第5章 非金屬材料與復合材料

第5章非金屬材料和復合材料主要內(nèi)容：高分子材料、陶瓷材料、復合材料、其他特殊性能材料性能特點、主要特性、用途。重點和難點：高分子材料、陶瓷材料的性能特點及用途。1一、高分子材料的基本概念高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構成的材料，通常分子量大于10000。高分子化合物可分為有機高分子和無機高分子。有機高分子又包括天然的和人工合成的，其中天然的有松香、淀粉、蛋白質(zhì)等；人工合成的有塑料、橡膠、粘結劑等。無機高分子主要有硅酸鹽材料、玻璃、陶瓷等。松香塑料硅酸鹽水泥塊5.1高分子材料

2聚乙烯分子鏈CH1、高分子化合物的組成由簡單的結構單元重復連接而成。例如由乙烯合成聚乙烯：CH2=CH2+CH2=CH2+→-CH2-CH2-CH2-CH2-，可簡寫成nCH2=CH2→[CH2－CH2]n組成聚合物的低分子化合物稱為單體。聚合物的分子為很長的鏈條，稱為大分子鏈。大分子鏈中重復結構單元(如聚乙烯中[CH2－CH2]n)稱為鏈節(jié)，鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度。聚合物的分子量即為鏈節(jié)分子量與聚合度的乘積。高分子聚合物是由鏈節(jié)相同而聚合度不同化合物的混合物所組成。32、聚合物的反應類型由單體制備高分子化合物的基本方法有加聚反應和縮聚反應。(1)加聚反應由一種或多種單體相互加成，結合為高分子化合物的反應，叫做加聚反應。在該反應過程中沒有產(chǎn)生其他副產(chǎn)物，生成的聚合物的化學組成與單體的基本相同。僅由一種單體發(fā)生的加聚反應稱為均聚反應。例如，氯乙烯合成聚氯乙烯；由兩種以上單體共同聚合稱為共聚反應。例如，苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯共聚。共聚產(chǎn)物稱為共聚物，其性能往往優(yōu)于均聚物。因此，通過共聚方法可以改善產(chǎn)品性能。4(2)縮聚反應縮合聚合反應是指由一種或多種單體互相縮合生成高聚物，同時析出其他低分子化合物(如水、氨、醇、鹵化氫等)的反應。縮聚反應的生成物的化學組成與單體的不同，其命名方法一般是在單體名稱后面加樹脂，如苯酚和甲醛縮聚成線型或體型的高聚物，即酚醛樹酯。53、聚合物的熱行為根據(jù)受熱后性質(zhì)的不同，可將聚合物分為熱塑性聚合物和熱固性聚合物兩種。(1)熱塑性聚合物是具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且不起化學反應，無論加熱和冷卻重復進行多少次，均能保持這種性能。在軟化狀態(tài)下能進行加工，在冷卻至軟化點以下能保持模具形狀。凡具有熱塑性樹脂其分子結構都屬線型。它包括含全部加聚樹脂和部分縮聚樹脂。熱塑性樹脂有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡膠等。熱塑性樹脂的優(yōu)點是加工成型簡便，具有較高的機械能。缺點是耐熱性和剛性較差。6(2)熱固性聚合物在受熱或在固化劑的作用下，能發(fā)生交聯(lián)反應，形成了網(wǎng)狀或體型結構，再加熱時不能熔融塑化，也不溶于溶劑，這類聚合物稱為熱固性聚合物。熱固性聚合物一經(jīng)固化，就不能進行二次加工成型。如酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹脂等。其優(yōu)點是耐熱性較好，受壓不易變形。缺點是物理力學性能較差。74、高分子聚合物的分類及命名(1)分類分類方法類別特性按聚合物的合成反應加聚聚合物由加成聚合反應得到，無副產(chǎn)物縮聚聚合物由縮聚反應得到，有副產(chǎn)物按聚合物的熱行為熱塑性聚合物線型分子結構，受熱結構類型不變，具可塑性及可溶性熱固性聚合物體型分子結構，物理力學性能強，化學穩(wěn)定性好，失去可塑性及可溶性按聚合物的性質(zhì)樹脂及塑料高溫時為粘流態(tài)，常溫下為玻璃態(tài)，有固定形狀合成橡膠具有高彈性合成纖維單絲強度高8(2)命名方法①在生成聚合物的單體名稱之前加“聚”字，如聚乙烯、聚氯乙烯等。②在原料名稱之后加“樹脂”二字，如酚醛樹脂、脲醛樹脂等。③商品名稱，如把聚酰胺纖維稱為尼龍或綿綸等。聚合物的名稱還常用其英文名稱的縮寫字母表示，如聚乙烯——PE，聚氯乙烯——PVC，聚乙烯醇——PVA，丁苯橡膠——SBR，丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚物——ABS樹脂等。95、高分子材料的結構(1)大分子鏈的結構①大分子鏈的柔順性大分子鏈主鏈共價鍵有一定鍵長和鍵角，保持鍵長和鍵角不變時單鍵可任意旋轉(zhuǎn)，稱單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。內(nèi)旋轉(zhuǎn)使大分子鏈卷曲成各種不同形狀，對外力有很大的適應性，這種特性稱為大分子鏈的柔順性。柔順性與單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度有關。10②大分子鏈的形狀按照大分子鏈的幾何形狀，可將高分子化合物分為線型結構、支鏈型結構和體型結構。線型結構高聚物的彈性、塑性好，硬度低，是熱塑性材料。支鏈型結構近于線型結構。體型結構高聚物硬度高，脆性大，無彈性和塑性，是熱固性材料。11(2)高分子的聚集態(tài)固態(tài)高聚物分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩大類，晶態(tài)為分子鏈排列規(guī)則的部分，而排列不規(guī)則的部分為非晶態(tài)。一個大分子鏈可以穿過幾個晶態(tài)和非晶態(tài)。晶態(tài)：高的密度、熔點、強度、剛度、耐熱性等。非晶態(tài)：好的彈性、韌性、伸長率等。a)晶態(tài)b)部分晶態(tài)c)非晶態(tài)12線型非晶態(tài)高聚物的溫度-變形曲線

