材料分類及加工工藝課件

第一節(jié)材料的性能、分類與特征一、材料的性能第一節(jié)材料的性能、分類與特征一、材料的性能二、材料的類型★按凝聚狀態(tài)★固態(tài)材料中按存在狀態(tài)★根據材料的尺寸★按用途和使用領域★按材料的物理和化學性質★按開發(fā)、使用的時間長短及先進性等：傳統(tǒng)材料（如普通鋼材、通用塑料、日用陶瓷等）和新型材料（也稱為先進材料如超導材料、納米材料、智能材料等）。二、材料的類型★按凝聚狀態(tài)★固態(tài)材料中按存在狀態(tài)按凝聚狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)按凝聚狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)根據材料的尺寸一維材料二維材料三維材料（纖維及晶須）薄膜（塊體）根據材料的尺寸一維材料二維材料三維材料（纖維及晶須）薄膜（塊按用途和使用領域建筑機械生物能源包裝醫(yī)學航空電工按用途和使用領域建筑機械生物能源包裝醫(yī)學航空電工★按工程材料的化學組成、組合鍵的特點：（最常用最有價值分類）金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類★按工程材料的化學組成、組合鍵的特點：（最常用最有價值分類材料分類及加工工藝課件三、各類材料的特征1.金屬材料的特征優(yōu)點：★兼有良好力性(較高強度、剛度、塑性、韌性)★某些理化性能良好（導電、導熱性等)★較好的工藝性★價格便宜或適中★大量用作結構材料，部分用作功能材料缺點：資源有限，特高溫及特殊介質中不能勝任。三、各類材料的特征1.金屬材料的特征優(yōu)點：2.無機非金屬材料的特征

優(yōu)點：優(yōu)良理、化性能(耐蝕、光、電、熱學性能，絕緣性能等)極好的耐高溫性能原料來源廣泛主要用在特殊場合(特殊陶瓷)及日常(傳統(tǒng)陶瓷)缺點：性脆、難加工，可靠性差。2.無機非金屬材料的特征4.復合材料的特征（兩種或多種材料復合而成）

優(yōu)點：具有單一材料所不具備的優(yōu)異性能；可按需要進行人為設計、制造。缺點：目前性能高、價格貴3.高分子材料的特征優(yōu)點：較高彈性、耐磨性、絕緣性、抗腐蝕性重量輕，加工性好，原料豐富缺點：力性尤其強度低；不耐高溫（≤300℃）；易老化易燃。4.復合材料的特征（兩種或多種材料復合而成）3.高分第二節(jié)常見的材料制備、加工與處理技術一、從原料到材料金屬材料冶煉陶瓷材料燒結有機聚合物反應合成二、從材料到零件1.成形加工（鑄造、壓力、焊接、粘接）——無屑成形2.切削加工（刃具、光能、聲能、電能、電化學能）——有屑成形3.熱處理加工4.表面改性加工第二節(jié)常見的材料制備、加工與處理技術一、從原料到材料金屬材第三節(jié)常見工程材料一、工業(yè)材料的“脊梁”——鋼鐵1.鋼鐵是怎樣煉成的鐵礦石煉鐵煉鋼鑄錠軋制鋼材鑄造生鐵圖1-3鋼鐵生產的基本流程第三節(jié)常見工程材料一、工業(yè)材料的“脊梁”——鋼鐵1.材料分類及加工工藝課件2.鋼的分類及常用鋼（1）按化學成分分類1）碳鋼和合金鋼碳鋼低碳鋼：C%<0.25%中碳鋼：C%：0.25%～0.60%高碳鋼：C%>0.6%超高碳鋼：C%>1.0%合金鋼低合金鋼：M%<≤5%中合金鋼：M%<5%～10%高合金鋼：M%>10%2.鋼的分類及常用鋼（1）按化學成分分類碳鋼合金鋼（2）按用途分類1）結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼；A結構鋼分為工程結構用鋼和機械結構用鋼；B工具鋼分為刃具鋼、量具鋼和模具鋼；C特殊性能鋼有耐蝕鋼、耐磨鋼、耐熱鋼和特殊物理性能鋼。（3）按冶金質量1）按鋼中S、P含量：普通鋼、優(yōu)質鋼、高級優(yōu)質鋼和特級優(yōu)質鋼；2）按脫氧程度：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。（2）按用途分類1）結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼；（3）按冶金普通碳素結構鋼用途

鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構件。多邊型角鋼螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼建筑構件鋼橋梁普通碳素結構鋼用途鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構件優(yōu)質碳素結構鋼用途

較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。汽車曲軸優(yōu)質碳素結構鋼用途較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等碳素工具鋼用途

螺紋量規(guī)碳素工具鋼用途螺紋量規(guī)3.鑄鐵的分類及常用鑄鐵依據鑄鐵的化學成分、結晶形態(tài)和組織性能不同，可分為普通鑄鐵和合金鑄鐵兩類3.鑄鐵的分類及常用鑄鐵片狀石墨球狀石墨蠕蟲狀石墨團絮狀石墨灰鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵可鍛鑄鐵圖1-5灰口鑄鐵中石墨形態(tài)片狀石墨球狀石墨蠕蟲狀石墨團絮狀石墨灰鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵可①

有色重金屬：銅、鎳、錫、鉛、銻、鈷、汞等

它們的密度較大，約為7~11g/cm3。②有色輕金屬：鋁、鎂、鈣、鉀、鈉、鋇等它們的密度小于5g/cm3。③貴金屬：金、銀及鉑族金屬（鉑、銠、鈀、銥、鋨、釕）等因其價值比一般金屬貴得多而得名這些金屬在空氣中不會被氧化。④稀有金屬：在80余種有色金屬元素中其中大約50種被認為是稀有金屬

二、豐富多彩的有色金屬①有色重金屬：銅、鎳、錫、鉛、銻、鈷、汞等二、豐富多彩的有材料分類及加工工藝課件1.上天用得最多的材料——鋁合金鋁是自然界蘊藏量最豐富的金屬，約占地殼質量的8%左右優(yōu)點：質量輕，比強度大

良好的導電、導熱性；耐蝕性好等2.又輕又強的材料——鈦合金優(yōu)點：優(yōu)異的耐蝕性和高溫性能，高的比強度；缺點：工藝性能差，切削加工困難，硬度低（約70～74HB），抗磨性差。1.上天用得最多的材料——鋁合金優(yōu)點：質量輕，比強度大2.3.

