1、工程材料及耐蝕性,非金屬材料,非金屬材料的種類,有機(jī)非金屬材料 塑料、樹脂、橡膠、涂料、復(fù)合材料等 無機(jī)非金屬材料 玻璃、石墨、搪瓷、陶瓷、水泥等,非金屬材料的腐蝕,非金屬材料和介質(zhì)環(huán)境相互作用產(chǎn)生的變質(zhì)和破壞稱為非金屬的腐蝕，與金屬材料相比，其腐蝕行為更呈多樣性，且缺乏規(guī)律性。金屬腐蝕一般多在金屬表面上開始發(fā)生，逐漸向深處發(fā)展，而非金屬腐蝕破壞多從內(nèi)部形成。,非金屬材料的腐蝕類型,按宏觀腐蝕形態(tài)分類 輕度腐蝕形態(tài) 中度腐蝕形態(tài) 破壞性腐蝕形態(tài) 按腐蝕機(jī)理分類 物理腐蝕 化學(xué)腐蝕 大氣老化 環(huán)境應(yīng)力開裂,非金屬材料的物理腐蝕,物理腐蝕是非金屬材料使用中最常見的腐蝕破壞形態(tài)，其形成的主要原因是環(huán)

2、境介質(zhì)的滲透擴(kuò)散及應(yīng)力（包括材料成型時形成的殘余應(yīng)力，環(huán)境溫度引發(fā)的熱應(yīng)力，結(jié)晶型介質(zhì)及滲入介質(zhì)因熱脹冷縮形成的膨脹應(yīng)力）聯(lián)合作用。,介質(zhì)的滲透和擴(kuò)散,在非金屬材料的腐蝕過程中，介質(zhì)的滲透與擴(kuò)散起著重要的支配作用，而導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因有：大分子結(jié)構(gòu)及其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、非金屬材料的組成與成份、環(huán)境溫度和熱應(yīng)力、材料成型時的孔隙率和孔徑分布。,溶脹和溶解,產(chǎn)生的原因 無論是非晶態(tài)高聚物還是結(jié)晶態(tài)高聚物，發(fā)生溶脹時，都是從非晶區(qū)開始而逐步進(jìn)入晶區(qū)的，溶劑滲透到高分子材料內(nèi)部后，使之溶脹和溶解。 判斷原則 通常情況下，可采用極性相似原則或溶解度參數(shù)相近原則來判斷高分子材料耐溶劑性。,非金屬材料物理腐蝕

3、機(jī)制,有機(jī)非金屬材料 有機(jī)非金屬材料的物理腐蝕主要表現(xiàn)形式為溶脹和溶解，以及介質(zhì)對有機(jī)介質(zhì)滲透破壞作用。主要與介質(zhì)向材料基體擴(kuò)散、滲透有關(guān)。 無機(jī)非金屬材料 無機(jī)非金屬材料的滲透性腐蝕主要表現(xiàn)在硅酸鹽水泥類材料中。其腐蝕形態(tài)以溶出腐蝕及膨脹破碎腐蝕為主。,非金屬材料的化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕也是非金屬材料使用中最常見的腐蝕破壞形態(tài)，其形成的主要原因是環(huán)境介質(zhì)、溫度、熱應(yīng)力等的作用下非金屬材料發(fā)生降解、分解、老化等化學(xué)破壞。,有機(jī)非金屬材料的化學(xué)腐蝕,氧化反應(yīng) 水解和降解作用 取代基反應(yīng) 交聯(lián)反應(yīng),氧化反應(yīng),高分子材料（如天然橡膠和聚烯烴高聚物等），在輻射或紫外光等外界因素作用下，能發(fā)生高分子氧化反應(yīng)

4、；氧化性介質(zhì)（如濃HNO3、濃H2SO4等），也會使高聚物分子發(fā)生氧化。其原因是在這些高聚物大分子鏈上存在有鍵能較低的與叔碳原子相連的或與雙鍵位碳原子相連的CH鍵。在氧化過程中，生成的過氧化物分解會導(dǎo)致大分子降解、交聯(lián)、和鏈的增長，氧自由基可導(dǎo)致降解，形成酮基醛基，也可使不飽和化合物交聯(lián)。一般來講，具有雜鏈的高聚物比只有碳連的高聚物抗氧化性能好。,水解作用,雜鏈高聚物因其含有氧、氮、硅等雜原子，在碳原子與雜原子之間構(gòu)成極性鍵，如醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、硅氧鍵等。水與這類鍵發(fā)生作用而導(dǎo)致高聚物發(fā)生降解的過程被稱為高聚物的水解。,降解作用,含有極性基因的其它腐蝕性介質(zhì)，如有機(jī)酸、有機(jī)胺、醇和酯等都能使

5、相對應(yīng)的高聚物發(fā)生降解，稱為酸解、醇解、酚解、胺解。對于一些分子鏈上大多不含易水解基因的高聚物來說，如聚烯烴及其衍生物等，就不易發(fā)生水解反應(yīng)，且耐酸、耐堿性好。,取代基反應(yīng),在飽和碳碳鏈高聚物中，雖然不容易存在像氧化反應(yīng)中的雙鍵或三鍵等基因斷裂降解，但是在特定情況下、碳碳鏈的碳原子也可以被其它原子所取代，而發(fā)生取代基反應(yīng)。通過情況下發(fā)生鹵代取代反應(yīng)的機(jī)會比較多。另外有些高聚物在濃H2SO4、HNO3的作用下，可以發(fā)生磺化和硝化的取代反應(yīng)。,交聯(lián)反應(yīng),有些高聚物在使用過程中，受日光或環(huán)境作用，相鄰鏈間會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而使材料硬化變脆。,無機(jī)非金屬的化學(xué)腐蝕,常見的耐蝕硅酸鹽材料，主要是由硅、氧原子

6、組成，常以硅酸鹽和硅石（SiO2）存在。而分解型腐蝕通常發(fā)生在硅酸鹽硬化水泥石中，通過離子交換反應(yīng)，硬化水泥石可受到如下三種形式的分解型腐蝕。 （1）形成可溶性鈣鹽 （2）形成不溶性鈣鹽 （3）鎂鹽侵蝕,非金屬材料環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂,開裂機(jī)理 分類 影響因素,開裂機(jī)理,主要理論： 表面能（S）降低理論 附著功（W）理論、 自由能變化值（G）理論 理論局限性 自由能變化值理論是最具有說服力,環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂分類,環(huán)境應(yīng)力腐蝕開裂 溶劑開裂 氧化應(yīng)力開裂,影響因素,非金屬材料的性質(zhì) 非金屬材料受應(yīng)力的大小、方向 環(huán)境介質(zhì)組成與成份,復(fù)合材料的腐蝕,腐蝕原理 腐蝕影響因素 防腐蝕對策,腐蝕原理,影響復(fù)

