水工藝設(shè)備基礎(chǔ)

2011.9付uying8899@163.com給水排水工程專業(yè)基礎(chǔ)課程土木建筑學(xué)院緒論課程的誕生課程設(shè)置背景課程的性質(zhì)與任務(wù)課程涉及的知識點課程教學(xué)基本要求教材建設(shè)課程的教學(xué)安排八.

參考資料內(nèi)容:

第一篇基礎(chǔ)知識第1章水工藝設(shè)備常用材料

主要內(nèi)容：1.1金屬材料1.2無機非金屬材料1.3高分子材料1.4復(fù)合材料重點與難點水工藝設(shè)備常用材料的種類、基本性能與特點；如何根據(jù)材料的性能、特點和水工藝設(shè)備要求，確定不同材料的適用條件和范圍。

§1.1金屬材料鋼碳鋼:

合金鋼(不銹鋼)：1.1.1

金屬材料的分類

碳鋼、鑄鐵、合金鋼、不銹鋼、有色金屬?！?.1金屬材料1、鋼的分類（化學(xué)成分、質(zhì)量、用途）（1）按化學(xué)成分分類

§1.1金屬材料（2）按質(zhì)量分類按鋼中硫（S）和磷（P）的含量可分為：普通鋼

優(yōu)質(zhì)鋼

高級優(yōu)質(zhì)鋼§1.1金屬材料（3）按用途分類結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼§1.1金屬材料料2、鋼的編編號編號要求求：1、用簡明明符號將將鋼中所含元素素的百分?jǐn)?shù)表示出來來。2、通過編編號說明明鋼的性能能特征。編號分類類：1、字母和數(shù)數(shù)字（中中國、德德國、日日本等））2、數(shù)字（（美國））（1）普通碳碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼（2）優(yōu)質(zhì)碳碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼（3）碳素工工具鋼（4）合金結(jié)結(jié)構(gòu)鋼（5）合金工工具鋼§1.1金屬材料料1.1.2金屬材料料的基本本性能物理性能能機械性能能化學(xué)性能能工藝性能能化學(xué)成分分§1.1金屬材料料水工藝與與工程中中容器和和設(shè)備主主要零部部件的制制造工藝藝過程主主要包括括：焊接鍛造切削沖壓彎曲曲熱處理（1）可焊性（2）可鍛性性（3）切削加加工性（4）成型工工藝性（5）熱處理理性能§1.2無機非金金屬材料料1.2.1陶瓷材料料分類(1)傳統(tǒng)陶瓷瓷：以粘粘土為主主要原料料：工業(yè)業(yè)、日用用。(2)玻璃：工工業(yè)玻璃璃，建筑筑玻璃，，日用玻玻璃(3)玻璃陶瓷瓷：光學(xué)學(xué)玻璃陶陶瓷，耐耐熱耐蝕蝕微晶玻玻璃(4)特種陶瓷瓷：氧化化物陶瓷瓷、非氧氧化物陶陶瓷。有有特殊物物理、化化學(xué)、機機械性能能。（耐耐蝕陶瓷瓷、高溫溫陶瓷、、電容器器陶瓷、、壓電陶陶瓷、電電光陶瓷瓷）。(5)金屬陶瓷瓷：粉末末冶金法法生長的的金屬材材料（制制粉、成成形、燒燒結(jié)）硅酸鹽材材料§1.2無機非金金屬材料料陶瓷基本本性能：：（1）機械械性能（（2）物化性性能剛度硬度強度塑性韌性或脆脆性熱膨脹導(dǎo)熱性熱穩(wěn)定性性化學(xué)穩(wěn)定定性導(dǎo)電性§1.2無機非金金屬材料料（1）機械械性能剛度硬度強度塑性韌性或脆脆性§1.2無機非金金屬材料料剛度：由彈性模量量(反映結(jié)合合鍵的強強度)衡量。陶陶瓷剛度度在各類類材料中中最高，，比金屬屬材料高高若干倍倍，比高高聚物高高2~4個數(shù)量級級。硬度：由化學(xué)學(xué)鍵強度度決定。。陶瓷在在各類材材料中硬度最高高-----最大特點點。其硬度度隨溫度度升高而而降低，，但在高高溫下仍仍能保持持較高數(shù)數(shù)值。強度：實際強強度比理理論值低低很多，，其破壞壞作用比比在金屬屬中更大大。1/100-1/20彈性模量量=應(yīng)力/應(yīng)變。彈性模量量是指材材料在外外力作用用下產(chǎn)生生單位彈彈性變形形所需要要的應(yīng)力力。