最早應用的金屬——銅及銅合金特點：①較好的理化性能導電材料，導熱（純銅，汽車散熱器）；抗大氣、海水腐蝕（黃銅）。②良好的加工性易冷成形，且鑄造銅合金，有良好鑄造性能。③某些特有性能優(yōu)良減摩性和耐磨性（青銅和部分黃銅，滑動軸承或蝸輪等）高的σe和σ-1（鈹青銅，彈性元件）。④色澤美觀3.最早應用的金屬——銅及銅合金特點：銅及銅合金銅白銅（銅鎳合金）青銅黃銅（銅鋅合金）銅及銅合金銅白銅（銅鎳合金）青銅黃銅（銅鋅合金）三、古老又年輕的無機非金屬材料1.陶瓷（圖片）2.玻璃3.水泥三、古老又年輕的無機非金屬材料1.陶瓷（圖片）2.玻璃3陶瓷按其概念和用途不同，可分為兩大類，即普通陶瓷和特種陶瓷。根據陶瓷坯體結構及其基本物理性能的差異，陶瓷制品可分為陶器和瓷器。傳統(tǒng)的無機非金屬材料之一：陶瓷陶瓷按其概念和用途不同，可分為兩大類，即普通陶瓷和特種陶瓷。27普通陶瓷即傳統(tǒng)陶瓷，是指以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經過粉碎混練、成型、煅燒等過程而制成的各種制品。包括日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、電瓷以及其它工業(yè)用陶瓷。見表0-1。普通陶瓷即傳統(tǒng)陶瓷，是指以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經28表0-1普通陶瓷的分類方法表0-1普通陶瓷的分類方法29特種陶瓷是用于各種現代工業(yè)及尖端科學技術領域的陶瓷制品。包括結構陶瓷和功能陶瓷。結構陶瓷主要用于耐磨損、高強度、耐高溫、耐熱沖擊、硬質、高剛性、低膨脹、隔熱等場所。功能陶瓷主要包括電磁功能、光學功能、生物功能、核功能及其它功能的陶瓷材料。特種陶瓷是用于各種現代工業(yè)及尖端科學技術領域的陶瓷制品。包括30常見高溫結構陶瓷包括：高熔點氧化物、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物。功能陶瓷包括:裝置瓷（即電絕緣瓷）、電容器陶瓷、壓電陶瓷、磁性陶瓷（又稱為鐵氧體）、導電陶瓷、超導陶瓷、半導體陶瓷（又稱為敏感陶瓷）、熱學功能陶瓷（熱釋電陶瓷、導熱陶瓷、低膨脹陶瓷、紅外輻射陶瓷等）、化學功能陶瓷（多孔陶瓷載體等）、生物功能陶瓷等。常見高溫結構陶瓷包括：高熔點氧化物、碳化物、硼化物、氮化物、31根據陶瓷坯體結構及其基本物理性能的差異，陶瓷制品可分為陶器和瓷器，見表0-2。陶器包括粗陶器、普陶器和細陶器。陶器的坯體結構較疏松，致密度較低，有一定吸水率，斷口粗糙無光，沒有半透明性，斷面成面狀或貝殼狀。根據陶瓷坯體結構及其基本物理性能的差異，陶瓷制品可分為陶器和32吸水率（%）特征陶器粗陶器>15不時施釉，制作粗糙普通陶器≤12斷面顆粒較粗，氣孔較大，表面施釉，制作不夠精細細陶器 ≤15斷面顆粒較細，氣孔較小，施釉或不施釉，制作不夠精細瓷器炻瓷器≤3透光性差，通常胎體較厚，呈色，斷口呈石狀，制作精細普通瓷器≤1有一定透光性，斷而呈石狀或貝殼狀，制作精細細瓷器≤0.5透光性好，斷面細膩，呈貝殼狀，制作精細性質及特征類別表0-2中國日用瓷分類標準吸水率特征陶器粗陶器>15不時施釉，制作粗糙普通陶器≤12斷33材料分類及加工工藝課件傳統(tǒng)的無機非金屬材料之二：玻璃玻璃是由熔體過冷所制得的非晶態(tài)材料。根據其形成網絡的組分不同可分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等，其網絡形成劑分為SiO2、B2O3和P2O5。習慣上玻璃態(tài)材料可分為普通玻璃和特種玻璃兩大類。普通玻璃是指采用天然原料，能夠大規(guī)模生產的玻璃。普通玻璃包括日用玻璃、建筑玻璃、微晶玻璃、光學玻璃和玻璃纖維等。傳統(tǒng)的無機非金屬材料之二：玻璃玻璃是由熔體過冷所制得的非晶35特種玻璃（亦稱為新型玻璃）是指采用精制、高純或新型原料，通過新工藝在特殊條件下或嚴格控制形成過程制成的一些具有特殊功能或特殊用途的玻璃。特種玻璃包括SiO2含量在85%以上或55%以下的硅酸鹽玻璃、非硅酸鹽氧化物玻璃（硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽、碲酸鹽、鋁酸鹽及氧氮玻璃、氧碳玻璃等）、非氧化物玻璃（鹵化物、氮化物、硫化物、硫鹵化物、金屬玻璃等）以及光學纖維等。根據用途不同，特種玻璃分為防輻射玻璃、激光玻璃、生物玻璃、多孔玻璃、非線性光學玻璃和光纖玻璃等。特種玻璃（亦稱為新型玻璃）是指采用精制、高純或新型原料，通過36傳統(tǒng)的無機非金屬材料之三：水泥水泥是指加入適量水后可成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能夠將砂、石等材料牢固地膠結在一起的細粉狀水硬性材料。傳統(tǒng)的無機非金屬材料之三：水泥水泥是指加入適量水后可成塑性37水泥的種類很多，按其用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類；按其所含的主要水硬性礦物，水泥又可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以工業(yè)廢渣和地方材料為主要組分的水泥。目前水泥品種已達一百多種。水泥的種類很多，按其用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥和特38通用水泥為大量土木工程所使用的一般用途的水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥等。專用水泥指有專門用途的水泥，如油井水泥、砌筑水泥等特性水泥則是某種性能比較突出的一類水泥，如快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應力鋁酸鹽水泥等。通用水泥為大量土木工程所使用的一般用途的水泥，如硅酸鹽水泥、39四、多姿多彩的高分子材料1.塑料2.橡膠3.纖維4.膠粘劑和涂料天然橡膠+硫磺四、多姿多彩的高分子材料1.塑料2.橡膠3.纖維4.塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，約107~108Pa。溫度稍高些，受力形變可達百分之幾至幾百。有些塑料的形變是可逆的，有些塑料的形變是永久的。