7、合材料耐腐蝕性能的主要因素是樹脂基體，玻璃纖維基材及二者間界面。當(dāng)環(huán)境介質(zhì)分子經(jīng)樹脂基體滲透擴(kuò)散到玻璃纖維后，將激發(fā)復(fù)合材料基體內(nèi)力一起對玻璃纖維及樹脂與玻璃纖維界面形成腐蝕破壞，導(dǎo)致玻璃纖維失強(qiáng)及界面粘結(jié)強(qiáng)度下降。由于界面粘結(jié)不充分，滲入的介質(zhì)在界面間空隙處產(chǎn)生滲透壓 ，協(xié)同殘余應(yīng)力一起破壞界面，并由于毛細(xì)現(xiàn)象使介質(zhì)分子沿毛細(xì)管迅速滲入界面空隙區(qū)。循環(huán)往復(fù)，最終導(dǎo)致復(fù)合材料分層、脫粘、鼓泡、開裂，同時環(huán)境溫度及其熱應(yīng)力可加速該過程。,影響因素,拉伸應(yīng)力 環(huán)境介質(zhì) 材料（樹脂基材、增強(qiáng)體） 樹脂基材與增強(qiáng)體之間的界面結(jié)構(gòu),防腐蝕對策,1) 選擇合適的偶聯(lián)劑材料 2）進(jìn)行合理復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3

8、）進(jìn)行鱗片襯里處理,耐腐蝕高分子材料,常用樹脂 環(huán)氧樹脂 不飽和聚酯 呋喃樹脂 復(fù)合樹脂,酚醛樹脂,制備與合成 種類 固化與固化劑 結(jié)構(gòu)與耐蝕性 應(yīng)用,制備與合成,酚醛樹脂是以酚類和醛類化合物為原料，在催化劑存在下縮合得到的一類樹脂統(tǒng)稱。通常采用的以苯酚和甲醛為原料而制得的酚醛樹脂。,種類,熱塑性酚醛樹脂 在酸性催化劑作用下，苯酚過量而生成的縮聚物 熱固性酚醛樹脂 在堿性催化劑作用下，甲醛用量增多而生成的。 腐蝕與防護(hù)用的屬于熱固性樹脂,固化與固化劑,苯磺酰氯 硫酸乙酯,結(jié)構(gòu)與耐蝕性,酚醛樹脂中仍然存在著酚羥，它是一種弱酸性的基因，能與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性的酚鈉，所以酚醛樹脂不耐堿性介質(zhì)

9、。 由于酚醛樹脂是網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，其分子鏈?zhǔn)怯蒀C鍵構(gòu)成，因此對于各種化學(xué)介質(zhì)的作用較為穩(wěn)定 酚醛樹脂是僅含一個碳原子的亞甲基把剛性苯環(huán)聯(lián)接而構(gòu)成的，并且含有大量的極性羥基。因此鏈帶的旋轉(zhuǎn)很困難，分子的柔順性很差，剛性大，故酚醛樹脂顯得硬而脆。,結(jié)構(gòu)與耐蝕性,酚醛樹脂呈體型結(jié)構(gòu)，所以耐熱性較好，它的馬丁耐熱度，即在空氣中的熱變形溫度，約為120左右。但是，熱變形溫度非它的最高使用溫度，酚醛樹脂的最高使用溫度，根據(jù)不同的使用方式，不同的腐蝕介質(zhì)而定。 酚醛樹脂在固化過程中的揮發(fā)物和水分逸出，會影響其強(qiáng)度和抗?jié)B性，增加氣孔率,工程應(yīng)用,電工 玻璃鋼,環(huán)氧樹脂,合成與制備 種類 固化劑 結(jié)構(gòu)與性能 工

10、程應(yīng)用,合成與制備,環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基因的一類有機(jī)高分子化合物。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于鏈的末端或中間，由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成不溶與不熔的具有三維結(jié)構(gòu)的體型高聚物。,種類,環(huán)氧樹脂品種很多，但工業(yè)上產(chǎn)量最大的環(huán)氧樹脂品種是縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂，而其中以二酚基丙烷（簡稱雙酚A）與環(huán)氧丙烷縮聚而成的二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂（簡稱雙酚A型環(huán)氧樹脂）為主要產(chǎn)品。,固化劑,胺類固化劑 酸酐類固化劑 含有活性基團(tuán)的合成樹脂,結(jié)構(gòu)與性能,由于環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有一些特殊的基因，因此環(huán)氧樹脂

11、具有很強(qiáng)的粘合力。它能夠粘結(jié)金屬、非金屬多種材料。 環(huán)氧樹脂的分子鏈?zhǔn)翘家惶兼I和醚構(gòu)成的，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，能耐稀酸、堿和某些溶劑。 固化后的環(huán)氧樹脂具有較高的抗彎強(qiáng)度，而不像酚醛樹脂那么脆。環(huán)氧樹脂的固化是一個直接加成反應(yīng)，反應(yīng)沒有副產(chǎn)物生成，故而其收縮小，熱膨脹系數(shù)小，一般適用于制造澆鑄制品和玻璃制品。 環(huán)氧樹脂空氣中的馬丁熱度在105130左右，但是在濃度較高的酸或堿介質(zhì)中使用時，其使用溫度大大降低。,工程應(yīng)用,涂料 玻璃鋼 其他,不飽和聚酯,合成與制備 固化與助劑 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,合成與制備,不飽和聚酯是聚酯樹脂的一類，通常用于玻璃鋼的。通過酯化反應(yīng)可以用二元酸與二元醇或三元醇的酯

12、化反應(yīng)來制備生成不飽和聚酯。,固化與助劑,自身固化 不飽和聚的分子結(jié)構(gòu)中還含有不飽和雙鍵，它可以在引發(fā)劑存在下與其它不飽和化合物反應(yīng)，交聯(lián)固化成體型結(jié)構(gòu)。也可以通過自身所含雙鍵交聯(lián)固化。 助劑交聯(lián)固化 在交聯(lián)固化過程中，除了需要交聯(lián)外，還需要引發(fā)劑、促進(jìn)劑、阻聚劑、觸變劑等，來共同完成不飽和聚酯的固化。,結(jié)構(gòu)與性能,不飽和聚酯樹脂不耐氧化性介質(zhì)，在氧化性介質(zhì)中，樹脂極易老化，特別是溫度升高，老化過程會加速，因而不耐蝕。在聚酯樹脂分子鏈中含有大量的酯鍵，在堿和熱酸條件下，能發(fā)生水解，而耐堿及耐溶劑性能較差。,工程應(yīng)用,涂料 玻璃鋼 其他,呋喃樹脂,種類 固化與改性 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,種類,定

