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第2节 金属材料 一、概念及其分类 金属材料是指金属单质及合金构成的材料。 金属特性：良好的导电导热性、金属光泽、大多具有超导性、良好的反射性和塑性变形能力、不透明等。 金属分为黑色金属和有色金属 第2节 金属材料 二、黑色金属 黑色金属是指铁,锰,铬及其合金材料。 最重要的是钢铁：铁和碳所形成的系列合金的总称。 纯铁（熟铁）：含碳低于0.04％，强度低、硬度低、塑性好。 铸铁（生铁）：含碳大于2％，硬而脆、几乎没有塑性、硬度高，历史悠久，我国春秋时期已发明了生铁冶铸技术。 钢：含碳在0.04-2％之间，兼有两者优点，强度高、韧性和塑性好，碳钢、合金钢。 第2节 金属材料 二、黑色金属 转炉炼钢（英国贝塞麦 1854年试射炮弹时担心铸铁承受不了爆炸力，导致他研究新炼钢方法，1.22米容器下部有6个进风口，温度上升到1600℃，30分钟就可以炼1炉钢，后改为向一侧倾倒，即“转炉”，1857年获专利。 电炉炼钢：可以冶炼各种性能的合金钢。 平炉炼钢：钢质稳定，一直沿用至今 近年新钢铁种类：低合金超高强度钢（飞机起落架、火箭外壳、常规武器的承力零件）超低温奥氏体钢（-269摄氏度下具有良好的力学性能） 第2节 金属材料 三、有色金属 1.普通有色金属 铝及其合金：资源丰富，成本较低，塑性好，可冷拔成细丝。 铜及其合金：电气、仪表、造船、机械制造等工业广泛应用。 钛及其合金：强度高、耐高温、耐腐蚀，资源丰富，加工复杂，成本高。 锂：1817年瑞典化学家阿尔费德松发现。密度比水小一半。 镍：1715年由瑞典化学家克朗斯塔特在“铜怪”的矿石中发现。（因与铜色泽相同，但无法提炼出铜，以为山神作怪） 2.稀有金属 稀土金属：钪,钇,镧和锕系17种元素。被称为冶金工业的维生素。 第2节 金属材料 四、几种新兴金属材料简介 1.彩色不锈钢（彩钢）：根据光的干涉原理，设法在不锈钢表面形成一层无色透明的致密的钝化薄膜（氧化膜）。 保持了金属的光泽，色调艳丽，耐蚀性强、耐热性好、较好的耐磨性。 室内装潢、广告、工艺品、包装… 2.金属玻璃（非晶态合金）：106℃/秒的冷却速度，刚柔并济，但不透明。 硬度是常规钢材的两倍，耐腐蚀性比最好的不锈钢高100倍。 军事上制造导弹和装甲车、体育上用在高尔夫球杆上、电脑和手机外壳… 思考题2 第3节 无机非金属材料 天然无机非金属材料、硅酸盐材料、新型硅酸盐材料 一、天然无机非金属材料 天然石料(石灰石,长石,石膏)、天然矿土(粘土,高岭土)、天然纤维(石棉) 二、硅酸盐材料 陶瓷:陶和瓷的总称，分为传统陶瓷和先进陶瓷(高性能陶瓷，精细陶瓷等)。不破的陶瓷,能透光的陶瓷,压电陶瓷 玻璃:石英石加入纯碱和石灰石在1500℃烧制而成。钢化玻璃,光导纤维 ，玻璃幕墙 水泥：以生石灰和粘土为主要原料烧制而成。 耐火材料 ：能耐1580℃以上高温的材料，金属冶炼炉、锅炉、窑炉等都必须使用耐火材料作内衬绝热层。 氧化铝陶瓷(刚玉),碳化硅陶瓷等 第4节 有机高分子材料 一、高分子的概念及分类 由一种或几种结构单元聚合而成，分子量通常十几万或几十万。又称高聚合物。 根据来源可分为： 天然：纤维素、淀粉 合成：聚乙烯、聚丙烯 半合成：醋酸纤维素 根据合成反应特点： 聚合物、缩合物、开环聚合物 根据性质和用途： 塑料、橡胶、纤维 第4节 有机高分子材料 二、高分子材料发展历史 1812年用酸水解树皮等，得到淀粉。 “橡胶”最早认识是印第安人，“卡乌巧乌” 1823年，苏格兰人马幸托斯创办了雨衣厂，但很快倒闭了。 1839年古德意发现天然橡胶与松节油、硫磺共热可改变性能，化学上叫高分子化学改性，工业上叫硫化处理。 1864年，舍恩拜因用棉纤维经硝酸、硫酸混合液处理，发明了火药棉。 1865年帕克尔对胶棉处理，得到第一种人造塑料------赛璐珞。 1892年克罗斯以木纤维生产粘胶纤维。 化学改性到人工合成 第4节 有机高分子材料 三、传统的三大合成材料 2.合成纤维 粮棉争地，另辟蹊径；尼龙问世，巧夺天工；姹紫嫣红，大放异彩；以假乱真，造福人类 1913年德国化学家科拉特首先开始合成纤维 1938年杜邦公司建成第一座尼龙66工厂 涤纶、腈纶、锦纶、丙纶—四大纶 “仿生化”：仿棉、仿麻、仿皮等 1939年尼龙丝袜在纽约 首次公开销售《纽约时报》 第4节 有机高分子材料 三、传统的三大合成材料 3.塑料 人造“象牙”，能伸能屈；酚醛塑料，冷热均灵；塑料之王，神通广大；错误导致奇迹，导电塑料 1万美元，征求象牙替代品，1869年，海厄特发明了赛璐珞（硝化纤维素经植物油和樟脑软化制成） 19