根據塑料受熱時行為的不同，分為熱塑性和熱固性塑料兩類。前者受熱時可以塑化和軟化，冷卻時則凝固成形，再加熱又可塑化軟化。聚乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯等都屬于此類；后者在受熱時可塑化和軟化，并通過化學反應，使之固定成型，但冷卻后不能再加熱軟化，酚醛塑料就屬此類。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，約107~108Pa。溫度41橡膠的特點是室溫彈性高，即使在很小的外力作用下，也能產生很大的形變（可達1000%），外力去除后，能迅速恢復原狀。其彈性模量小，約105~104Pa。常用的橡膠有天然橡膠（異戊橡膠）、丁苯橡膠、順丁橡膠（聚丁二烯）、乙丙橡膠和硅橡膠等。橡膠的特點是室溫彈性高，即使在很小的外力作用下，也能產生很大4243

1839年英國人古特異(Goodyear)在天然橡膠中加入硫磺，首次合成硫化橡膠；硫化橡膠天然橡膠431839年英國人古特異(Goodyear)441832-1845年，人們用硝酸處理纖維索，得到硝化纖維；1872年，革新硝化纖維工藝，獲得celluloid“賽璐璐”材料；1884年，賽璐璐用來制作照相底片、電影膠片等；1855年，法國人奧德馬爾制得硝化纖維人造絲；賽璐璐人造絲44賽璐璐人造絲451872年，德國的拜爾發(fā)現苯酚和甲醛在酸性介質中反應形成樹脂狀物質1907年，比利時人貝克蘭德在拜爾等人的研究基礎上制得酚醛樹脂；1927年，美國的杜邦公司合成尼龍66；酚醛樹脂尼龍66451872年，德國的拜爾發(fā)現苯酚和甲醛在酸性介質中反應形成46聚乙烯1933年，英國的Robsin制得聚乙烯；1941年，英國制備出滌綸纖維，在中國的俗稱就是大家熟悉的“的確良”；1950年起，齊格勒催化劑的出現促使新型高分子材料大量出現。滌綸纖維的確良布料46聚乙烯1933年，英國的Robsin制得聚乙烯；滌綸纖纖維的彈性模量較大，約109~1010Pa。受力時，形變不超過百分之二十。纖維大分子沿軸向作規(guī)則排列，其長徑比較大，在較廣的溫度范圍（-50~150℃）內，機械性能變化不大。常用的合成纖維有尼龍、滌綸、晴綸和維尼綸等。纖維的彈性模量較大，約109~1010Pa。受力時，形變不超47膠粘劑是指在常溫下處于粘流態(tài)，當受到外力作用時，會產生永久變形，外力撤去后又不能恢復原狀的高聚物。有時把聚合后未加工成型的高聚物稱為樹脂，以區(qū)分加工后的塑料或纖維制品，如電木未固化前稱酚醛樹脂，滌綸纖維未紡織前稱滌綸樹脂。膠粘劑是指在常溫下處于粘流態(tài)，當受到外力作用時，會產生永久變48材料分類及加工工藝課件五、博采眾長的復合材料1.天然的復合材料：樹葉、竹子（纖維素+木質纖維）2.人工的復合材料金屬基非金屬基（1）按基體（2）按結構特點纖維增強復合材料夾層復合材料細粒復合材料混雜復合材料樹脂復合材料W525連續(xù)碳纖維復合材料五、博采眾長的復合材料1.