非金属材料与新型材料ppt课件

• 到80年代，超导材料的应用主要有： • ①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高
《机械设计基础》课件（4） 第4章 非金属材料与新型材料
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§4.1 常用非金属材料
一、高分子材料
高分子材料是以高分子化合物（分子量一般在5000以上）为主 要组分的材料。常用的高分子材料有塑料、橡胶、胶粘剂等。
1.塑料
塑料是以树脂为主要成分，加入填充剂、增塑剂、稳定剂、着 色剂、润滑剂等制成的。 （1）按应用范围分为通用塑料和工程塑料。 ①通用塑料：主要是指产量大、价格低、应用广的常用塑料。 主要有聚乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等，主要用于制 造日常生活用品、包装材料和工农业生产用的一般机械零件。
（2）橡胶的特性 橡胶主要的特性是弹性好，去除外力后迅速恢复原状。同时绝 缘性，耐磨性好，有隔音性，吸振能力，积储能量的能力，有 一定的耐蚀性和强度。橡胶最大的缺点是易老化。老化影响橡 胶的性能及使用寿命，加入防老化剂可延长和减轻老化过程。
（3）橡胶的用途
工业上用作轮胎、密封件、减振件、防振件、传动件、运输 胶带、管道、电线、电缆和绝缘材料等。
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3.胶粘
• 胶接是借助于某种物质在固体表面产生的粘合 力将材料牢固地连接在一起的方法。胶粘剂是 指能够产生粘合力的物质。
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（1）胶粘剂的分类
胶粘剂
天然胶粘剂（如松香等） 有机胶粘剂
合成胶粘剂（工程上应用最广）
无机胶粘剂
合成胶粘剂是以具有粘性的合成高分子化合物为基料，加入一 定量添加剂组成的胶粘剂。 分为热塑性树脂胶粘剂、热固性树脂胶粘剂、合成橡胶胶粘剂 和混合型胶粘剂。
②工程塑料：常指在工程技术中作结构材料。这类塑料具 有较高的耐高温、耐腐蚀、耐辐射等特殊性能，因而可部分代 替金属，特别是有色金属来制作某些机械构件或某些特殊用途 的构件。常用的工程塑料有聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、ABS、2 有机玻璃等。
(2)按塑料受热后所表现的行为分为热塑性塑料和热固性塑料。
①热塑性塑料：热塑性塑料是一类可以反复通过提高温度使之 软化、降低温度使之硬化的材料。常用的热塑性塑料有尼龙（ 聚酰胺）、聚乙烯等。
②热固性塑料：这类塑料加热时软化，然后固化成型，这一过 程不能重复进行。常用的有酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等 。
(3)塑料的性能及选用 优点：质轻，比强度高，化学稳定性好（能耐“王水”的 腐蚀）。电绝缘性优异。减磨、耐 磨性好。消声和吸振性好，成型加工性好，且方法简单， 生产效率高。 缺点：强度、刚度低，耐磨性低，易燃烧，易老化，热导 性差，热膨胀系数大，几何精度 稳定性差。根据这样特别塑料选用时从使用性能、工艺性 能和经济性能三方面考虑。
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一、超导材料
• 具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥 磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种 合金和化合物可以成为超导体。
1.超导材料的特性
零电阻性
超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。 如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰 减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。 超导现象是20世纪的重大发明之一。科学家发现某物质在温度 很低时，如铅在7.20K（-265.95摄氏度）以下，电阻就变成了零。
陶瓷按原料不同分为普通陶瓷和特种陶瓷；按用途不同分 为日用陶瓷和工业陶瓷。
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1.普通陶瓷 普通陶瓷的原料是粘土、长石、石英等天然硅酸盐矿物，又称 传统陶瓷或硅酸盐陶瓷。常用的有日用陶瓷、建筑陶瓷、绝缘 陶瓷、化工陶瓷等。
2.特种陶瓷 特种陶瓷又称近代陶瓷。特种陶瓷具有独特的性能，能满足工 程结构的特种需要。常见的有氧化铝陶瓷（刚玉）、氮化硅陶 瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等。
• 新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑 材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙 体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘 结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各 种辅助材料等。从材质上分，不但有天然材料，还有化学 材料、金属材料、非金属材料等等。
超导材料
完全抗磁性
超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线 不能透入，超导材料内的磁场恒为零。
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2.超导材料的应用
• 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向 人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料 又受到一系列因素的制约，这首先是它的临界参量， 其次还有材料制作的工艺等问题（例如脆性的超导陶 瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题）。
Hale Waihona Puke Baidu
（2）胶接的特点及用途
胶接与铆接、焊接、螺纹连接相比，具有连接面应力分布均匀 、质量轻、密封性好，可连接各种材料，接头平整光滑，工艺 简单等优点。但胶接接头强度较低，使用温度低，易老
化，使用寿命较低。广泛应用于船舶、机械、电子仪表、化工
、宇航工业等。
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二、 陶瓷材料
陶瓷是以天然硅酸盐或人工合成无机化合物为原料，用粉 末冶金法生产的无机非金属材料。
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2.橡胶
橡胶是以生胶为主要原料，加入适量的硫化剂、软化剂、填充 剂、防老剂等而制成的。
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（1）橡胶的分类
①按生胶来源不同分为：天然橡胶和合成橡胶；合成橡胶是 从石油、天然气、煤和农副产品中提炼制得的合成产物。
②按应用范围不同分为：通用橡胶和特种橡胶；特种橡胶是 指能在特殊条件下（如高温、低温、酸、碱、油、辐射等） 下使用的橡胶。
• (3)按性能不同：结构复合材料、功能复合材料。结构 复合材料用于制造结构件，功能复合
• 材料是指具有某些物理功能和效应的复合材料。 2.复合材料的性能 优点是比强度、比模量高、高温性能好、化学稳定性好、 成型工艺简单。
verton复合材料
复合材料电缆支架
pvd复合材料 11
§4.2新型材料简介
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三、 复合材料
复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料，经人工组合 而成的新型多相材料。 复合材料的组成分为基本材料和增强材料。
橡塑复合材料
再生树脂复合材料 10
1.复合材料的分类 • (1)按基体材料不同：非金属基体和金属基体。
• (2)按增强材料的种类和形状不同：纤维增强、颗粒增 强、层叠、骨架复合材料等。