它是是反映材材料抵抗抗彈性變變形能力力的指標(biāo)標(biāo)，相當(dāng)當(dāng)于普通通彈簧中中的剛度度。彈性模模量可可視為為衡量量材料料產(chǎn)生生彈性性變形形難易易程度度的指指標(biāo)，，其值值越大大，使使材料料發(fā)生生一定定彈性性變形形的應(yīng)應(yīng)力也也越大大，即即材料剛剛度越大，，亦即即在一一定應(yīng)應(yīng)力作作用下下，發(fā)發(fā)生彈彈性變變形越越小。?！?.2無機非非金屬屬材料料塑性：在室溫溫下幾幾乎無無塑性性。陶瓷晶晶體開始塑塑性變變形的的溫度度很高高，因因此有有很高高的高高溫強強度。。韌性或脆性：陶瓷瓷受載載時不不發(fā)生生塑性性變形形，在在較低低的應(yīng)應(yīng)力下下就會會斷裂裂，因因此韌性極極低或脆性極極高。脆性是陶瓷瓷的最最大缺缺點，，是阻礙礙其作作為結(jié)結(jié)構(gòu)材材料廣廣泛應(yīng)應(yīng)用的的首要要問題題，是是當(dāng)前前的重重要研研究課課題。?！?.2無機非非金屬屬材料料（2）物化化性能能熱膨脹脹導(dǎo)熱性性熱穩(wěn)定定性化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性性導(dǎo)電性性§1.2無機非非金屬屬材料料熱膨脹脹：溫度升升高時時物質(zhì)質(zhì)原子子振動動振幅幅提高高、原原子間間距增增大所所導(dǎo)致致的體體積長長大現(xiàn)現(xiàn)象。。陶瓷瓷的線線膨脹脹系數(shù)數(shù)比高高聚物物低，，也比比金屬屬低很很多。。導(dǎo)熱性性：陶瓷的的導(dǎo)熱熱性比比金屬屬小，，是較較好的的絕熱材材料。熱穩(wěn)定定性：即抗熱熱振性性，指指在不不同溫溫度范范圍波波動時時的壽壽命，，常用用在水水中急急冷且且不破破裂所所能承承受的的最高高溫度度來表征。陶瓷熱熱穩(wěn)定定性很很低，比金金屬低低很多多。這這是陶陶瓷的的另一一個主主要缺缺點。。§1.2無機非非金屬屬材料料化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性性：陶瓷瓷結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定定。具有很很好的的耐火火性能能或不不可燃燃燒性性，對酸酸、堿堿、鹽鹽等腐腐蝕性性很強強的介介質(zhì)均均有較較強的的抗蝕能能力。導(dǎo)電性性：導(dǎo)電電性變變化范范圍很很寬。。多數(shù)陶陶瓷是是良好好的絕絕緣體體。但不少少陶瓷瓷既是是離子子導(dǎo)體體，又又有一一定的的電子子導(dǎo)電電性，，是重重要的的半導(dǎo)導(dǎo)體材材料(ZnO\NiO\Fe3O4)?！?.3高分子子材料料一、高高分子子化合合物概概念高分子子化合合物：指分子子量很很大的的化合合物。。分子子量大多在在5×103~106之間。。工業(yè)用用高分分子化化合物物：工程上上認(rèn)為為，只只有具具備較較好的強度、彈性和塑性等機械械性能能的高高分子子化合物物才是是工業(yè)業(yè)用高高分子子化合合物。。有機高高分子子天然人造§1.3高分子子材料料高分子子化合合物的的每個個分子子是由由一種種或幾幾種簡簡單的的低分分子化化合物物(單體)連接起起來組組成的的，其其性能能主要要決定定于構(gòu)構(gòu)成高高分子子的單體、鏈節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)、聚合度度等。不要§1.3高分子子材料料二、高分子子化合合物的的合成成是將單單體通通過聚聚合反反應(yīng)聚聚合起起來形形成化化合物物的過過程。。故高高分子子化合合物也也稱為為聚合物物或高聚物物。加聚反反應(yīng)縮聚反反應(yīng)最常見見的聚聚合反反應(yīng)§1.3高分子子材料料加聚反反應(yīng)：：指一種或多多種單體相相互加成而而連接成聚聚合物的反反應(yīng)，無副副產(chǎn)物；均聚反應(yīng)：：只有一種種單體共聚反應(yīng)：兩種或兩種種以上單體體如聚乙烯、、聚丙烯、、聚氯乙烯烯、聚苯乙乙烯和合成成橡膠等。。