第十章 高分子材料陶瓷材料及复合材料.ppt

第十章第十章 高分子材料、陶瓷材料及高分子材料、陶瓷材料及复合材料复合材料 本章本章主要内容主要内容第一节 高分子材料第二节 陶瓷材料第三节 复合材料第一第一节节 高分子材料高分子材料一、高分子材料高分子材料高分子化合物：相对分子质量大于5000的有机化合物的总称，又称聚合物或高聚物高分子材料：以高分子化合物为主要组成部分的材料，又称聚合物材料或高聚物材料高分子化合物的大分子具有链状结构单体：可以聚合生成大分子链的低分子有机化合物链节：大分子链中的重复结构单元聚合度：大分子链中链节的重复次数 第十章第十章第十章第十章 高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料二、高聚物的合成单体聚合为高聚物的基本方法：加成聚合（简称加聚）和缩合聚合（简称缩聚）两种（一）加成聚合加聚反应：单体经反复多次的相互加成生成高分子化合物的反应均聚物：由一种单体经加聚而成的高聚物，如聚乙烯共聚物：由两种或几种单体同时加聚所生成的高聚物，如ABS工程塑料加聚反应所得高聚物具有和单体相同的成分（二）缩合聚合缩聚反应：具有两个或两个以上官能团的单体互相缩合聚合而成高聚物的反应均缩聚反应：同一种单体分子间进行的缩聚反应，其产物称均缩聚物缩聚反应所得高聚物具有和单体不同的成分三、高聚物结构的特点大分子链间作用力：四、高聚物的物理状态四、高聚物的物理状态 物理状态：玻璃态物理状态：玻璃态高弹态高弹态粘流态粘流态五、高聚物的分类（1）按合成反应分有加聚聚合物和缩聚聚合物（2）按高聚物的热性能及成型工艺特点分为热固性和热塑性热固性高聚物：加热加压成型后，不再熔融或改变形状的高聚物热塑性高聚物：加热软化或熔融，冷却固化的过程可反复进行的高聚物（3）按用途分有塑料、橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等六、常用高分子材料：塑料、橡胶、胶粘剂常用高分子材料塑料塑料塑料：以合成树脂为基本原料，加入各种添加剂后在一定温度、压力下塑制成型的材料（一）组成1、合成树脂：决定塑料性能和使用范围的主要组成物，起粘结其它组分的作用2、添加剂（1）填充剂：调整塑料性能，提高强度，节约树脂用量，降低塑料成本（2）增塑剂：用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂（3）稳定剂：防止受热、光等的作用使塑料过早老化（4）润滑剂：防止成型时产生粘模，并增加流动性（5）固化剂：使树脂具有网状体型结构，成为稳定和坚硬的塑料制品（6）着色剂：具有不同色彩（二）塑料的分类按使用性能分为通用塑料和工程塑料1、通用塑料：非结构塑料。如聚乙烯等2、工程塑料：可作为结构材料，如ABS，有机玻璃等按树脂的热性能分为热塑性塑料和热固性塑料1、热塑性塑料：加热时软化并熔融，可加工成型，并能反复使用。如聚氯乙稀、ABS塑料等2、热固性塑料：初加热时软化，可塑造成形，但固化后再加热将不再软化和熔融，也不溶于有机溶剂。如酚醛塑料（三）性能1、物理性能：（1）密度小（2）热学性能：良好的绝热性（3）耐热性较差，遇热易老化、分解（4）绝缘性较好2、化学性能：耐蚀性3、力学性能：（1）强度、刚度和韧性低（2）蠕变和应力松弛：粘弹性造成的蠕变：应力保持恒定条件下，应变随时间的发展而增加的现象应力松弛：应变保持恒定条件下应力不断降低的现象，如水龙头垫圈（3）减摩性（四）常用的工程塑料第二第二节节 陶瓷材料陶瓷材料一、概述陶瓷分为传统陶瓷和特种陶瓷两大类传统陶瓷（普通陶瓷）传统陶瓷（普通陶瓷）：以粘土为主要原料，经粉碎、成型、烧成而成的产品特种陶瓷（新型陶瓷）特种陶瓷（新型陶瓷）：用化工原料采用烧结工艺制成的具有各种力学性能、物理或化学性能的陶瓷二、陶瓷的组成相及其结构（一）晶体相：是陶瓷的主要组成相（1）氧化物结构（2）硅酸盐结构（二）玻璃相：从熔融液态冷却时不进行结晶的非晶态固体，熔点低，热稳定性差（三）气相：陶瓷组织内部残留下来的气孔，造成应力集中第十章第十章第十章第十章 高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料三、陶瓷的性能及应用（一）物理性能1、热学性能（1）高熔点（2）导热性差（3）热膨胀系数低2、电学性能：良好的绝缘体3、光学性能4、磁学性能（二）力学性能1、塑性与韧性差2、强度低3、硬度陶瓷的硬度在各类材料中最高分类及应用：第三第三节节 复合材料复合材料一、概述（一）概念：由两种或两种以上化学成分不同或组织结构不同的物质，经人工合成获得的多相材料（二）分类1、按材料的用途分为结构复合材料和功能复合材料结构复合材料是利用其力学性能制作各种结构和零件功能复合材料是利用其力学性能制作各种结构和零件2、按增强材料的物理形态分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料及层叠复合材料3、按基体类型分为非金属基体及金属基体第十章第十章第十章第十章 高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料高分子材料、陶瓷材料及复合材料金属高分子陶瓷复合材料复合材料二、复合材料的性能（一）比强度和比模量高（二）抗疲劳性能好（三）减振性能好（四）高温性能好（五）工作安全性好三、常用复合材料（一）纤维增强复合材料：纤维增强材料均匀分布在基体材料内所组成的材料，应用最广泛（二）颗粒增强复合材料：由一种或多种颗粒均匀分别在基体材料内所组成的材料（三）层叠复合材料：由两层或两层以上材料叠合而成的材料本章到此结束。