6、高分子材料的物理狀態(tài)(1)線型非晶態(tài)高分子材料的物理狀態(tài)

①玻璃態(tài)：T＜Tg，溫度低，鏈段不能運動。在外力作用下，只發(fā)生大分子原子的微量位移，產(chǎn)生少量彈性變形。高聚物呈玻璃態(tài)的最高溫度稱玻璃化溫度，用Tg表示。用于這種狀態(tài)的材料有塑料和纖維。13②高彈態(tài)：Tg＜T＜Tf，非線性彈性變形。溫度高于Tg，分子活動能力增加，鏈段自由旋轉(zhuǎn)，分子鏈的柔順性大增，受力時產(chǎn)生很大彈性變形。高聚物柔軟而極富彈性，具有橡膠或皮革的特性，故稱高彈態(tài)或橡膠態(tài)。③粘流態(tài)：T＞Tf，呈可流動的粘稠狀液體。由于溫度高，分子活動能力很大，在外力作用下，大分子鏈可以相對滑動。粘流態(tài)是高分子材料的加工態(tài)，大分子鏈開始發(fā)生粘性流動的溫度稱粘流溫度，用Tf表示。高溫下變形迅速發(fā)展且彈性模量E再次很快下降，高聚物產(chǎn)生粘性流動，變形不可逆。14