天然的復合材料：樹葉、竹子（纖維第三節(jié)未來材料的發(fā)展一、各種材料的發(fā)展趨勢金屬在結構材料中仍占主要位置功能陶瓷將會有更大發(fā)展有機高分子材料將得到更大發(fā)展先進復合材料有發(fā)展，但應用收限制碳素材料將得到更大發(fā)展第三節(jié)未來材料的發(fā)展一、各種材料的發(fā)展趨勢金屬在結構材二、新材料開發(fā)及應用目的是人工制造耐超高溫、耐超高壓、超高強度、高速信息傳輸和在常溫下表現超導等特殊性能的材料新材料主要有：新金屬材料，如非晶態(tài)合金；新陶瓷材料，如精細陶瓷；高分子材料，如高性能碳纖維增強材料；復合材料。今后材料科學將朝著高功能化、超高性能化、復雜化和智能化的方向發(fā)展二、新材料開發(fā)及應用目的是人工制造耐超高溫、耐超高壓超導材料納米材料智能材料生態(tài)環(huán)境材料超導材料應用樹狀圖超導材料超導材料應用樹狀圖智能材料的動作流程超導材料納米材料智能材料生態(tài)環(huán)境材料智能材料的動作流程超導材料一般飛機上檢測環(huán)境的傳感器超導材料納米材料智能材料生態(tài)環(huán)境材料一般飛機上檢測環(huán)境的傳感器超導材料第一節(jié)材料的性能、分類與特征一、材料的性能第一節(jié)材料的性能、分類與特征一、材料的性能二、材料的類型★按凝聚狀態(tài)★固態(tài)材料中按存在狀態(tài)★根據材料的尺寸★按用途和使用領域★按材料的物理和化學性質★按開發(fā)、使用的時間長短及先進性等：傳統(tǒng)材料（如普通鋼材、通用塑料、日用陶瓷等）和新型材料（也稱為先進材料如超導材料、納米材料、智能材料等）。二、材料的類型★按凝聚狀態(tài)★固態(tài)材料中按存在狀態(tài)按凝聚狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)按凝聚狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)根據材料的尺寸一維材料二維材料三維材料（纖維及晶須）薄膜（塊體）根據材料的尺寸一維材料二維材料三維材料（纖維及晶須）薄膜（塊按用途和使用領域建筑機械生物能源包裝醫(yī)學航空電工按用途和使用領域建筑機械生物能源包裝醫(yī)學航空電工★按工程材料的化學組成、組合鍵的特點：（最常用最有價值分類）金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類★按工程材料的化學組成、組合鍵的特點：（最常用最有價值分類材料分類及加工工藝課件三、各類材料的特征1.金屬材料的特征優(yōu)點：★兼有良好力性(較高強度、剛度、塑性、韌性)★某些理化性能良好（導電、導熱性等)★較好的工藝性★價格便宜或適中★大量用作結構材料，部分用作功能材料缺點：資源有限，特高溫及特殊介質中不能勝任。三、各類材料的特征1.金屬材料的特征優(yōu)點：2.無機非金屬材料的特征

優(yōu)點：優(yōu)良理、化性能(耐蝕、光、電、熱學性能，絕緣性能等)極好的耐高溫性能原料來源廣泛主要用在特殊場合(特殊陶瓷)及日常(傳統(tǒng)陶瓷)缺點：性脆、難加工，可靠性差。2.無機非金屬材料的特征4.復合材料的特征（兩種或多種材料復合而成）