縮聚反應(yīng)：：指一種或多多種單體相相互混合而而連接成聚聚合物，同同時析出（（縮去）其其它低分子子物質(zhì)（如如水、氨、、醇、鹵化化氫等）的的反應(yīng)。均縮聚：只只有一種單單體共縮聚：兩兩種或兩種種以上單體體如滌綸、尼尼龍、聚碳碳酸酯、聚聚氨酯、環(huán)環(huán)氧樹脂、、酚醛樹脂脂、聚酯、、有機硅樹樹脂等。80%§1.3高分子材料料三、高分子子材料的分分類和命名名1、分類按來源：天然高分分子、合成成高分子；；按大分子鏈鏈的幾何形狀：線型、支支鏈型、體體型；按大分子鏈鏈的排列特點：無定型和和晶態(tài)兩種種；按極性：極性和非非極性兩種種；按照實際用途：塑料、橡橡膠、纖維維和膠粘劑劑等。大分子主鏈鏈全部由飽和和碳碳鏈鏈或雙鍵鍵不不飽飽和和碳碳鏈鏈組成成（（如如聚聚烯烯烴烴、、聚聚二二烯烯烴烴））-C-C-C-C-C-或-C-C=C-C-大分分子子主主鏈鏈中中除除碳原原子子外外，還還含含有有氧、氮、、硫硫、、磷磷等其其它它原原子子：：-C-C-O-C-，-C-C-N-C-，或或-C-C-S-C-§1.3高分分子子材材料料按照照化化學(xué)學(xué)組組成成（（最本本質(zhì)質(zhì)和和最最重重要要））：①碳鏈鏈有有機機聚聚合合物物：②雜鏈鏈有有機機聚聚合合物物：：彈性性不透透氣氣性性耐火火、、耐耐熱熱性性③元素素有有機機聚聚合合物物:④無機機聚聚合合物物：主鏈鏈主主要要由由硅硅、、鈦鈦、、鋁鋁、、硼硼、、氧氧等等構(gòu)構(gòu)成成，，如如：：-O-Si-O-Si-O-，其其側(cè)側(cè)基基一一般般為為有有機機基基團團（（碳碳鏈鏈））。。主鏈鏈和和側(cè)側(cè)基基均均由由無無機機元元素素或或基基團團構(gòu)構(gòu)成成。。硅酸酸鹽鹽玻玻璃璃、、陶陶瓷瓷、、云云母母、、石石棉棉等等都都屬屬于于無無機機聚聚合合物物。?！?.3高分分子子材材料料2、命命名名①由化化學(xué)學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)命命名名②由由原原料料單單體體命命名名③采采用用商商品品名名稱稱和和代代表表符符號號§1.3高分分子子材材料料四、、高高分分子子材材料料的的性性能能（1）重量量輕輕（2）高彈彈性性（3）滯彈彈性性（4）塑性性與與受受迫迫彈彈性性（5）強度度與與斷斷裂裂（6）韌性性（7）減摩摩、、耐耐磨磨性性（8）絕緣緣性性（9）耐熱熱性性§1.3高分分子子材材料料五、、常常用用塑塑料料高分分子子材材料料主主要要包包括括合成成材材脂脂、合成成橡橡膠膠和合成成纖纖維維三大大類類。。1、塑塑料料組組成成塑料料是是指指以以有有機機合合成成樹樹脂脂為為主主要要組組成成材材料料，，與與其其他他配配料料混混合合，，通通過過加加熱熱、、加加壓壓塑塑造造成成一一定定形形狀狀的的產(chǎn)產(chǎn)品品。。組成成塑塑料料的的物物質(zhì)質(zhì)主主要要包包括括：：①合合成成樹樹脂脂②②填填料料③③固固化化劑劑④增增塑塑劑劑⑤⑤穩(wěn)穩(wěn)定定劑劑⑥⑥潤潤滑滑劑劑⑦著著色色劑劑⑧⑧阻阻燃燃劑劑68%§1.3高分分子子材材料料2、常常用用塑塑料料的的分分類類及及特特性性（1）按照照熱熱性性能能分分：①熱熱塑塑性性塑塑料料：加加熱熱時時軟軟化化，，可可塑塑造造成成形形，，冷冷卻卻后后則則變變硬硬。。線型型聚聚合合物物。該該過過程程可可反反復(fù)復(fù)。。典典型型品品種種有有聚聚乙乙烯烯、、聚聚氯氯乙乙烯烯、、聚聚苯苯乙乙烯烯聚聚酰酰胺胺、、聚聚甲甲醛醛、、聚聚碳碳酸酸酯酯、、聚聚苯苯醚醚、、聚聚礬礬等等。。優(yōu)點點：加加工工成成形形簡簡便便，，具具有有較較高高的的機機械械性性能能；；缺點點：耐耐熱熱性性和和剛剛性性比比較較差差。。②熱固性塑料料：初加熱時軟軟化，可塑造造成形，但固固化之后再加加熱，將不再再軟化，也不不溶于溶劑。。體型聚合物。典型品種有有酚醛、環(huán)氧、氨基基、不飽和聚聚酯、以及由由聚鄰苯二甲甲酸二丙烯樹樹脂制成的塑塑料等。優(yōu)點：耐熱性高，，受壓不易變變形等；缺點：機械性能不不好，但可加加入填料，制制