13、義 分子結(jié)構(gòu)中含有呋喃樹脂環(huán)的樹脂 種類 糠醇樹脂 糠醛丙酮樹脂和 糠醛丙酮樹脂,固化與改性,固化劑 酚醛樹脂的固化劑可以作為呋喃樹脂用固化劑，如苯磺酰氯、硫酸乙酯等 改性 可以用增塑劑來降低呋喃樹脂的脆性,結(jié)構(gòu)與性能,固化了的呋喃樹脂具有良好的耐酸、耐堿性能，可在酸、堿交替的介質(zhì)中使用。由于呋喃樹脂分子中還有部分雙鍵存在，易被氧化，故不耐強(qiáng)氧化性介質(zhì)。 固化后的呋喃樹脂具有非常好的緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得它具有比較好的耐溶劑性能及耐溫性能。但是呋喃樹脂因交聯(lián)度高而缺乏柔韌性，在外力作用下，樹脂容易碎裂。,工程應(yīng)用,膠泥 高溫場合使用,復(fù)合樹脂,復(fù)合的目的與意義 種類 合成與制備 固化與固化劑 結(jié)構(gòu)

14、與性能 工程應(yīng)用,復(fù)合的目的與意義,為了克服單一樹脂的缺陷，發(fā)展了復(fù)合樹脂，復(fù)合樹脂是兩種或兩種以上單一樹脂經(jīng)過簡單復(fù)合或改性而成的，復(fù)合樹脂的各種性能與原來樹脂的性能大不相同，可以達(dá)到互相取長補(bǔ)短的目的 。,種類,常見的復(fù)合樹脂有： 1）甲基丙烯酸（或丙烯酸）環(huán)氧樹脂 2）雙酚A型聚酯樹脂,工程應(yīng)用,涂料 膠泥 浸漬劑及玻璃鋼,常用塑料,定義與概述 一般性能 種類 工程應(yīng)用,定義與概述,塑料是以合成的或天然的樹脂作為主要成分，加上其它各種添加劑，在一定條件下加工成型的。,一般性能,性能影響因素： 1）主體成分聚合物樹脂的性質(zhì) 2）聚合物的分子量大小，分布以及空間構(gòu)型 3）某些成分輔料 性能優(yōu)

15、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：如密度小、比強(qiáng)度大、耐腐蝕性好和易加工等 缺點(diǎn)：如不耐高溫、強(qiáng)度差易變形、熱膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱差、易老化等,種類,按照應(yīng)用領(lǐng)域分： 通用塑料 工程塑料 特種塑料 按成型工藝性能分： 熱固性塑料：一般是由縮聚類樹脂組成 熱塑性塑料：一般是由聚合類樹脂組成,工程應(yīng)用,型材 塑料既可以作為結(jié)構(gòu)材料，也可作耐蝕襯里材料和絕緣材料。 制品 塑料既可以制成型材，也可以制成制品和日常品。,聚氯乙烯,合成與制備 種類 結(jié)構(gòu)與性能 應(yīng)用,合成與制備,聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯單體聚合而成。懸浮聚合兩乳液聚合是工業(yè)上常用的生產(chǎn)制備方法。聚氯乙烯塑料屬于熱塑料，是以聚氯乙烯為主要成分，加入輔助添加劑，經(jīng)過捏合

16、、混煉和加工成型等制得。,種類,根據(jù)增塑劑加入量的不同，聚氯乙烯塑料分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩類： 硬質(zhì)：在100份樹脂中加入3070份增塑劑 軟質(zhì)：在100份樹脂中加入5份以下增塑劑,結(jié)構(gòu)與性能,具有一定的機(jī)械強(qiáng)度 焊接和成型性能良好 良好的耐腐蝕性能,工程應(yīng)用,應(yīng)用領(lǐng)域： 化工、石油、制藥、染料等工業(yè) 使用類型： 硬聚氯乙烯塑料：常用來作為型材來使用 軟聚氯乙烯塑料：因機(jī)械強(qiáng)度低，常用作設(shè)備襯里,聚乙烯,合成與制備 種類 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,合成與制備,聚乙烯是乙烯的高分子聚合物,種類,根據(jù)聚合工藝條件： 高壓聚乙烯 中壓聚乙烯 低壓聚乙烯 根據(jù)分子結(jié)構(gòu)： 低密度聚乙烯：高壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)中含有

17、較多支鏈，結(jié)晶度較小，密度低，故稱為低密度聚乙烯。 高密度聚乙烯：低壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)中含有支鏈少，結(jié)晶度高，密度大，故又稱為高密度聚乙烯。,結(jié)構(gòu)與性能,物理機(jī)械性能 由于聚乙烯是結(jié)晶性聚合物，聚乙烯的物理機(jī)械性能主要受結(jié)晶度大小的影響，此外，聚乙烯的分子量以及分子量分布也有一定的作用。超高分子量的高密度聚乙烯具有較高的沖擊強(qiáng)度和長期耐疲勞性能，并且有優(yōu)異的抗摩擦性和自潤滑性 化學(xué)與耐蝕性能 聚乙烯的耐腐蝕性能和硬聚氯乙烯差不多。 無機(jī)介質(zhì)：常溫下能耐一般的酸、堿、鹽腐蝕有機(jī)介質(zhì)：在耐化學(xué)介質(zhì)和溶劑的性能方面， 高密度聚乙烯比低密度聚乙烯好些。,工程應(yīng)用,是一種優(yōu)良的工程塑料。,聚丙烯,合成與