優(yōu)點：具有單一材料所不具備的優(yōu)異性能；可按需要進行人為設計、制造。缺點：目前性能高、價格貴3.高分子材料的特征優(yōu)點：較高彈性、耐磨性、絕緣性、抗腐蝕性重量輕，加工性好，原料豐富缺點：力性尤其強度低；不耐高溫（≤300℃）；易老化易燃。4.復合材料的特征（兩種或多種材料復合而成）3.高分第二節(jié)常見的材料制備、加工與處理技術一、從原料到材料金屬材料冶煉陶瓷材料燒結有機聚合物反應合成二、從材料到零件1.成形加工（鑄造、壓力、焊接、粘接）——無屑成形2.切削加工（刃具、光能、聲能、電能、電化學能）——有屑成形3.熱處理加工4.表面改性加工第二節(jié)常見的材料制備、加工與處理技術一、從原料到材料金屬材第三節(jié)常見工程材料一、工業(yè)材料的“脊梁”——鋼鐵1.鋼鐵是怎樣煉成的鐵礦石煉鐵煉鋼鑄錠軋制鋼材鑄造生鐵圖1-3鋼鐵生產的基本流程第三節(jié)常見工程材料一、工業(yè)材料的“脊梁”——鋼鐵1.材料分類及加工工藝課件2.鋼的分類及常用鋼（1）按化學成分分類1）碳鋼和合金鋼碳鋼低碳鋼：C%<0.25%中碳鋼：C%：0.25%～0.60%高碳鋼：C%>0.6%超高碳鋼：C%>1.0%合金鋼低合金鋼：M%<≤5%中合金鋼：M%<5%～10%高合金鋼：M%>10%2.鋼的分類及常用鋼（1）按化學成分分類碳鋼合金鋼（2）按用途分類1）結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼；A結構鋼分為工程結構用鋼和機械結構用鋼；B工具鋼分為刃具鋼、量具鋼和模具鋼；C特殊性能鋼有耐蝕鋼、耐磨鋼、耐熱鋼和特殊物理性能鋼。（3）按冶金質量1）按鋼中S、P含量：普通鋼、優(yōu)質鋼、高級優(yōu)質鋼和特級優(yōu)質鋼；2）按脫氧程度：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。（2）按用途分類1）結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼；（3）按冶金普通碳素結構鋼用途

鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構件。多邊型角鋼螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼建筑構件鋼橋梁普通碳素結構鋼用途鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構件優(yōu)質碳素結構鋼用途

較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。汽車曲軸優(yōu)質碳素結構鋼用途較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等碳素工具鋼用途

螺紋量規(guī)碳素工具鋼用途螺紋量規(guī)3.鑄鐵的分類及常用鑄鐵依據鑄鐵的化學成分、結晶形態(tài)和組織性能不同，可分為普通鑄鐵和合金鑄鐵兩類3.鑄鐵的分類及常用鑄鐵片狀石墨球狀石墨蠕蟲狀石墨團絮狀石墨灰鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵可鍛鑄鐵圖1-5灰口鑄鐵中石墨形態(tài)片狀石墨球狀石墨蠕蟲狀石墨團絮狀石墨灰鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵可①

有色重金屬：銅、鎳、錫、鉛、銻、鈷、汞等

它們的密度較大，約為7~11g/cm3。②有色輕金屬：鋁、鎂、鈣、鉀、鈉、鋇等它們的密度小于5g/cm3。③貴金屬：金、銀及鉑族金屬（鉑、銠、鈀、銥、鋨、釕）等因其價值比一般金屬貴得多而得名這些金屬在空氣中不會被氧化。④稀有金屬：在80余種有色金屬元素中其中大約50種被認為是稀有金屬

二、豐富多彩的有色金屬①有色重金屬：銅、鎳、錫、鉛、銻、鈷、汞等二、豐富多彩的有材料分類及加工工藝課件1.上天用得最多的材料——鋁合金鋁是自然界蘊藏量最豐富的金屬，約占地殼質量的8%左右優(yōu)點：質量輕，比強度大

良好的導電、導熱性；耐蝕性好等2.又輕又強的材料——鈦合金優(yōu)點：優(yōu)異的耐蝕性和高溫性能，高的比強度；缺點：工藝性能差，切削加工困難，硬度低（約70～74HB），抗磨性差。1.上天用得最多的材料——鋁合金優(yōu)點：質量輕，比強度大2.3.

