非金属材料及其他新型材料详解.pptx

第6章 非金属材料及其他新型材料 一1、高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料。中文名 高分子材料 外文名 macromolecular material 2、主要组成元素：C、H、O、N、Si、S、P等高分子材料的特征：相对分子质量非常大；所有高分子都是由一种或几种简单的结构单元不断重复而形成的。例如：聚乙烯PE，它是最简单却又最广泛的高分子材料 聚乙烯颗粒 3、常见高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前已大规模生产的还是只能在寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 4、高分子材料的分类按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能——较小的密度、较高的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。 5、高分子材料的性能特点力学性能表现：高强度、低硬度、高耐磨性、高弹性、低弹性模量。力学性能对温度时间很敏感。高分子材料的物理化学性能表现为优良的绝缘性、低导热性和高化学稳定性（耐酸耐碱耐盐），但耐热性较差。缺点：易老化。其原因是大分子链发生了降解或交联。降解是高分子材料的大分子链发生断链成裂解的过程。交联是分子链之间生成化学键，形成网状结构，从而材料变得硬而脆。 二陶瓷材料1、陶瓷：陶和瓷的总称。传统陶瓷（普通材料）是指用天然原料制成的黏土类陶瓷，这类陶瓷质硬，不导电，易于加工成型，成本低，产量大。缺点是耐高温和绝缘性不如特种陶瓷。原料：长石，石英，粘土，高龄土，绢云母，滑石，石灰。?加入（MgO，ZnO，BaO，Cr2O3等）提高强度；加入（Al2O3?，ZrO2等）提高强度和热稳定性；? 传统陶瓷：1.日用陶瓷 性能要求：白度，光洁度，热稳定性，机械强度，热稳定性 用途：日用器皿，工艺品艺术品等 2. 建筑陶瓷 性能要求：强度，热稳定性 用途：地面，墙壁，管道，卫生洁具等. 3. 电工陶瓷（高压瓷） 性能要求：强度，介电性能和热稳定性. 用途：隔电，支持及连接，绝缘器件4. 化工陶瓷 性能要求：耐蚀性. 用途：实验器皿，耐热容器，管道，设备。 2、陶瓷材料的分类按化学成分分类：(1)氧化物陶瓷。氧化物陶瓷种类繁多，在陶瓷家族中占有非常重要的地位。最常用的氧化物陶瓷是用Al2O3、SiO2、MgO、ZrO3、CeO2，CaO．Cr2O3及莫莱石(3Al2O3.2SiO4)和尖晶石(MgAl2O3)等。陶瓷中的Al2O3和SiO2相当于金属材料中的钢铁和铝合金一样被广泛应用。 （2）碳化物陶瓷。碳化物陶瓷～般具有比氧化物更高的熔点。最常用的是SIC、SC