18、制備 種類 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,合成與制備,聚丙烯是丙烯單體聚合的高聚物。以聚丙烯為主體的塑料稱為聚丙烯塑料。,種類,立體規(guī)整性 等規(guī)聚丙烯 間規(guī)聚丙烯 無規(guī)聚丙烯。 改性成分來分 多種改性產(chǎn)品。,結(jié)構(gòu)與性能,機(jī)械物理性能 優(yōu)點(diǎn)：軟化點(diǎn)高，耐熱性好，拉伸強(qiáng)度與剛性都好，硬度大，耐磨性好，耐應(yīng)力開裂很出色，電絕緣性好。 缺點(diǎn)：是低溫沖擊強(qiáng)度差，易脆化；耐候性差，靜電性高，線脹系數(shù)大。 化學(xué)與耐蝕性能 優(yōu)點(diǎn)：具有很好的耐蝕性能，并且耐溶劑性也優(yōu)于硬 缺點(diǎn)：聚丙烯分子中的叔碳原子容易被氧化，因此，不耐強(qiáng)氧化性介質(zhì)的腐蝕。,工程應(yīng)用,成型方式 聚丙烯可以用于注射、擠壓、模壓、襯里等方法加工制品 應(yīng)用

19、對象 廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，在化工中常用作管道、反應(yīng)槽、襯里等,氟塑料,合成與制備 種類 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,合成與制備,含有氟原子的塑料總稱氟塑料 。,種類,聚四氟乙烯 聚全氟乙烯 聚偏二氟乙烯 聚三氟乙烯,結(jié)構(gòu)與性能,由于氟塑料分子結(jié)構(gòu)中存在著氟原子，使聚合物具有極為優(yōu)良的耐腐蝕性、耐熱性、電性能和自潤滑性等。,工程應(yīng)用,村里 自潤滑材料 密封材料 耐蝕材料,酚醛塑料,合成與制備 種類 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,合成與制備,酚醛塑料是以酚醛樹脂為基材，加入其他添加劑制成的熱固性塑料。,種類,酚醛塑料 改性酚醛塑料，如環(huán)氧改性等,結(jié)構(gòu)與性能,物理機(jī)械性能 酚醛塑料制品在常溫下具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，

20、承載時變形較小，耐熱性好、一般可在150以下長期使用，有較高的機(jī)械強(qiáng)度，有較好的電絕緣性。 化學(xué)與耐蝕性能 耐腐蝕性能好,工程應(yīng)用,酚醛塑料可用于制作： 電器及其零部件 耐磨件 防腐蝕用的各種器件,耐高溫聚合物塑料,定義和種類 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,定義和種類,定義 耐高溫聚合物塑料是指在空氣中于200以上溫度下有一定使用壽命的高分子材料。 種類 主要品種有聚苯硫醚塑料、有機(jī)硅、聚苯烴、聚苯酯、聚二苯醚、聚酰亞胺等。,結(jié)構(gòu)與性能,高的熱穩(wěn)定性 優(yōu)良的耐蝕性,工程應(yīng)用,使用對象： 主要用于制造耐熱塑料、復(fù)合材料、薄膜、纖維、粘結(jié)劑和涂層等。 使用成本： 雖然這類塑料具有優(yōu)良的耐高溫性能和耐蝕性能

21、，但是其價(jià)格一般偏高。,塑料合金,定義與種類 制備方法 結(jié)構(gòu)與性能 工程應(yīng)用,定義與種類,定義： 把兩種或兩種以上塑料共混后，形成表觀均勻的多組分體系，表現(xiàn)出比單塑料更優(yōu)越的性能的新型塑料，稱為塑料合金。 種類 主要品種有聚氯乙烯（PVC）共混聚合物、聚乙烯（PE）共混聚合物和聚丙烯（PP）共混聚合物幾類 。,制備方法,物理方法： 把兩種以上塑料聚合物熔融混煉法 把兩種以上塑料聚合物乳液混合后共凝集法 化學(xué)方法： 接枝聚合法 嵌段聚合法 互貫網(wǎng)絡(luò)聚合法,結(jié)構(gòu)與性能,合金組分與狀態(tài) 塑料合金的性能在很大程度上受共混組分分散狀態(tài)的支配，而分散狀態(tài)又受各組分溶解度參數(shù)影響，若兩組分溶解參數(shù)相差0.5

22、以下就可以相溶。 共混及其作用 改善加工性能和物理機(jī)械性能，賦予新的功能以降低成本等。,橡膠,概述 分類 橡膠制品類型 物理機(jī)械性能 化學(xué)性能 主要用途,概述,橡膠是一種有機(jī)高分子材料，在很寬的溫度范圍內(nèi)具有高彈性，在較小的應(yīng)力作用下就能產(chǎn)生較大的彈性變形（2001000）的物質(zhì)。,分類,按照原料來源， 天然橡膠：目前用于設(shè)備襯里的橡膠主要是天然橡膠 合成橡膠 按照使用性能和環(huán)境 通用橡膠：主要作為工業(yè)制品和日用雜品 特種橡膠：用于特殊環(huán)境使用的制品,橡膠制品類型,橡膠類型 到目前為止，開發(fā)合成橡膠出了170多個品種。常用的橡膠有：天然橡膠、氯化橡膠、氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈

23、橡膠等。 橡膠制品的規(guī)格和種類 主要有橡膠板材、膠管和膠帶幾大類,物理機(jī)械性能,橡膠的應(yīng)用主要取決于其力學(xué)物理性能： 橡膠具有較高的彈性、耐低溫性能和耐磨性能 導(dǎo)熱性能較差 良好的絕緣性能，因?yàn)橄鹉z大多為非極性分子。,化學(xué)性能,橡膠耐化學(xué)腐蝕性很好，除了強(qiáng)氧化性介質(zhì)、有機(jī)溶劑、油脂等介質(zhì)外，對大多數(shù)介質(zhì)都是耐蝕的。 具有耐磨蝕、防空蝕 有優(yōu)良的交替形變和溫度變化的適應(yīng)能力。,主要用途,用途 橡膠一般情況下作為設(shè)備襯里用。 硫化工藝 一般情況下，通過硫化方式對橡膠進(jìn)行改性，提高其性能?；ぴO(shè)備常用的橡膠襯里一般選用未硫化橡膠，襯貼后進(jìn)行硫化；或者選用預(yù)硫化膠板，粘貼后自然硫化。,無機(jī)非金屬材料,