最早應用的金屬——銅及銅合金特點：①較好的理化性能導電材料，導熱（純銅，汽車散熱器）；抗大氣、海水腐蝕（黃銅）。②良好的加工性易冷成形，且鑄造銅合金，有良好鑄造性能。③某些特有性能優(yōu)良減摩性和耐磨性（青銅和部分黃銅，滑動軸承或蝸輪等）高的σe和σ-1（鈹青銅，彈性元件）。④色澤美觀3.最早應用的金屬——銅及銅合金特點：銅及銅合金銅白銅（銅鎳合金）青銅黃銅（銅鋅合金）銅及銅合金銅白銅（銅鎳合金）青銅黃銅（銅鋅合金）三、古老又年輕的無機非金屬材料1.陶瓷（圖片）2.玻璃3.水泥三、古老又年輕的無機非金屬材料1.陶瓷（圖片）2.玻璃3陶瓷按其概念和用途不同，可分為兩大類，即普通陶瓷和特種陶瓷。根據陶瓷坯體結構及其基本物理性能的差異，陶瓷制品可分為陶器和瓷器。傳統(tǒng)的無機非金屬材料之一：陶瓷陶瓷按其概念和用途不同，可分為兩大類，即普通陶瓷和特種陶瓷。82普通陶瓷即傳統(tǒng)陶瓷，是指以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經過粉碎混練、成型、煅燒等過程而制成的各種制品。包括日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、電瓷以及其它工業(yè)用陶瓷。見表0-1。普通陶瓷即傳統(tǒng)陶瓷，是指以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經83表0-1普通陶瓷的分類方法表0-1普通陶瓷的分類方法84特種陶瓷是用于各種現代工業(yè)及尖端科學技術領域的陶瓷制品。包括結構陶瓷和功能陶瓷。結構陶瓷主要用于耐磨損、高強度、耐高溫、耐熱沖擊、硬質、高剛性、低膨脹、隔熱等場所。功能陶瓷主要包括電磁功能、光學功能、生物功能、核功能及其它功能的陶瓷材料。特種陶瓷是用于各種現代工業(yè)及尖端科學技術領域的陶瓷制品。包括85常見高溫結構陶瓷包括：高熔點氧化物、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物。功能陶瓷包括:裝置瓷（即電絕緣瓷）、電容器陶瓷、壓電陶瓷、磁性陶瓷（又稱為鐵氧體）、導電陶瓷、超導陶瓷、半導體陶瓷（又稱為敏感陶瓷）、熱學功能陶瓷（熱釋電陶瓷、導熱陶瓷、低膨脹陶瓷、紅外輻射陶瓷等）、化學功能陶瓷（多孔陶瓷載體等）、生物功能陶瓷等。常見高溫結構陶瓷包括：高熔點氧化物、碳化物、硼化物、氮化物、86根據陶瓷坯體結構及其基本物理性能的差異，陶瓷制品可分為陶器和瓷器，見表0-2。陶器包括粗陶器、普陶器和細陶器。陶器的坯體結構較疏松，致密度較低，有一定吸水率，斷口粗糙無光，沒有半透明性，斷面成面狀或貝殼狀。根據陶瓷坯體結構及其基本物理性能的差異，陶瓷制品可分為陶器和87吸水率（%）特征陶器粗陶器>15不時施釉，制作粗糙普通陶器≤12斷面顆粒較粗，氣孔較大，表面施釉，制作不夠精細細陶器 ≤15斷面顆粒較細，氣孔較小，施釉或不施釉，制作不夠精細瓷器炻瓷器≤3透光性差，通常胎體較厚，呈色，斷口呈石狀，制作精細普通瓷器≤1有一定透光性，斷而呈石狀或貝殼狀，制作精細細瓷器≤0.5透光性好，斷面細膩，呈貝殼狀，制作精細性質及特征類別表0-2中國日用瓷分類標準吸水率特征陶器粗陶器>15不時施釉，制作粗糙普通陶器≤12斷88材料分類及加工工藝課件傳統(tǒng)的無機非金屬材料之二：玻璃玻璃是由熔體過冷所制得的非晶態(tài)材料。根據其形成網絡的組分不同可分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等，其網絡形成劑分為SiO2、B2O3和P2O5。習慣上玻璃態(tài)材料可分為普通玻璃和特種玻璃兩大類。普通玻璃是指采用天然原料，能夠大規(guī)模生產的玻璃。