ch1-3高分子和陶瓷材料的结构与性能.ppt

拉伸试验几个变形阶段： 2、塑性：断裂前金属材料产生永久变形的能力 4、硬度 组成元素： 　C、H、O，另外N、Cl、F、B、Si、S等。 　 共价键 ★碳链大分子：主链全部为碳原子 　　　　 ★杂链大分子：除碳原子外，还有O、N、S、P等。 ★元素链大分子：不含碳原子，由Si、O、S等组成 A、线型分子链：直径小，长度很长，呈卷曲或线团状 B、支化型分子链：有支链，枝型、梳型、线团型 C、体型分子链：三维网状大分子 热塑性聚合物： 　　　线型和支化型分子链构成的聚合物，线型聚合物 　　性能：高弹性、高塑性 　　特点：重复的软化和硬化 　　例如：聚乙烯、尼龙、生橡胶 立体异构：化学成分相同而不对称取代基沿分子链占 据位置不同，具有不同链结构的现象。 立体异构有三类 1、全同立构： 2、间同立构： 3、无规立构： 2.大分子链的构象及柔性 1〉内旋转：由于原子热运动,两个原子作相对旋转,即保持键角、键长不变的情况下，原子之间的单键作旋转 2〉大分子链的构象：单链内旋转所产生的空间形象 3〉分子链的柔性：能拉伸、回缩的性能→弹性好 3.高分子材料的聚集态 三、高分子材料的性能 陶瓷的主要组成相，结构、数量、形态和分布 主要有硅酸盐、氧化物和非氧化物三种 (1) 刚度高 (2) 硬度高 (3) 强度低 (4) 塑性低 (5) 韧性极低或脆性极大 (1) 热膨胀性低 (2) 导热性差 (3) 热稳定性低 (4) 化学稳定性好 (5) 导电性差 弹性、延伸率、韧性好 无规则排列 非晶态 介于两者之间 部分规则排列 部分晶态 强度、刚度、耐热性、抗熔性好 分子链在空间规则排列 晶态 粘液体 玻璃态 部分晶态 晶态 　晶态高聚物比体积发生突变，结晶体积减小 1.线型非晶态高分子化合物的力学性能 恒定应力下的变形——温度曲线 Tb-脆化T，Tg-玻璃化T，Tf-粘流T，Td-化学分解T 2.高分子材料的性能特点 ① 低强度和较高的比强度 ② 高弹性和低弹性模量 ③ 塑性好和受迫弹性高 （1）力学性能特点 ⑥ 高减摩、耐磨性 ④ 粘弹性 　　　　蠕变、应力松弛和内耗三种现象。 ⑤ 韧性好 （2）物化性能特点 ① 高绝缘性 ② 低耐热性 ③ 低导热性 ④ 高热膨胀性 ⑤ 高化学稳定性 老化：高分子材料在长期使用和储存过程中，由于受各种因素的作用，性能逐渐退化，直至丧失使用价值的现象。 （3）高分子材料的老化 原因： 降解，断链或裂解，强度、熔点、粘度变低 交联，网状结构，变硬、变脆 第四节　陶瓷材料的结构与性能 一、陶瓷材料概述 二、陶瓷材料的结构 三、陶瓷材料的性能 一、陶瓷材料概述 1. 陶瓷的概念 定义：用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的多相固体材料。 陶器、瓷器——硅酸盐材料——无机非金属材料 （SiO2、CaO、Al2O3、K2O、MgO等） ⑴无机玻璃： 硅酸盐玻璃，非晶结构。工业、建筑、日用 ⑵陶瓷： 普通陶瓷——日用，建筑卫生，电器，化工，多孔 特种陶瓷——电容器，压电，磁性，电光，高温 金属陶瓷——结构陶瓷，硬质合金 ⑶微晶玻璃（玻璃陶瓷）： 2.陶瓷的分类 (1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合） 　 普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料） 　　 　　 特种陶瓷（各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物） (2)坯料的成形（压制成形，可塑成形，注浆成形） (3)烧成或烧结 3. 陶瓷的生产 (SiO2·Al2O3·Fe2O3·CaO) SiO2 SiO2·Al2O3·K2O 二、陶瓷材料的结构 陶瓷的典型组织：晶体相、玻璃相和气相 组织：点状一次莫来石、针状二次莫来石、块状残留石英、小黑洞气孔 1.晶体相 残留下来的空洞 气孔率：普通陶瓷，5%~10%；特种陶瓷，5%以下； 金属陶瓷，小于0.5% 2.玻璃相 3.气相 三、陶瓷材料的性能 1.陶瓷材料的机械性能 2. 物化性能 脆性高，温度急变抗力低，抗拉抗弯性能差 不可燃烧，高耐热，高化学稳定，不老化，高硬度，良好抗压能力 陶瓷性能特点 劣势 优势 小结： 思考题: 金属材料、高分子材料和陶瓷材料的组织结构，性能上的异同及原因。 工程材料辅助教材 习题（P4~7，P9） 第一章　材料的结构与性能 金属材料 （金属键） 高分子材料 （共价键、分子键） 陶瓷材料