24、陶瓷材料 耐酸陶瓷 工程陶瓷 玻璃 化工搪瓷 鑄石 耐酸水泥,陶瓷材料,基本概念 陶瓷的結(jié)構(gòu) 分類 性能 力學(xué)與物理性能 熱性能 化學(xué)穩(wěn)定性 其他性能,基本概念,經(jīng)典陶瓷 現(xiàn)代陶瓷 泛指包括玻璃、水泥、耐火材料等全部硅酸鹽材料，以及經(jīng)過成型、燒結(jié)等工序得到的金屬的氧化物、非氧化物等無機(jī)非金屬材料的總稱。陶瓷的力學(xué)性能、熱性能以及耐腐蝕性能等基本性能與陶瓷內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而組織結(jié)構(gòu)又主要取決于陶瓷的原料與制造工藝。,陶瓷的結(jié)構(gòu),陶瓷是一種多晶體材料，一般由晶相、玻璃相和氣相組成。,分類,普通陶瓷 包括日用、建筑用、絕緣用、化工用、多孔等幾類陶瓷 特種陶瓷 分為氧化物、氮化物、碳化物、復(fù)合

25、、金屬、纖維增強(qiáng)等幾類陶瓷 其他硅酸鹽陶瓷 有玻璃、鑄石、水泥、耐火材料等,力學(xué)與物理性能,陶瓷材料易發(fā)生脆性斷裂，這是其主要的力學(xué)特征和最大的特點(diǎn)。 陶瓷的結(jié)合鍵很強(qiáng)，使它具有很高的抗壓強(qiáng)度和硬度 。,熱性能,陶瓷材料的熔點(diǎn)較高，一般是2000以上 熱容較小，導(dǎo)熱性較差，大約為碳鋼材料的125 陶瓷材料的線膨脹系數(shù)較小，比高聚物和金屬低，一般為105106k-1 陶瓷承受溫度急劇變化的能力較差，受急冷急熱時容易破壞,化學(xué)穩(wěn)定性,影響因素： 陶瓷材料具有良好的耐腐蝕性能，其耐腐蝕能力與材料的化學(xué)成分、礦物組成、孔隙率、結(jié)構(gòu)類型和腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。 耐蝕性： 普通陶瓷對于大多數(shù)無機(jī)酸很穩(wěn)定，但

26、不耐HF和高溫下的H3PO4和NaOH，一些特種陶瓷具有非常優(yōu)異的抗高溫氧化能力。,其他性能,絕緣性能 陶瓷晶體中沒有自由電子存在，使大多數(shù)陶瓷具有良好的絕緣性能，常用作絕緣材料。 導(dǎo)電性 少數(shù)陶瓷既是離子導(dǎo)體，又有一定的電子導(dǎo)電性，常用作光電材料使用。 生物活性 有些陶瓷材料在動物體內(nèi)沒有排異性，可作為生物材料而使用。 磁性能 部分陶瓷具有磁性，而作為磁性材料使用。,防腐蝕用陶瓷材料,化工陶瓷（耐酸陶瓷） 屬普通陶瓷中的一種 玻璃、鑄石、水泥、耐火材料等 屬于其他硅酸鹽陶瓷材料范疇,耐酸陶瓷（化工陶瓷）,概述 化學(xué)組成與性能 主要品種與用途,概述,用于石油、化工設(shè)備的防腐或作獨(dú)立化工設(shè)備的陶

27、瓷稱為化工陶瓷。由于化工陶瓷的耐酸性好，耐堿性差，所以又稱為耐酸陶瓷。,化學(xué)組成與性能,化學(xué)組成 普通耐酸陶瓷是以黏土，瘠性料和助溶劑三大類材料經(jīng)燒結(jié)而成，耐酸陶瓷表面常用食鹽上釉，這種釉堅(jiān)固結(jié)實(shí)，與坯體結(jié)合好，耐酸不脫落，不開裂，可提高陶瓷的抗?jié)B透性。 性能 耐腐蝕 不滲透性 能耐一定的溫度急變 承受一定壓力,主要品種與用途,耐酸陶瓷制品： 磚、板、管、各種化工設(shè)備及流體輸送機(jī)械等。 用途 應(yīng)用最多的還是耐酸磚、板，主要作為防腐蝕襯里材料。,工程陶瓷,概述 品種與用途,概述,指一類具有特殊力學(xué)，物理或化學(xué)性能的陶瓷，其原料都是經(jīng)過人工制備的高純度化合物，其成分和配比可以控制，制品質(zhì)量穩(wěn)定，高

28、比強(qiáng)度、高溫高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料和具有各種特殊功能的材料，并在工程上被用作結(jié)構(gòu)材料的一類陶瓷常稱為工程陶瓷 。,品種與用途,防腐用陶瓷主要品種： 氧化鋁陶瓷 氮化硅陶瓷 碳化硅陶瓷 用途： 化工設(shè)備用部件：零件、活塞、閥、熱電偶套管等。 機(jī)械零部件：零部件、內(nèi)襯材料、泵部件、密封、軸套、拉絲成型模具、澆注用的拉芯棒和壓鑄模具、渦輪葉片、耐磨部件（軸承、滾珠、密封件等）等。,玻璃,概述 種類 工業(yè)玻璃 化工玻璃組成 化工玻璃性能 化學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能、其他性能 化工常用玻璃 玻璃襯里 概述、要素、工藝和性能,概述,定義： 凡熔融體通過一定方式冷卻，因粘度逐漸增加而具有固體的機(jī)械性質(zhì)與一定結(jié)構(gòu)特征的

29、非晶體物質(zhì)，不論其化學(xué)組成及硬化溫度范圍如何，都稱為玻璃 玻璃范疇 廣義：包括單質(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃和無機(jī)玻璃 狹義：僅指無機(jī)玻璃。,種類,硅酸鹽玻璃： 以SiO2為主要成分的硅酸鹽玻璃 氧化物玻璃： 以其他氧化物為主要成分的氧化物玻璃 非氧化物玻璃： 以硫?qū)倩衔锘螓u化物為主的非氧化物玻璃 金屬玻璃： 由某些合金形成的金屬玻璃,化工用玻璃的組成,化工用玻璃屬于硅酸鹽玻璃，主要化學(xué)成分是二氧化硅（SiO2）,還有各種金屬氧化物如Na2O,K2O,CaO,MgO,Al2O3,B2O3,BaO,ZnO,PbO等，它們是由石英砂、硼酸、硼砂、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿、苦灰石、芒硝、碳酸鉀等礦物

30、原料引入。所引入的氧化物賦予了玻璃的各種性能。玻璃的煉制過程中，還加入少量澄清劑、助熔劑、著色劑、乳濁劑等輔助原料，可以賦予玻璃某種特性和加速熔制過程。,工業(yè)玻璃,種類： 硼硅酸鹽玻璃、低堿無硼玻璃、石英玻璃和高硅氧玻璃。 用途： 常用來制作分餾塔、吸收塔、蒸發(fā)器、換熱器、反應(yīng)器及管道、閥門和玻璃泵等。,化學(xué)性能,玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性就是玻璃低抗水、酸、堿以及其它化學(xué)溶劑及溶液或氣體侵蝕的能力。主要由玻璃中二氧化硅和堿金屬氧化物的含量來決定的。二氧化硅含量增加則會使穩(wěn)定性提高，堿金屬氧化物中以2的影響最大，其次為Na2O,再次為Li2O。普通玻璃為鈣鈉玻璃，化學(xué)穩(wěn)定性差，不能低抗化學(xué)介質(zhì)、水和氣體