普通玻璃包括日用玻璃、建筑玻璃、微晶玻璃、光學玻璃和玻璃纖維等。傳統(tǒng)的無機非金屬材料之二：玻璃玻璃是由熔體過冷所制得的非晶90特種玻璃（亦稱為新型玻璃）是指采用精制、高純或新型原料，通過新工藝在特殊條件下或嚴格控制形成過程制成的一些具有特殊功能或特殊用途的玻璃。特種玻璃包括SiO2含量在85%以上或55%以下的硅酸鹽玻璃、非硅酸鹽氧化物玻璃（硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽、碲酸鹽、鋁酸鹽及氧氮玻璃、氧碳玻璃等）、非氧化物玻璃（鹵化物、氮化物、硫化物、硫鹵化物、金屬玻璃等）以及光學纖維等。根據用途不同，特種玻璃分為防輻射玻璃、激光玻璃、生物玻璃、多孔玻璃、非線性光學玻璃和光纖玻璃等。特種玻璃（亦稱為新型玻璃）是指采用精制、高純或新型原料，通過91傳統(tǒng)的無機非金屬材料之三：水泥水泥是指加入適量水后可成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能夠將砂、石等材料牢固地膠結在一起的細粉狀水硬性材料。傳統(tǒng)的無機非金屬材料之三：水泥水泥是指加入適量水后可成塑性92水泥的種類很多，按其用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類；按其所含的主要水硬性礦物，水泥又可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以工業(yè)廢渣和地方材料為主要組分的水泥。目前水泥品種已達一百多種。水泥的種類很多，按其用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥和特93通用水泥為大量土木工程所使用的一般用途的水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥等。專用水泥指有專門用途的水泥，如油井水泥、砌筑水泥等特性水泥則是某種性能比較突出的一類水泥，如快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應力鋁酸鹽水泥等。通用水泥為大量土木工程所使用的一般用途的水泥，如硅酸鹽水泥、94四、多姿多彩的高分子材料1.塑料2.橡膠3.纖維4.膠粘劑和涂料天然橡膠+硫磺四、多姿多彩的高分子材料1.塑料2.橡膠3.纖維4.塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，約107~108Pa。溫度稍高些，受力形變可達百分之幾至幾百。有些塑料的形變是可逆的，有些塑料的形變是永久的。

根據塑料受熱時行為的不同，分為熱塑性和熱固性塑料兩類。前者受熱時可以塑化和軟化，冷卻時則凝固成形，再加熱又可塑化軟化。聚乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯等都屬于此類；后者在受熱時可塑化和軟化，并通過化學反應，使之固定成型，但冷卻后不能再加熱軟化，酚醛塑料就屬此類。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，約107~108Pa。溫度96橡膠的特點是室溫彈性高，即使在很小的外力作用下，也能產生很大的形變（可達1000%），外力去除后，能迅速恢復原狀。其彈性模量小，約105~104Pa。常用的橡膠有天然橡膠（異戊橡膠）、丁苯橡膠、順丁橡膠（聚丁二烯）、乙丙橡膠和硅橡膠等。橡膠的特點是室溫彈性高，即使在很小的外力作用下，也能產生很大9798

1839年英國人古特異(Goodyear)在天然橡膠中加入硫磺，首次合成硫化橡膠；硫化橡