金属材料及热处理 第4版 教学课件 作者 丁仁亮 1_第十三章 非金属材料.ppt

第一节　高分子材料 (2)胶接的条件和工艺过程　利用胶粘剂把彼此分离的物件胶接在一起，形成牢固接头的必要条件是：胶粘剂必须能很好地浸润被胶接物的表面，在固化后胶层应有足够的内聚力，而且胶粘剂与受胶接物件之间有足够的粘附力。 P227.TIF (3)胶粘剂(胶接技术)在机械工程中的应用1)设备维修。2)改进机械安装工艺。 第一节　高分子材料 图13-6　齿轮与轴的胶接 第一节　高分子材料 图13-7　蜗轮轮缘的胶接1—轮缘　2—蜗轮　3—胶层 第二节　陶 瓷 材 料 一、陶瓷材料的类型和特点1.陶瓷的分类(1)普通陶瓷(传统陶瓷)　一般采用粘土、长石和石英等天然原料烧结而成。(2)特种陶瓷(现代陶瓷)　这是指采用高纯度人工合成原料制成并具有特殊物理、化学性能的新型陶瓷(包括功能陶瓷)。2.陶瓷的组织结构(1)晶相(晶体相)　大多数陶瓷是由离子键构成的离子晶体(如MgO、Al2O3等)，但也有由共价键构成的(如Si3N4、SiC等)，这是陶瓷的主要组成相，一般是两种晶体都存在。(2)玻璃相　陶瓷烧结时，由各组成物和杂质通过一系列物理、化学作用形成的非晶态物质称为玻璃相。 第二节　陶 瓷 材 料 (3)气相　陶瓷中存在的气孔称为气相，常以孤立的状态分布在玻璃相、晶界或晶体内。二、常用陶瓷材料三、常用陶瓷材料的性能、特点及用途1.普通陶瓷(传统陶瓷)2.特种陶瓷(1)高温陶瓷1)氧化物陶瓷。2)非氧化物陶瓷。 第二节　陶 瓷 材 料 ① 碳化硅陶瓷(SiC)。这是一种高强度、高硬度且热硬性良好的高温结构陶瓷。在1400℃高温下仍可保持较高的抗弯强度；还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性、高的冲击韧性和抗蠕变性，但不抗强碱腐蚀。此陶瓷可用于制作火箭尾喷管的喷嘴、浇注金属用喉嘴，以及热电偶套管、炉管等高温零部件，还可作高温下热交换器材料以及制造砂轮、磨料等。② 氮化硅陶瓷(Si3N4)。这是一种耐高温、强度和硬度高、耐磨、耐腐蚀(除氢氟酸外),并能自润滑的高温结构陶瓷。在陶瓷中，Si3N4的线膨胀系数最小，最高工作温度可达1400℃；除了能够耐各种无机酸和30％的烧碱溶液及其它碱溶液的腐蚀，还能抵抗熔融的Al、Pb、Sn、Zn、Au、Ag、Ni以及黄铜等的侵蚀，并具有优良的电绝缘性和耐辐射性。 第二节　陶 瓷 材 料 (2)金属陶瓷　金属陶瓷是由金属或合金与陶瓷组成的非均质复合材料，综合了金属和陶瓷的优良性能，具有高强度、高温强度、高韧性和高的耐蚀性。1)氧化物基金属陶瓷。2)碳化物基金属陶瓷。 第三节　复 合 材 料 一、复合材料的类型和特点1.复合材料的分类(1)细粒增强复合材料　如金属陶瓷等。(2)层合增强复合材料　如钢－铜－塑料复合滑动轴承材料。(3)纤维增强复合材料　如橡胶轮胎、玻璃钢等。(1)非金属基复合材料　包括树脂基复合材料和陶瓷基复合材料。(2)金属基复合材料　主要以非铁金属及其合金为基的复合材料。2.复合材料的性能特点(1) 高比强度、高比模量　这是因为复合材料的增强剂和基体的密度一般都较小，而且增强材料多为强度高的纤维，所以多数复合材料都具有高的比强度和比模量，如铝和硼纤维的比强度为380MPa，玻璃钢的比强度为530MPa。 第三节　复 合 材 料 (2)较高的疲劳强度　一般金属材料，尤其是高强度结构材料，在动载作用下对裂纹非常敏感，容易发生疲劳破坏。 图13-8　碳纤维复合材料、玻璃钢和铝合金的疲劳曲线1—碳纤维复合材料　2—玻璃钢　3—铝合金 第三节　复 合 材 料 (3)减振性好　构件的自振频率不但与构件的结构有关，而且与材料的比模量的平方根成正比。(4)破损安全性好　复合材料每平方厘米面积上被基体隔离的独立纤维数多。(5)高温性能优良　一般铝合金在400℃时弹性模量急剧下降并接近于零，强度也显著下降。(6)高的化学稳定性　生产上可以选用耐蚀性优良的树脂作基体材料，并用高强度纤维来增强，使复合材料具有耐酸、碱、油脂等化学介质的侵蚀。二、复合材料的制造方法(1)熔体抽丝法　将原料熔化后从液态增强料中以极快速度抽成细丝，如玻璃纤维、氧化铝纤维的抽丝等。 第三节　复 合 材 料 (2)热分解法　将人造或天然纤维经200～300℃空气中预氧化，在1000～2000℃氨气中碳化或在2500～3000℃氩气中石墨化后，获得碳或石墨纤维。(3)气相沉积法　主要用于获得硼、碳化硼、碳化硅等纤维。(4)拔丝法　主要用于获取金属丝。三、常用复合材料1.纤维增强复合材料(1)玻璃纤维增强复合材料　是指以树脂为基体，玻璃纤维为增强剂的复合材料。1)以热塑性树脂为基体的玻璃纤维增强材料。2)以热固性树脂为基体的玻璃纤维增强材料。 第三节　复 合 材 料