31、的侵蝕，并且熱穩(wěn)定性差，不適用于化學(xué)工業(yè)。適用于化工用的有石英玻璃、高硅氧玻璃、硼酸鹽玻璃和低硼無硼玻璃。,力學(xué)性能,抗拉強(qiáng)度：玻璃是一種典型的脆性材料，在沖擊和動負(fù)荷作用下很容易破碎，并且玻璃的抗拉強(qiáng)度低，僅為5979Mpa。 抗拉強(qiáng)度：玻璃抗壓強(qiáng)度要好于其抗拉強(qiáng)度，幾乎要高十幾倍。 硬度：玻璃的硬度很高，僅次于金剛石、剛玉、碳化硅等磨料，其硬度大小主要取決于其化學(xué)組成。,熱性能,熱脹系數(shù)：玻璃的熱性能較差，其熱脹系數(shù)隨化學(xué)組成的不同變化很大，從1.8107K110106K1。 導(dǎo)熱性：玻璃的導(dǎo)熱性差，只有鋼的1400。 熱穩(wěn)定性：玻璃的熱穩(wěn)定性很差，在冷熱交替作用下很容易炸裂。,其他性能,

32、光學(xué)性能 玻璃具有良好的透光性和折光性等 絕緣性能 常溫下玻璃是電的優(yōu)良體。,化工常用玻璃,化工常用的玻璃有： 硼硅酸鹽玻璃、低堿無硼玻璃、石英玻璃、高硅氧玻璃、微晶玻璃。 化工防腐上用的玻璃 化驗(yàn)室儀器除外，主要為硼硅酸鹽玻璃。低堿無硼玻璃目前還只限于管道生產(chǎn)。在化工防腐蝕上應(yīng)用最多的玻璃制品是玻璃管道。,概述,玻璃襯里就是將玻璃襯貼在鋼（或鑄鐵）制管道，管件內(nèi)部（或噴涂在外部），形成玻璃或鋼鐵的復(fù)合體。它不僅具有玻璃優(yōu)良的耐蝕性能和光潔性能，而且又具有鋼鐵制件的耐壓、耐熱等良好的機(jī)械性能。是一種新型防腐蝕材料，目前已試制成功了襯直管、彎頭、三通、四通、異徑管及小型反應(yīng)釜、閥門等，使用效果良

33、好。,玻璃襯里的三要素,玻璃 密著劑 金屬材料,襯制工藝,工藝流程 為了使玻璃牢固地粘附在金屬管件上，必須首先清除管件上的污染物及銹蝕。為此目的，一般先經(jīng)過650800的退火，再經(jīng)過噴砂清理，清除氧化皮，然后均勻噴涂底釉，一般厚度為0.81mm,噴涂完畢后則進(jìn)行烘干焙燒成型。 工藝類型 有三種方法將玻璃襯貼在鋼鐵上： （1）人工吹制法（2）膨脹法（3）噴涂法。,玻璃襯里的性能特點(diǎn),玻璃襯里是一種玻璃和金屬的復(fù)合材料。 它的耐蝕性能取決于所襯玻璃的性能。,化工搪瓷,概述 瓷釉層及其在鋼鐵表面上的搪燒 化工搪瓷設(shè)備的性能 化工搪瓷設(shè)備的維護(hù)與修補(bǔ) 化工搪瓷產(chǎn)品 類型,概述,通用搪瓷：就是將瓷釉涂搪

34、在金屬底材上，經(jīng)過高溫?zé)贫?，它是金屬和瓷釉的?fù)合材料。 化工搪瓷：是將含硅量高的耐酸瓷釉涂覆在鋼（鑄鐵）制設(shè)備的表面上，經(jīng)高溫煅燒使之與金屬密著，形成致密的，耐腐蝕的玻璃質(zhì)薄層（厚度一般為0.81.5mm）。這樣的設(shè)備稱為化工搪瓷設(shè)備 。,瓷釉層及其在鋼鐵表面上搪燒,搪瓷釉是一種化學(xué)成分復(fù)雜的堿硼硅酸鹽玻璃。所有的瓷釉都是由石英砂，長石等天然巖石加上助熔劑以及少量能使瓷釉起牢固密著和給瓷釉以其他性能的物質(zhì)。這些原料經(jīng)粉碎后，按所需比例混合，在11301150的高溫下熔融而成玻璃態(tài)物質(zhì)，然后將上述熔融物加水、粘土、石英、乳油劑等在研磨機(jī)內(nèi)充分磨細(xì)，即成瓷釉漿。將這種瓷釉漿均勻涂覆在鋼鐵表面，

35、經(jīng)烘干，并在800900燒結(jié)，成為致密的玻璃質(zhì)層，即為搪瓷涂層。,化工搪瓷設(shè)備的性能,化工搪瓷設(shè)備的機(jī)械物理性能主要取決于鋼鐵基材、搪瓷涂層、以及搪瓷層與基體間的結(jié)合力。 兼具金屬設(shè)備的力學(xué)性能和瓷釉的耐腐蝕性的雙重優(yōu)點(diǎn) 搪瓷設(shè)備還具有表面光滑，不掛料，易清洗以及具有良好的耐磨性等優(yōu)點(diǎn)。,化學(xué)與耐蝕性能,化工搪瓷設(shè)備具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，除氫氟酸和含氟離子介質(zhì)、高溫磷酸以及強(qiáng)堿外，能耐各種濃度的無機(jī)酸、有機(jī)酸、鹽類、有機(jī)溶劑和弱堿的腐蝕。 當(dāng)堿液PH值小于12的情況下，可正常使用于60以下。但它不耐氫氟酸（包括含氟溶液），高溫磷酸（180以上）和強(qiáng)堿溶液腐蝕。,化工搪瓷設(shè)備的維護(hù)與修補(bǔ)法,應(yīng)盡

