材料成形基础非精选文档.ppt

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1、材料成形基础非材料成形基础非1本讲稿第一页，共十五页材料成形基础非2 高高分分子子材材料料是是以以高高分分子子化化合合物物（分分子子量量一一般般在在50005000以以上上）为为主主要要成成分分组组成成的的材材料料。常常用用的的有有塑塑料、橡胶纤维、油漆、胶粘剂等。料、橡胶纤维、油漆、胶粘剂等。1.1.塑料塑料 塑塑料料是是以以合合成成树树脂脂为为主主要要成成分分，加加入入填填充充剂剂、增强剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等制成的。增强剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等制成的。（1 1）塑料的特性）塑料的特性 与与金金属属相相比比，塑塑料料的的优优点点是是：质质轻轻、比比强强度度高高，化化学学稳稳定定性性

2、好好，减减摩摩、耐耐磨磨性性好好，电电绝绝缘缘性性优优异异，消消声声和和吸吸震震性性好好，成成形形加加工工性性好好，方方法法简简单单，生生产率高。产率高。本讲稿第二页，共十五页材料成形基础非3塑塑料料的的缺缺点点是是：强强度度、刚刚度度底底，耐耐热热性性差差，易易燃燃烧烧和和易易老老化化，导导热热性性差差，热热膨膨胀胀系系数数大大。为为了了克克服服这这些些缺缺点点，正正在在不不断断研研发发新新型型的的、耐耐热热的的和和高高强强度的塑料。度的塑料。（2 2）塑料的分类及用途）塑料的分类及用途 根根据据树树脂脂在在加加热热和和冷冷却却时时所所表表现现的的性性质质，塑塑料料可分为热塑性塑料和热固性塑

3、料两种。可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。1 1）热塑性塑料）热塑性塑料 热热塑塑性性塑塑料料加加热热时时变变软软，冷冷却却后后变变硬硬，再再加加热热又又可可变变软软，可可反反复复成成形形，基基本本性性能能不不变变，其其制制品品使用的温度低于使用的温度低于120120。本讲稿第三页，共十五页材料成形基础非4 热热塑塑性性塑塑料料成成形形工工艺艺简简单单，可可直直接接经经挤挤塑塑、注注塑、压延、压制、吹塑成形，生产率高。塑、压延、压制、吹塑成形，生产率高。常常用用的的有有聚聚乙乙烯烯（PEPE），适适用用于于薄薄膜膜、软软管管、瓶瓶、食食品品包包装装、药药品品包包装装以以及及承承受受小小载载荷荷

4、的的齿齿轮轮、塑料管、板、绳等；塑料管、板、绳等；聚聚氯氯乙乙烯烯（PVCPVC），适适用用于于如如输输油油管管、容容器器、阀阀门门管管件件等等耐耐蚀蚀结结构构件件以以及及农农业业和和工工业业包包装装用用薄薄膜膜、人人造造革革材材料料（因因材材料料有有毒毒，不不能能包包装装食食品品）等；等；ABSABS应应用用于于机机械械、电电器器、汽汽车车、飞飞机机、化化工工等等行业，如齿轮、叶轮、轴承、把仪表盘等零件；行业，如齿轮、叶轮、轴承、把仪表盘等零件；本讲稿第四页，共十五页材料成形基础非5 有机玻璃（有机玻璃（PMMPPMMP），应用于航空、电子、汽车、仪表等，应用于航空、电子、汽车、仪表等行业中

5、的透明件、装饰件等。行业中的透明件、装饰件等。2 2）热固性塑料）热固性塑料 热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，固化后热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，固化后再加热则不再软化或熔融，不能再成形。再加热则不再软化或熔融，不能再成形。热固性塑料抗蠕变性强，不易变形，耐热性热固性塑料抗蠕变性强，不易变形，耐热性高，但树脂性能较脆，强度不高，成形工艺复杂，高，但树脂性能较脆，强度不高，成形工艺复杂，生产率低。生产率低。常常用用的的有有酚酚醛醛塑塑料料（PFPF），俗俗称称“电电木木”，适适用用于于制制造造开开关关壳壳、插插座座壳壳、水水润润滑滑轴轴承承、耐耐蚀蚀衬衬里、绝缘件以及作复合材料等。里、绝缘件以

