条件下，
材料的变形温度。
3.2 维卡软化温度
该温度指的是将热塑性材料放入到液体传热介质中，在一定的等速升温和一
定负荷条件，检测试样被1mm2的压头针压入1mm时的温度。
维卡软化温度是
评价非金属材料在具体应用期间，材料的耐热性能对标准。
3.3 球压试验
飞机中采用的聚合物材料受热会被软化，这会对材料的机械性能、电绝缘性能，以及其他性能造成直接影响，这会导致产品在应用期间存在较为严重的安全
隐患。
压球试验是飞机零件的非金属材料的具体耐热试验，对飞机中零件的固体
绝缘材料在具体应用期间的耐热性进行评估。
具体试验期间，采用19.8N-20.2N
的负荷，利用直径为5.0mm的钢球压在一个面积不小于3.0mm2的平面样品，在
具体试验过程中，要让样品在试验温度内持续60min，当温度降低，冷却后，对
压痕尺寸进行测量。
完成上述试验后，通过压痕尺寸，对样品在试验温度下，对
耐热软化情况进行明确，压痕尺寸在2.0mm以内，则表面样品的性能可以满足应用需求。
除了以上内容之外，还要对飞机中采用的非金属材料的阻燃性能、加工成型
性能、耐老化性能等多个方面的检测，确保最终采用的非金属材料的性能可以满
足飞机的应用需求。
4结语：
现代飞机制造过程中采用了大量的非金属材料，在对非金属材料进行应用前，要对采用的非金属材料的具体性能进行检测。
在实际检测期间，要确保最终检测
结果的合理性，保证应用在飞机上非金属材料作用能够得到合理发挥，提高飞机
性能。
参考文献：
[1]陈金伟,杨铃,吴丽旋,等.新型高分子材料透明制品内应力分布检测装置的研制[J].工程塑料应用,2020,48(06):113-117.
[2]包福军.浅谈非金属材料的球压试验及其不确定度的评定[J].中国检验检
测,2020,28(03):40-41.
[3]牛奕,甘玲童,马云.基于红外无损检测的非金属材料粘贴缺陷识别[J].红外技
术,2020,42(04):393-398.
[4]王建强,周苏枫,马君峰，等.飞机典型金属材料振动疲劳历程中模态阻尼比获取方法研究[J].实验力学,2018,33(02):318-324.
[5]魏晓娟.PEEK代替金属材料应用在飞机舱门配件中[J].现代塑料加工应
用,2016,28(01):37.。