線型晶態(tài)高聚物的溫度-變形曲線

(2)線型晶態(tài)高分子材料的物理狀態(tài)分為一般分子量和很大分子量兩種情況。一般分子量的高聚物在低溫時，鏈段不能活動，變形小，在Tm

以下與非晶態(tài)的玻璃相似，高于Tm

則進入粘流態(tài)。分子量很大的晶態(tài)存高聚物在高彈態(tài)。部分結晶高聚物在非晶區(qū)Tg與晶區(qū)Tm間，非晶區(qū)柔性好，晶區(qū)剛性好，處于韌性狀態(tài),即皮革態(tài)。157、高分子材料的性能特點(1)高分子材料的力學性能特點①低強度和較高比強度強度較低的原因：分子鏈排列不規(guī)則、含有雜質(zhì)、內(nèi)部有空穴、內(nèi)部有微裂紋。比強度較高的原因：比重小。②高彈性和低彈性模量原因：卷曲狀的分子鏈。橡膠的彈性好，但模量較低，呈高彈態(tài)。塑料的彈性較差，但模量較高，呈玻璃態(tài)。16三類材料的應力—應變曲線17③粘彈性在外力作用下，高彈性變形和粘性流動同時發(fā)生，其變形量與時間有關的現(xiàn)象稱為粘彈性。粘彈性可導致蠕變、應力松馳和內(nèi)耗。④高耐磨性小摩擦系數(shù)，如尼龍。大摩擦系數(shù)，如橡膠。(2)高分子材料的物化性能特點①高絕緣性由于是共價鍵結合，無自由電子、離子。②低導熱性無自由電子、大分子也不易振動。18③低耐熱性受熱時，分子鏈易發(fā)生運動，軟化。④高熱鼓脹性是金屬的3~10倍，因為分子間結合力弱。⑤高化學穩(wěn)定性由于是共價鍵結合，如塑料王聚四氟乙烯，耐氫氟酸腐蝕。⑥易老化裂解，變軟、發(fā)粘。脆化。防老化措施：改變結構或表面處理(鍍金屬、噴涂料)。19二、高分子工程材料高分子工程材料包括塑料、合成纖維、橡膠和膠粘劑等。1、工程塑料塑料一種合成樹脂為主要成分的高分子材料。由合成樹脂和添加劑組成。在一定溫度、壓力下可塑制成型，在常溫下能保持其形狀不變。聚乙烯聚丙烯20(1)塑料的組成塑料是以合成樹脂為主，再加入各種添加劑制成的。合成樹脂：在一定的溫度、壓力下可軟化并塑造成形，它決定了塑料的基本屬性，并起到粘結劑的作用。是塑料的主要成分，含量一般為30~100%。添加劑：為改善或彌補塑料的使用性能或成形工藝而加入的其它成分。其用量可達20~50%。酚酫樹脂增塑劑21常用的添加劑有填充劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑等。填充劑為調(diào)節(jié)塑料的物理化學性能，提高機械強度，擴大使用范圍而加入的粉狀或纖維狀無機化合物。如加入玻璃纖維可提高塑料的機械強度，加入云母可增強塑料的電絕緣性，加入石棉可改善塑料的耐熱性，加入石墨、二硫化鉬可以改善塑料的耐磨擦、耐磨損性能。玻璃纖維加入填充料后還可降低塑料的成本。常用的填充料還有石灰石粉、滑石粉、鋁粉、碳黑、木屑、木粉及其它纖維等。22增塑劑為提高塑料加工時的可塑性，使其在較低的溫度和壓力下成形而加入的化學物質(zhì)就是增塑劑。有些增塑劑還能改善塑料的強度、韌性、柔順性。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸二甲酚酯、二苯甲酮、樟腦等。樟腦球二苯甲酮23固化劑固化劑也稱硬化劑或熟化劑。它的主要作用是使聚合物的線型分子結構交聯(lián)成體型分子結構，從而使樹脂具有熱固性。酚醛樹脂中常用硬化劑為烏洛托品(六亞甲基四胺)。環(huán)氧樹脂常用的硬化劑有胺類、酸酐類。烏洛托品24穩(wěn)定劑用于防止塑料老化，延長其使用壽命。許多塑料在成型加工和制品使用中，由于受熱、光或氧的作用，過早地發(fā)生降解、氧化斷鏈、交聯(lián)等現(xiàn)象，而使材料性能變壞。為了穩(wěn)定塑料制品質(zhì)量，延長使用壽命，通常在其組分中加入穩(wěn)定劑。常用的穩(wěn)定劑有硬酯酸鹽、鉛白、環(huán)氧化物等。硬酯酸鹽25潤滑劑塑料加工時，為了脫模和使制品光潔，常需潤滑劑。常用的潤滑劑有脂肪酸及其鹽類。著色劑在塑料中加入著色劑，可使塑料具有鮮艷的色彩和光澤。著色劑常采用各種顏料和染料，有時也采用能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料。抗靜電劑為了使塑料制品如塑料地坂、塑料地氈抗靜電，則加入抗靜電劑，提高表面導電度，使帶電塑料迅速放電。其他的還有抗氧劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、發(fā)光劑、香脂等。26(2)塑料的性能塑料最大的特點是具有可塑性和可調(diào)性?？伤苄?，大部分塑料都可以直接采用注塑或擠壓成形工藝，無須切削。所以可提高生產(chǎn)率，降低成本?？烧{(diào)性是指在生產(chǎn)過程中可以通過變換工藝、改變配方，制造出不同性能的塑料。27①物理性能密度：塑料的密度在0.9~2.2g/cm3之間，僅相當于鋼密度的1/4~1/7，鋁的1/2。電性能：塑料具有良好的電絕緣性。聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料可作為高頻絕緣材料；聚碳酸酯、聚氯乙烯等可作為中頻及低頻絕緣材料。熱性能：塑料遇熱、遇光易老化、分解，大多數(shù)塑料只能在100℃以下使用，只有極少數(shù)塑料（如聚四氟乙烯、有機硅塑料）可在250℃左右長期使用。塑料的導熱性差，是良好的絕熱材料；塑料線膨脹系數(shù)大，一般為鋼的3~10倍，因而塑料零件的尺寸不穩(wěn)定，常因受熱膨脹產(chǎn)生過量變形而引起開裂、松動、脫落。28②化學性能塑料具有良好的耐腐蝕性能，大多數(shù)塑料能耐大氣、水、酸、堿、油的腐蝕。③力學性能強度與剛度：塑料的強度、剛度較差，其強度僅為30~150MPa，且受溫度的影響較大；塑料的剛度僅為鋼的1/10。但由于塑料的密度小，故比強度比較高。蠕變與應力松弛：塑料在外力作用下，在應力保持恒定的條件下，變形隨時間的延續(xù)而慢慢增加，這種現(xiàn)象稱為蠕變。蠕變會導致應力松弛，如塑料管接頭經(jīng)一定時間使用后，由于應力松弛導致泄漏。