6、及作复合材料等。本讲稿第五页，共十五页材料成形基础非6 环环氧氧树树脂脂塑塑料料（EPEP），适适用用于于制制玻玻璃璃纤纤维维增增强强塑塑料料（环环氧氧玻玻璃璃钢钢）、塑塑料料模模具具、仪仪表表、电电器零件，涂覆，包封和修复机件。器零件，涂覆，包封和修复机件。塑塑料料作作为为建建材材继继土土石石、钢钢铁铁、木木材材之之后后正正在在日日益益兴兴起起，又又因因其其密密度度小小，隔隔音音绝绝热热，防防水水，美美观观等等一一系系列列优优点点倍倍受受人人们们喜喜爱爱，正正在在取取代代传传统材料。统材料。作作建筑管材建筑管材用于上、下水、供气、供热等。用于上、下水、供气、供热等。作作塑塑料料门门窗窗更更因

7、因无无需需油油漆漆而而获获得得鲜鲜艳艳的的色色彩彩、隔音、耐湿、保温节能效果都很理想。隔音、耐湿、保温节能效果都很理想。作为作为防水材料防水材料，其性能优于沥青油毡等。，其性能优于沥青油毡等。本讲稿第六页，共十五页材料成形基础非7 其其他他，如如隔隔热热保保温温用用材材，地地板板用用材材，壁壁纸纸，百百叶叶窗窗，楼楼梯梯扶扶手手，踢踢脚脚线线等等等等，各各方方面面都都已已有有广广泛应用。泛应用。2.2.橡胶橡胶 橡橡胶胶是是以以生生胶胶为为主主要要原原料料，加加入入适适量量的的硫硫化化剂剂、软软化化剂剂、填填充充剂剂、防防老老化化剂剂和和骨骨架架材材料料等等而而制制成成的。的。（1 1）橡胶的

8、特性）橡胶的特性 橡橡胶胶的的主主要要的的特特性性是是高高弹弹性性，耐耐蚀蚀性性，有有较较高高的的强强度度和和优优异异的的积积储储能能量量的的能能力力，具具有有耐耐磨磨、隔隔音、绝缘等性能。缺点是易老化。音、绝缘等性能。缺点是易老化。本讲稿第七页，共十五页材料成形基础非8 （2 2）橡胶的分类及用途）橡胶的分类及用途 橡胶按来源分为天然橡胶和合成橡胶两种。橡胶按来源分为天然橡胶和合成橡胶两种。合合成成橡橡胶胶可可分分为为通通用用橡橡胶胶和和特特种种橡橡胶胶。如如丁丁苯苯橡橡胶胶（SBRSBR）、氯氯丁丁橡橡胶胶（CRCR）、丁丁腈腈橡橡胶胶（NBRNBR）和聚氨酯橡胶（）和聚氨酯橡胶（URUR

9、）、氟橡胶等。）、氟橡胶等。在在工工业业上上用用作作运运输输胶胶带带、轮轮胎胎、制制动动件件、管管道道、密密封封件件、减减震震件件、传传动动件件、电电线线、电电缆缆和和绝绝缘缘材材料等。料等。二、二、陶瓷陶瓷 陶陶瓷瓷是是以以天天然然硅硅酸酸盐盐或或人人工工合合成成无无机机化化合合物物为为原料，用粉末冶金法生产的无机非金属材料原料，用粉末冶金法生产的无机非金属材料。它它同同金金属属材材料料、高高分分子子材材料料一一起起被被称称为为三三大大固体材料。固体材料。本讲稿第八页，共十五页材料成形基础非9 1.1.陶瓷的特性陶瓷的特性 陶陶瓷瓷的的硬硬度度很很高高，抗抗压压强强度度高高，耐耐高高温温、耐

10、耐磨磨损、抗氧化和耐蚀性都很好。损、抗氧化和耐蚀性都很好。但但质质脆脆韧韧性性很很差差，受受冲冲击击载载荷荷时时易易碎碎裂裂，急急热急冷条件下性能也较差。热急冷条件下性能也较差。2.2.陶瓷的分类及用途陶瓷的分类及用途 陶陶瓷瓷按按原原料料不不同同分分为为普普通通陶陶瓷瓷和和特特种种陶陶瓷瓷；按按用用途途不不同同分分为为日日用用陶陶瓷瓷和和工工业业陶陶瓷瓷。工工业业陶陶瓷又分为工程结构陶瓷和功能陶瓷。瓷又分为工程结构陶瓷和功能陶瓷。普普通通陶陶瓷瓷又又称称传传统统陶陶瓷瓷、硅硅酸酸盐盐陶陶瓷瓷，其其原原料是粘土、长石、石英等天然硅酸盐矿物。料是粘土、长石、石英等天然硅酸盐矿物。本讲稿第九页，共

