2.4 新型工程材料简介（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 常用金属材料 新型工程材料简介（第4课时） 知识目标 熟悉工程材料和陶瓷材料的物理化学性质。 能力目标 熟悉有机高分子材料的特性和复合材料的概念。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 思考：工程材料是什么？都有哪些类型？ 新知学习 02 材料按使用性能特点分类，可分为结构材料和功能材料。结构材料是指能够承受外加载荷而保持其形状和结构稳定的材料。结构材料具有优良的力学性能，兼备一定的物理性能、化学性能和工艺性能，在结构件中主要起着"力能"作用，主要用于制造工程结构零件和机械零件。功能材料是指以物理性能、化学性能或生物性能等为主要使用性能，用于制造具有特殊功能元器件（如磁性器件、光敏器件、各种传感器等）的材料。功能材料一般具有一种或几种特定的功能，具有优良的物理性能（如电、磁、光、声、热等）、化学性能和生物性能，在工件中起着"功能"作用，一般不用于制作承载工件。功能材料是当代新技术中能源技术、空间技术、信息技术和计算机技术的物质基础，磁记录材料、磁光记录材料、高温超导材料、光电转换材料、形状记忆材料、梯度材料等在高新技术领域都有着广泛的应用。 模块四 新型工程材料简介 新知学习 02 一、工程材料概述 工程材料主要是指结构材料，是指用于制造机械、车辆、建筑、船舶、桥梁、化工、石油、矿山、冶金、仪器仪表、航空航天、国防等领域的工程结构件的材料。 工程材料可分为传统材料和新型材料。其中，传统工程材料一般是指需求量和生产规模大的材料；新型工程材料是指建立在新思路、新概念、新工艺的基础上，以材料的优异性能为主要特征的材料。严格地说，传统工程材料和新型工程材料之间并无严格的界限，因为传统工程材料也在不断地提高质量、降低成本、增加品种，在加工工艺和性能方面也在不断地得到更新和提高。 工程材料按组成特点可分为金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料四大类。下面简单介绍陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料。 新知学习 02 二、陶瓷材料简介 陶瓷材料是无机非金属材料的统称，是用天然的或人工合成的粉状化合物，通过成形和高温烧结而制成的多晶体固体材料。陶瓷材料包括陶瓷、瓷器、玻璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、水泥、石膏等。陶瓷材料具有耐高温、耐蚀、硬度高等优点，不仅用于制造餐具类生活制品，而且在现代工业中得到了越来越广泛的应用。目前，陶瓷材料已同金属材料、有机高分子材料一起，成为现代工程材料的三大支柱。陶瓷按其成分和来源，可分为普通陶瓷（传统陶瓷）和特种陶瓷（近代陶瓷）两大类。 新知学习 02 1．普通陶瓷 普通陶瓷是以天然的硅酸盐矿物，如粘土、长石、石英等原料为主，经过粉碎、成形和烧结制成的产品。它包括日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、低压和高压电瓷、化工陶瓷（耐酸碱用瓷）和多孔陶瓷（过滤、隔热用瓷）等。普通陶瓷的制作成本低，成形性好，质地坚硬，不氧化，耐腐蚀，不导电，能耐一定的高温（最高可达1200℃)，产量大，用途广，广泛应用于日用、电气、化工、建筑、纺织等行业中要求使用温度不高、强度不高的构件，如铺设地面、输水管道、绝缘件等。 新知学习 02 2．特种陶瓷 特种陶瓷主要是指采用高纯度人工合成化合物，如AL2O,、SiC、Si,N、BN等，制成的具有特殊性能的新型陶瓷（包括功能陶瓷）。特种陶瓷包括金属陶瓷（如硬质合金）、氧化物陶瓷（如氧化铝陶瓷）、氮化物陶瓷（如氮化硅陶瓷）、硅化物陶瓷（如二硅化钼陶瓷）、碳化物陶瓷（如碳化硅陶瓷）、硼化物陶瓷（如二硼化钛陶瓷）、氟化物陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、压电陶瓷等，其生产工艺过程与传统陶瓷相同。特种陶瓷具有高强度、高硬度、耐蚀、导电、绝缘、导磁性、透光、半导体、压电、光电、超导、生物相容等特性，主要用于制造高温容器、熔炼金属坩埚、热电偶套管、内燃机火花塞（图2-29)、切削高硬度材料的刀具、轴承、金属拉丝模、挤压模、火箭喷嘴、阀门、密封件等。 新知学习 02 【史海拾遗】 "陶瓷"一词是陶器和瓷器的总称，它们之间有很大的区别。陶器是人类文明的重要里程碑，它是人类第一次利用天然物，按照自己的意志创造出来的物品。陶器在我国的产生距今已有 11700 多年的历史。但是，陶器是文明发展的初级阶段或低级产品，它本身存在的缺陷决定了它会逐渐地被瓷器所替代。瓷器与陶器的主要区别是：第一，瓷器的烧结温度高，一般在1200℃以上，而陶器的烧结温度一般在1100℃以下；第二，瓷器的硬度比陶器高。瓷器是我国古代的一项伟大发明，它是从低级到高级，从原始到成熟逐步发展的。早在3000多年前的商代，我国已出现了原始青瓷，再经过1000多年的发展，到东汉时期终于