36、可能維護(hù)好化工搪瓷設(shè)備，一旦出現(xiàn)局部破壞，可采用如下幾種方法進(jìn)行修補(bǔ)： （1）瓷釉加熱修補(bǔ) （2）耐蝕金屬修補(bǔ) （3）用非金屬材料修補(bǔ) （4）耐蝕金屬涂料混合修補(bǔ)法。,化工搪瓷產(chǎn)品,搪瓷反應(yīng)罐與貯罐 熱交換器 聚合釜與各種塔 管及管件 泵及閥門,鑄石,概述 化學(xué)成分 性能 物理和力學(xué)性能 、化學(xué)穩(wěn)定性 品種 用途,概述,鑄石是以天然巖石或某些工業(yè)廢渣為主要原料，添加角閃石、白云石、石灰石、螢石等輔料，以及鉻鐵礦，鈦鐵礦等結(jié)晶劑，經(jīng)配料、焙化、澆注成型、結(jié)晶、退火等工藝過程制得的，基本是一種單礦相的工業(yè)材料。它的特性是耐磨、耐腐蝕，并且具有優(yōu)良的絕緣性和很高的抗壓強(qiáng)度，可以廣泛地應(yīng)用于許多工業(yè)生

37、產(chǎn)設(shè)備中，特別是在那些承受劇烈磨損和耐酸堿侵蝕的部位，以此代替各種黑色金屬，有色金屬，合金材料及橡膠等，效果十分顯著，并且還能延長設(shè)備壽命。,化學(xué)成分,鑄石的化學(xué)成分主要是SiO2、 Al2O3、 CaO、 MgO、 Fe2O3和FeO,以及少量的TiO2、 K2O、 Na2O、MnO2和Cr2O3等。,物理機(jī)械性能,耐磨性 鑄石具有極高的耐磨強(qiáng)度，其耐磨性比錳鋼高515倍，比一般碳鋼高十幾倍，不銹鋼、鉛和橡膠高得多。鑄石的耐磨性受載荷作用的方向影響較大，如果鑄石不是單純的摩擦，而有一定的沖擊載荷，其耐磨性則會降低。 物理力學(xué)性能 鑄石屬脆性材料，抗壓強(qiáng)度較高，但不如工程陶瓷，彎曲，抗拉伸強(qiáng)度

38、很低，承受沖擊，載荷的能力很差。,物理機(jī)械性能,熱穩(wěn)定性 由于不同鑄石的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度急劇變化時就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而導(dǎo)致鑄石的脆裂。所以鑄石熱穩(wěn)定性不高，有100水中放到20水中的反復(fù)次數(shù)一般僅5次。,化學(xué)穩(wěn)定性,鑄石具有優(yōu)良的耐腐蝕性，其耐蝕性能比不銹鋼、鉛和橡膠高得多，能耐大多數(shù)化工介質(zhì)，除氫氟酸和熱磷酸、熔融堿外，在硫酸、硝酸、甚至水等酸性介質(zhì)中極穩(wěn)定，在溫度90100稀堿液中也非常穩(wěn)定，其耐酸度99，耐堿度95。,品種,鑄石原材料品種： 主要有輝綠巖鑄石和玄武巖鑄石，其中以輝綠巖鑄石使用最多。 鑄石制品的品種： 板材、管材、粉、球以及各種異型產(chǎn)品。,用途,工業(yè)部門： 化工、冶金、

39、礦山等工業(yè)部門。 紡織、食品、造紙等輕工業(yè)部門。 用途： 可以用作耐磨、耐腐蝕或耐磨蝕的管道、設(shè)備襯里、部件、地坪等。 可部分代替黑色金屬、有色金屬以及橡膠材料。,耐酸水泥,概述 種類 水玻璃耐酸膠凝材料 硫磺膠結(jié)材料,概述,水泥是一種具有良好的可塑性和粘結(jié)性的粉狀無機(jī)非金屬膠凝材料，又稱為膠結(jié)材料。它在加水后，與水起化學(xué)反應(yīng)，形成可塑性漿體，隨著反應(yīng)時間的延長，漿狀物體的塑性逐步消失，最后凝結(jié)成堅(jiān)硬的石狀固體；這種可塑性漿體還有粘結(jié)其他物料并使之與水泥漿體聯(lián)結(jié)硬化成一個整體的能力。水泥是一種典型的水硬性膠凝材料。,種類,通用水泥： 耐酸水泥是水泥中的一類。 耐酸水泥 水玻璃型耐酸水泥 硫磺耐

40、酸水泥,水玻璃耐酸膠凝材料,概述 耐蝕性能 缺陷與彌補(bǔ) 應(yīng)用,概述,水玻璃耐酸膠凝材料是以水玻璃為黏結(jié)劑、氟硅酸鈉為硬化劑、以耐酸粉或加上耐酸砂和碎石為填料，按一定比例調(diào)制而成，最后在空氣中凝結(jié)。 水玻璃耐酸膠凝材料的性能是由原料的質(zhì)量、配比以及施工質(zhì)量決定的，它具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的物理、力學(xué)性能。,耐蝕性能,水玻璃耐酸膠凝材料在硫酸、硝酸、鹽酸、氧化性介質(zhì)、某些有機(jī)溶劑中穩(wěn)定；不耐氫氟酸、氟化物、堿、水、中性介質(zhì)以及300以上的磷酸、高級脂肪酸，呈堿性的鹽溶液。此外，其耐水和耐稀酸的性能，均比耐濃酸性能要差些。,缺陷與彌補(bǔ),缺陷： 制品的孔隙度大，抗?jié)B性差。 彌補(bǔ)： 通常在作膠泥砌襯

41、磚、板和采取復(fù)合襯里以及砌襯二層磚板時，采用兩層相疊下層磚、板縫封閉等措施以彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。,應(yīng)用,防腐蝕工程： 中常用的主要耐腐蝕材料之一。 使用部門： 冶金、化學(xué)、石油等工業(yè)部門。 使用形式： 主要作襯里材料使用。,硫磺膠結(jié)材料,概述 物理力學(xué)性能 化學(xué)與耐蝕性能 用途,概述,硫磺膠接材料（包括硫磺水泥，砂漿和混凝土）是由硫磺、耐酸填料和增韌劑，按一定比例配合，經(jīng)加熱熬制而成的一種熱塑性耐酸材料。,物理力學(xué)性能,脆性：硫磺膠結(jié)材料屬脆性材料 抗壓強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度高于抗拉強(qiáng)度，且均高于水玻璃耐酸膠凝材料。與水玻璃 耐熱性：硫磺膠結(jié)材料使用溫度較低，不能接觸明火。,化學(xué)與耐蝕性能,固化特性：與耐酸膠

