學(xué)習(xí)成果達(dá)成要求能對(duì)主要非金屬工程材料（高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料）根據(jù)組成、性能特點(diǎn)等進(jìn)行分類(lèi)。能根據(jù)非金屬工程材料性能指標(biāo)針對(duì)具體工程領(lǐng)域進(jìn)行合理選材。高分子材料塑料橡膠陶瓷材料復(fù)合材料非金屬工程材料PART1高分子材料高分子材料的組成高分子化合物的組成和分類(lèi)高分子材料的性能特點(diǎn)常用高分子材料9.1.1高分子材料的組成高分子材料：是指以高分子化合物為主要組成部分的材料。高分子化合物：是指相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物，常稱(chēng)為聚合物或高聚物。1.基本概念分類(lèi)低分子物質(zhì)高分子物質(zhì)名稱(chēng)水石英鐵乙烯單糖天然高分子人工合成高分子H2OSiO2FeCH2CH2C6H12O6橡膠淀粉聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯腈相對(duì)分子質(zhì)量186056(相對(duì)原子質(zhì)量)281804萬(wàn)~40萬(wàn)>20萬(wàn)從數(shù)萬(wàn)至百萬(wàn)2萬(wàn)~16萬(wàn)6萬(wàn)~50萬(wàn)9.1.2高分子化合物的組成和分類(lèi)高分子化合物（聚合物或高聚物）是由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接（形成大分子鏈）而成。1.高分子化合物的組成聚乙烯polyethylene9.1.2高分子化合物的組成和分類(lèi)2.高分子化合物的分類(lèi)9.1.3高分子材料的性能特點(diǎn)較高的強(qiáng)度良好的塑性較強(qiáng)的耐腐蝕性能很好的絕緣性重量輕易改性易加工等9.1.4常用高分子材料1.塑料——塑料的組成塑料的主要成分是合成樹(shù)脂，約占塑料總體重量的40~100%樹(shù)脂填料增塑劑其它填料：改善性能、降低成本如：石棉——耐熱石墨——減磨增塑劑：增加樹(shù)脂塑性和柔韌性如：聚氯乙烯+不同增塑劑軟人革、泡沫塑料其它：固化劑穩(wěn)定劑著色劑阻燃劑等9.1.4常用高分子材料1.塑料——塑料的分類(lèi)按熱性質(zhì)分熱塑性塑料：在一定的溫度條件下，塑料能軟化或熔融成任意形狀，冷卻后形狀不變熱固性塑料：利用第一次加熱時(shí)的塑化流動(dòng)，在壓力下充滿型腔，進(jìn)而固化成確定尺寸和形狀的制品按功能分通用塑料工程塑料耐高溫塑料特殊用途塑料9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途聚烯烴類(lèi)塑料聚乙烯(PE)

聚氯乙烯(PVC)

聚苯乙烯(PS)

聚丙烯(PP)

9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途ABS：由丙烯腈（23%-41%）、丁二烯（10%-30%）和苯乙烯（29%-60%）三種組元共聚而成的9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途聚酰胺(PA)

：俗稱(chēng)通常稱(chēng)為尼龍，在聚合物大分子鏈中，含有酰胺基團(tuán)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物的總稱(chēng)。9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途聚甲醛(POM)

：聚甲醛是一種沒(méi)有側(cè)基、高密度、高結(jié)晶的線型聚合物，外觀為半透明或不透明粉料9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途聚碳酸酯(PC)

：分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，是一種新型熱塑性塑料9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途有機(jī)玻璃(PMMA)

：化學(xué)名稱(chēng)為聚甲基丙烯酸甲酯，是一種開(kāi)發(fā)較早的重要熱塑性塑料9.1.4常用高分子材料1.塑料——工程塑料的性能特點(diǎn)和用途聚四氟乙烯(PTFE)

：聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物，為含氟塑料的一種9.1.4常用高分子材料2.橡膠生膠按原料來(lái)源可分為天然橡膠和合成橡膠。一般將未經(jīng)硫化的天然橡膠和合成橡膠稱(chēng)為生膠。生膠(或純橡膠)

橡膠配合劑AB硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、填充劑、發(fā)泡劑和補(bǔ)強(qiáng)劑等——橡膠的組成

9.1.4常用高分子材料2.橡膠——橡膠的性能特點(diǎn)9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料合成橡膠丁苯橡膠(SBR)：丁苯橡膠是由丁二烯和苯乙烯共聚而成，是合成橡膠中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的通用橡膠9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料順丁橡膠(BR)：順丁橡膠是由丁二烯聚合而成，來(lái)源豐富，成本低，加工性不好,抗撕裂性較差。但是順丁橡膠硫化速度快，因此通常和其他橡膠混合使用。9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料氯丁橡膠(CR)：氯丁橡膠是由氯丁二烯聚合而成，有“萬(wàn)能橡膠”之稱(chēng)9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料丁腈橡(NBR)

：丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈聚合而成，是極性不飽和碳鏈橡膠，具有不飽和橡膠的共性。9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料氟橡膠：氟橡膠它是以碳原子為主鍵，帶有氟原子的聚合物。具有優(yōu)異的耐高溫性能，是橡膠行業(yè)中最好的耐高溫橡膠9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料硅橡膠

：硅橡膠由二甲基硅氧烷與其他有機(jī)硅單體共聚而成。屬于特種橡膠，是橡膠材料中耐低溫性能最好的9.1.4常用高分子材料2.橡膠——常用橡膠材料三元乙丙橡膠(EPDM)

：乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物輕量化——“以塑代鋼”高分子材料在汽車(chē)上的應(yīng)用PART2陶瓷材料陶瓷材料的組成與性能特點(diǎn)陶瓷材料的分類(lèi)9.2.1陶瓷材料的組成與性能特點(diǎn)1.陶瓷材料的組成陶瓷是由金屬元素和非金屬元素的化合物組成，它們的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、Na2O、PbO等氧化物，形成的材料主要有陶瓷、玻璃、水泥及耐火材料等，現(xiàn)在一般將它們統(tǒng)稱(chēng)為傳統(tǒng)陶瓷或普通陶瓷。

原料：天然硅酸鹽(如粘土、長(zhǎng)石和石英等)或人工合成化合物(如氧化物、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物等)粉碎配置制坯成形燒結(jié)9.2.1陶瓷材料的組成與性能特點(diǎn)2.陶瓷材料的性能硬而脆耐高溫耐腐蝕絕緣性好9.2.2陶瓷材料的分類(lèi)化學(xué)成分01020304氧化物陶瓷Al2O3、SiO2、ZrO2、BeO、CaO及莫來(lái)石和尖晶石等碳化物陶瓷SiC、WC、B4C、TiC等

氮化物陶瓷氮化硅陶瓷(Si3N4)、氮化鈦陶瓷(TiN)、氮化硼陶瓷(BN)、氮化鋁陶瓷(AlN)其他化合物陶瓷硼化物陶瓷硫族化合物陶瓷9.2.2陶瓷材料的分類(lèi)共完成完成性能用途

結(jié)構(gòu)陶瓷

功能陶瓷

納米陶瓷陶瓷基復(fù)合材料PART3復(fù)合材料復(fù)臺(tái)材料的分類(lèi)復(fù)合材料的性能特點(diǎn)常用復(fù)合材料及應(yīng)用復(fù)合材料占總重量的一半9.3.1復(fù)合材料的分類(lèi)9.3.2復(fù)合材料的性能特點(diǎn)ABDC碳纖維-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的比強(qiáng)度比鋼高7倍，比模量比鋼高3倍。比強(qiáng)度和比模量高抗疲勞性能和抗斷裂性能好碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料疲勞極限可達(dá)抗拉強(qiáng)度的70％~80％，而一般金屬材料的疲勞強(qiáng)度極限為其抗拉強(qiáng)度的40％~50％。高溫性能優(yōu)越減摩、耐磨、減振性能良好SiC纖維、Al2O3纖維陶瓷復(fù)合材料在1200~1400℃范圍內(nèi)可保持很高的強(qiáng)度；碳纖維復(fù)合材料可在非氮化環(huán)境下在2400~2800℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用碳纖維增強(qiáng)高分子材料的摩擦因數(shù)比高分子材料本身低得多，在熱塑性塑料中添加少量短切纖維可以大大提高其減摩和耐磨性能。9.3.3常用復(fù)合材料及應(yīng)用復(fù)合材料玻璃鋼

碳纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料硼纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料金屬陶瓷碳基復(fù)合材料9.3.3常用復(fù)合材料及應(yīng)用9.3.3常用復(fù)合材料及應(yīng)用碳纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料碳纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料也稱(chēng)為碳纖維增強(qiáng)塑料。它最常用的合成樹(shù)脂基體主要有熱固性的酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂和熱塑性的聚四氟乙烯等。9.3.3常用復(fù)合材料及應(yīng)用硼纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料硼纖維-樹(shù)脂復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度都很高(優(yōu)于鋁合金、鈦合金)，且蠕變小、硬度和彈性模量高，疲勞強(qiáng)度很高，耐輻射及導(dǎo)熱性能極好。9.3.3常用復(fù)合材料及應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料9.3