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第六章非金属材料

6.1高分子材料

一、概述

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主要成分—高分子化合物（分子量大，一般在10~10）

天然高分子材料—松香、天然纤维、蛋白质、天然

橡胶。

人工合成高分子材料—塑料、合成橡胶、合成纤维

（涤纶等）。

高聚物结构特点—由一种或几种简单低分子化合物重复

连接而成链状结构。如聚乙烯、聚氯乙烯

分别由乙烯、氯乙烯聚合而成。

分类—塑料、橡胶、纤维。

性能特点

低强度——σ≈100MPa

b

高弹性——如橡胶的弹性变形率为100~1000%，金属一般为1%；

低弹性模量——塑料和橡胶分别为金属的1/10和1/1000。

高耐磨性———比金属好，如汽车外轮胎。

高绝缘性

低耐热性

低导热性——是金属的1/100~1/1000

高热膨胀性——约为金属的3~10倍

高耐腐蚀性——耐酸、碱等。

老化——受氧、光、热、机械力等长时间作用后，性能逐渐恶化。

二、工程塑料

组成

合成树脂—高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。

添加剂—填料或增强、增塑、固化、润滑、稳定、着色、

阻燃剂等。

分类

热塑性塑料—加热软化，冷却后又硬化成形，可反复进

行。加工成型简便，机械性能较好；耐热

性和刚性较差。如聚乙烯

热固性塑料—受热固化后，不会再受热软化。机械性能

差；耐热性和刚性较好。如酚醛树脂、环

氧树脂。

三、橡胶

高弹性，变形量100~1000%；弹性模数低，仅1MN/m。

天然橡胶—耐油和耐溶剂性差，易老化，不耐高温。

合成橡胶—如，丁苯橡胶、氯丁橡胶。

用途——轮胎，工业、生活及医疗用品。

特种橡胶——耐高、低温，耐酸、碱、油，辐射等的

橡胶。

常用工程塑料

有机玻璃（PMMA)——密度仅玻璃的一半，σb=42~50MPa，比普通玻璃高

7~18倍。用于透明件，装饰件，绝缘件。

聚氯乙烯（PVC）——σb=30~60MPa，使用温度-15~55℃。硬PVC耐油、耐

蚀，用于化工管道，电器绝缘材料及电线绝缘层、套管。软PVC富有

弹性，用作非食品包装薄膜。

聚丙烯PP——刚性大,重量轻，耐热（-35~121℃），绝缘性优越。用于机械

零件（法兰，齿轮），化工容器、管道，电器外壳等。

ABS塑料——硬、韧、刚的混合特性较好；容易电镀。用于零件（齿轮，泵叶

轮,轴承等,电机、仪表外壳，管道，汽车零件及车身。

聚酰胺（PA,尼龙）——耐磨,减摩性及韧性好。耐蚀,无毒。用于耐磨,耐蚀的

承载转动零件（齿轮,轴承,螺钉和螺母等小型零件）。

酚醛树脂（P）——如热固性酚醛树脂（胶木）,耐磨、性脆；绝缘性好（不小

于10KV）；耐热、不耐碱。用于电器插座，开关，机，仪表盒；汽

车刹车片,内燃机曲轴皮带轮,齿轮,耐酸泵等；日用非食物器皿。

6.2陶瓷材料

陶瓷——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，由无机非金属化

合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料

性能

力学性能——刚性、硬度、脆性大，抗压强度

大，抗拉强度、塑韧性低。

熔点高、高温下不易氧化，但不耐温度的急剧变化

。耐蚀性、绝缘性好。

分类及用途

普通陶瓷——日用，建筑卫生，电器（绝缘），化

工等用途。

特种陶瓷——氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶

瓷、氮化硼陶瓷、氧化物陶瓷等，用于电容器，压电

，磁性，电光，高温零件等。