42、凝材料比較，它具有硬化快，不需要養(yǎng)護(hù)和酸化處理的特點(diǎn)，使用方便。 耐蝕性能：硫磺膠結(jié)材料是一種優(yōu)良的耐酸材料，在不耐堿和非極性有機(jī)溶劑外，幾乎在其他介質(zhì)中均表現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕性。此外，當(dāng)選用碳質(zhì)填料時，能耐氫氟酸和氟硅酸的腐蝕 。,用途,硫磺膠結(jié)材料主要用于耐酸防腐工程。,炭、石墨材料,基本特性 不透性石墨,基本特性,種類 晶體結(jié)構(gòu) 物理性能 力學(xué)性能 化學(xué)性能 分類,種類和制備方法,天然的炭 以各種煤炭、石墨和金剛石三種形式存在。 人工碳石墨 防腐用的炭及石墨一般為人造炭、石墨材料，是用石油焦、瀝青膠等為原料，以煤焦油、煤瀝青為黏結(jié)劑經(jīng)壓制成型，在1300左右制得無定形炭的炭素材料，再經(jīng)200

43、02500以上高溫石墨化處理，即得人造石墨材料。,晶體結(jié)構(gòu),各種炭的結(jié)構(gòu) 無定形炭：無定形炭是無序亂堆結(jié)構(gòu)，只有少量的碳原子層面互相平行的，而其他方向都是雜亂的。 石墨：系六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)。 金剛石：是結(jié)晶形碳，具有晶體的特征 各種炭的結(jié)構(gòu)間相互轉(zhuǎn)化 在一定壓力、溫度條件下，無定形炭可能轉(zhuǎn)化為結(jié)晶形炭的石墨。 一般的炭、石墨制品結(jié)構(gòu)實(shí)際上都是介于這二者之間的結(jié)構(gòu)。,物理性能密度,密度大小： 未經(jīng)封孔處理的炭和石墨，其體積密度約為1.551.87g/cm3。 影響因素： 炭、石墨材料的真實(shí)密度在很大程度上決定于熱處理溫度。,物理性能氣孔率,產(chǎn)生的原因：在炭和石墨的制造過程中，大量有機(jī)

44、物分解逸出是造成材料產(chǎn)生氣孔主要原因。 影響因素：氣孔率的高低與密度的大小受熱處理溫度的影響很大。 對炭石墨材料性能的作用：氣孔的分布、數(shù)量及特征對炭及石墨的微觀結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度、熱性能、滲透性和化學(xué)性能等都有極大影響。 氣孔種類：按外形和位置，可將氣孔分為閉塞的、開放的和貫通的三種類型。炭和石墨材料的滲透性主要是貫通氣孔形成的。,物理性能比熱容,墨的比熱容主要與溫度的變化有關(guān)。,物理性能熱脹系數(shù),石墨材料 擠壓成形方向：（12）106k1 垂直于擠壓方向：（23）106k1 炭素材料： 約為（47）106k1,物理性能熱導(dǎo)率,高度石墨化的制品具有很高的熱導(dǎo)率。 正如它的熱脹系數(shù)一樣，石墨的熱導(dǎo)

45、率也是呈各向異性的。 石墨和炭的導(dǎo)熱性能在很大程度上取決于原材料的基體成分、粒度和晶體結(jié)構(gòu)，還與工藝參數(shù)和石墨化程度等許多因素有關(guān)。,力學(xué)性能 強(qiáng)度與硬度,強(qiáng)度： 炭、石墨材料的強(qiáng)度常用抗壓、抗彎和抗拉強(qiáng)度值來評定。其大小與炭和石墨材料的種類、粒度以及石墨化程度等密切相關(guān)。粒度越細(xì)，強(qiáng)度越高；石墨化程度越高，則強(qiáng)度越低。 硬度： 炭與石墨的硬度主要與原料的性質(zhì)和熱處理溫度有關(guān)，特別是顯微硬度的變化更是如此。,力學(xué)性能 彈性模量與泊松比,炭和石墨的彈性模量比一般小于金屬的彈性模量。 炭和石墨材料基本上屬于脆性材料，在高溫下容易發(fā)生脆性斷裂，而且往往在輕微的彈性變形后發(fā)生。 各種石墨材料的泊松比一

46、般為0.210.33。,力學(xué)性能 蠕變和摩擦,一般情況下要在2000以上炭和石墨材料才會出現(xiàn)蠕變，所以炭和石墨是比較好的潤滑材料。,化學(xué)性能,除了強(qiáng)氧化性介質(zhì)外，炭、石墨在其他酸、堿、鹽和有機(jī)化合物均具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。 防腐工程用的炭、石墨材料大多數(shù)采用熱壓樹脂或浸漬樹脂以及浸漬金屬等的炭、石墨，其化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性則主要取決于所添加的各種組分。,分類,種類： 可以將炭、石墨材料分為焙燒炭素材料、燒結(jié)石墨、樹脂成型石墨和特殊工藝的炭、石墨幾類。 工程用炭材： 在化工與防腐工程上應(yīng)用最多的是不透性石墨和抗磨炭、石墨。,不透性石墨,概述 種類 機(jī)械性能 物理性能 化學(xué)性能 用途,概述,不透性石

47、墨是一種由人造石墨及合成樹脂（或其他有機(jī)物和無機(jī)物）通過浸漬、壓型、澆注等方法制得的新型的結(jié)構(gòu)材料，它和其它一切非金屬耐磨蝕材料的區(qū)別在于：除了具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性外，還具有極高的導(dǎo)熱性能。因而大大地?cái)U(kuò)展了耐蝕非金屬材料的應(yīng)用范圍。,種類,按照制造工藝： 浸漬不透性石墨、壓型不透性石墨和澆注石墨。 按浸漬劑： 酚醛樹脂浸漬石墨、呋喃樹脂浸漬石墨、環(huán)氧樹脂浸漬石墨、聚四氟乙烯乳液浸漬石墨和水玻璃浸漬石墨等幾類。,機(jī)械性能,不透性石墨具有較好的機(jī)械性能，可以進(jìn)行各種機(jī)械加工，這種性能對加工制備各種設(shè)備提供來良好的條件。,物理性能,導(dǎo)熱性：不透性石墨（除澆注石墨外）具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。在非金屬材料中，既保熱又耐蝕的則以它最為突出，通常將其用作熱交換器或其他保熱設(shè)備。 熱穩(wěn)定性：不透性石墨的線膨脹系數(shù)較