3.4 常用非金属材料(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

3.4 常用非金属材料 3.4.1 高分子材料 1．塑料 塑料是以树脂（天然、合成）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。 常用的工程塑料的分类、特性和应用如表3.20所示。 分类方法 类 别 主 要 特 性 应 用 按应用 范围 通用塑料 产量高、用途广、价格低 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；常用的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等 工程塑料 在工程技术中作结构材料。具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射等特殊性能 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；常用的有聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、ABS、有机玻璃等 特种塑料 耐高温、产量小、价格贵 具有特殊性能和特种用途，如耐高温塑料、医用塑料等 按热性能分类 热塑性塑料 由聚合树脂加入少量稳定剂、润滑剂制成。加工成型简单、力学性能较高，但耐热差、刚性差 常用的有聚酰胺（尼龙）、聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚甲醛、聚苯乙烯等 热固性塑料 大多以缩聚树脂为基础，加入各种添加剂而成。耐热性高，受热不易变形，但力学性能差 常用的有酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等 表3.20 常用的工程塑料的分类、特性和应用 2．橡胶 橡胶是一种有机高分子材料，是以生胶为主要原料，加适当的硫化剂、软化剂、填充剂等制成。 橡胶具有弹性好、易挠曲、绝缘性好、耐磨性好的优点，有隔音、吸振能力，有一定的耐蚀性和强度，但易老化，可加入防老化剂以延长和减轻老化。 常用橡胶的分类、特性和应用如表3.21所示。 分 类 方 法 类 别 主要特性及应用 按生胶来源 天然橡胶 属于天然树脂，是从橡胶树的浆汁中制取的。它的抗拉强度与回弹性比多数合成橡胶好、绝缘性好，但耐热性、抗老化性、耐介质性等较差。一般作胶带、电线、电缆和轮胎等 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，可以代替天然橡胶。常用的有氯丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶等 按应用范围 通用橡胶 常用的有天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等 特种橡胶 能在特殊条件下（如高温、低温、酸、碱、油、辐射等）下使用的橡胶；常用的有乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶等 表3.21 常用橡胶的分类、特性和应用 3．胶粘剂 胶粘剂（粘接剂），它能把同种或不同种的材料牢固黏合起来。 常用胶粘剂的分类、特性和应用如表3.22所示。 类 别 名 称 用 途 天然胶粘剂 天然胶粘剂 如松香等，应用范围不如合成胶粘剂 合成胶粘剂 环氧胶粘剂（又称万能胶） 广泛应用于船舶、机械、电子仪表、化工、宇航工业等 聚氨酯胶粘剂（又称乌利当） 用于液氮等低温设备的粘接 特种胶粘剂 电子工业、宇航中具有特殊性能要求的零部件的胶接 表3.22 常用胶粘剂的分类、特性和应用 3.4.2 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。 陶瓷材料是无机非金属材料的统称，包括陶瓷、玻璃、瓷器、搪瓷、耐火材料等。 它与金属材料、高分子材料一起被称为3大固体工程材料。 陶瓷具有熔点高、硬度高、化学稳定性好、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘等特点，有些陶瓷材料还具有导电、导磁性能。 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。 常用陶瓷的加工方法、特性和应用如表3.23所示。 3.4.3 复合材料 高分子材料、陶瓷材料和金属材料在使用上各有优点和不足，因此它们也有各自适用的范围。 随着科技的发展，机械工程材料对材料提出了新的性能要求，而使用单一材料已难以满足这些新的使用性能，所以就出现了复合材料。 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。 复合材料的种类很多，按基体材料分，有金属基、聚合物基、陶瓷基复合材料；按增强材料形状分，有颗粒状、纤维状、层状等复合材料；按使用目的分有结构和功能复合材料。 复合材料可根据使用性能和环境要求，来选择不同的基体和增强材料以及制造工艺，而获得特定性能。 常用复合材料的特性和应用如表3.24所示。 类 别 加 工 方 法 主要特性及应用 纤维复合材料 大部分是由纤维和树脂复合而成，可分为玻璃纤维复合，碳纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、晶须 用玻璃纤维增强的热固性塑料（称玻璃钢），具优良的综合性能，在国防、汽车、化工、航空等方面应用广泛；碳纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维复合材料比强度大、耐磨、自润滑性能好，可用于航空、原子能工业中的压气机叶片，发动机壳体、齿轮等；晶须复合材料具有强度高的特点，可用于涡轮叶