11、十五页材料成形基础非10 包包括括日日用用陶陶瓷瓷、建建筑筑陶陶瓷瓷、绝绝缘缘陶陶瓷瓷、化化工工陶陶瓷、多孔陶瓷等。瓷、多孔陶瓷等。特特种种陶陶瓷瓷又又称称近近代代陶陶瓷瓷，其其原原料料是是人人工工合合成成的的金金属属氧氧化化物物、碳碳化化物物、氮氮化化物物、硼硼化化物物、硅硅化化物物等等。特特种种陶陶瓷瓷具具一一些些独独特特的的性性能能，可可满满足足工工程程结构的特殊需要。结构的特殊需要。陶陶瓷瓷材材料料在在机机械械、化化工工、冶冶金金、电电子子、建建筑筑等行业和某些新技术领域中得到了广泛应用。等行业和某些新技术领域中得到了广泛应用。三、复合材料三、复合材料 复复合合材材料料是是由由两两种种

12、或或两两种种以以上上性性质质不不同同的的材材料料，经人工组合而成的多相固体材料。经人工组合而成的多相固体材料。本讲稿第十页，共十五页材料成形基础非11 1.1.复合材料的特性复合材料的特性 复复合合材材料料既既保保留留了了单单一一材材料料各各自自的的优优点点，又又有有单一材料所没有的优良综合性能。单一材料所没有的优良综合性能。其其优优点点是是强强度度高高，抗抗疲疲劳劳性性能能好好，耐耐高高温温、耐耐蚀蚀性性好好，减减摩摩、减减震震性性好好，并并且且制制造造工工艺艺简简单单，可以节省原材料和降低成本。可以节省原材料和降低成本。缺缺点点是是抗抗冲冲击击性性差差、不不同同方方向向上上的的力力学学性性

13、能能存存在在较较大大差异。差异。2.2.复合材料的分类及用途复合材料的分类及用途 复合材料分为基体相和增强相。复合材料分为基体相和增强相。基基体体相相起起粘粘结结剂剂作作用用，增增强强相相起起提提高高强强度度和和韧韧性的作用。性的作用。本讲稿第十一页，共十五页材料成形基础非12 常常用用复复合合材材料料为为纤纤维维增增强强复复合合材材料料、层层叠叠复复合合材料和颗粒复合材料三种。材料和颗粒复合材料三种。（1 1）纤维增强复合材料）纤维增强复合材料 如如玻玻璃璃纤纤维维增增强强复复合合材材料料（俗俗称称玻玻璃璃钢钢）是是用用热热塑塑（固固）性性树树脂脂与与纤纤维维复复合合的的一一种种复复合合材材

14、料料，其其抗抗拉拉、抗抗压压、抗抗弯弯强强度度和和冲冲击击韧韧性性均均有有显显著著提提高。高。主主要要用用于于减减摩摩、耐耐磨磨零零件件及及管管道道、泵泵体体、船船舶壳体等。舶壳体等。（2 2）层叠复合材料）层叠复合材料 层叠复合材料是由两层或两层以上不同材料层叠复合材料是由两层或两层以上不同材料本讲稿第十二页，共十五页材料成形基础非13复复合合而而成成，其其强强度度、刚刚度度、耐耐磨磨、耐耐蚀蚀、绝绝热热、隔隔声、减轻自重等性能分别得到改善。声、减轻自重等性能分别得到改善。主主要要用用于于飞飞机机机机翼翼、火火车车车车厢厢、轴轴承承、垫垫片片等零件。等零件。（3 3）颗粒复合材料）颗粒复合材

15、料 颗颗粒粒复复合合材材料料是是一一种种或或多多种种材材料料的的颗颗粒粒均均匀匀分散在基体内所组成的。分散在基体内所组成的。如如金金属属粒粒和和塑塑料料的的复复合合是是将将金金属属粉粉加加入入塑塑料料中中，改改善善导导热热、导导电电性性能能，降降低低线线膨膨胀胀系系数数，如如将将铅铅粉粉加加入入塑塑料料中中，可可作作防防射射线线辐辐射射的的罩罩屏屏，铅粉加入氟塑料中，可作轴承材料使用。铅粉加入氟塑料中，可作轴承材料使用。本讲稿第十三页，共十五页材料成形基础非14 复复合合材材料料在在机机械械制制造造工工业业中中，已已用用来来制制造造高高强强度度零零件件、化化工工容容器器、汽汽车车车车身身、耐耐腐腐蚀蚀结结构构件件，绝绝缘缘材材料料和和轴轴承承等等。在在建建筑筑、航航天天、原原子子能能等等部部门，复合材料的应用也日益广泛。门，复合材料的应用也日益广泛。下面观看一段录像片下面观看一段录像片本讲稿第十四页，共十五页材料成形基础非15本讲稿第十五页，共十五页