29減摩性和耐磨性：許多的塑料的摩擦系數(shù)低，如聚四氟乙烯、尼龍、聚碳酸酯等都具有小的摩擦系數(shù)，因此塑料具有良好的減摩性。同時塑料具有自潤滑性，在無潤滑或少潤滑摩擦的條件下，其減摩性好于金屬，工程上用這類塑料來制造軸承、軸套、襯套、絲杠螺母等摩擦磨損件。(3)塑料的分類①按使用范圍可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料產(chǎn)量大、價格低、用途廣。工程塑料力學性能高，耐熱、耐蝕性能好。特種塑料是指具有某些特殊性能如耐高溫、耐腐蝕的塑料，這類塑料產(chǎn)量少，價格貴。30②按樹脂受熱性能可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料：熱塑性塑料受熱時軟化，冷卻后變硬，再受熱時又軟化。具有可塑性和重復性。其樹脂結構為線型或支鏈型結構。熱固性塑料加熱固化后將不再軟化，形成不溶物。其結構為網(wǎng)狀結構。常用的有酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。31(4)常用塑料品種熱塑性塑料①聚烯烴聚烯烴塑料主要有聚乙烯和聚丙烯等兩種，無毒、無味。聚乙烯(PE)按生產(chǎn)工藝不同，分為高壓、中壓、低壓三種。其中高壓、低壓聚乙烯應用較多。高壓聚乙烯的短鏈分枝多，密度、分子量較小，結晶度較低。所以質(zhì)地較柔軟，常用于制造薄膜、軟管等。低壓聚乙烯則分子量、密度較大、結晶度較高，因此比較剛硬、耐磨、耐蝕，絕緣性較好。常用來制造塑料管、板和繩以及載荷不高的齒輪、軸等。32聚丙烯(PP)相對密度小(0.9~0.92)，其強度、剛度和剛性優(yōu)于聚乙烯。具有良好的耐蝕性、絕緣件、耐熱性(加熱到150℃不變形)和耐曲折性(可彎折100萬次以上)?？捎米鞲鞣N機械零件、醫(yī)療器械、生活用具，如齒輪、法蘭、葉片、殼體、包裝帶等。33②聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯按其加入增塑劑量的大小，可分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種。增塑劑量少的硬質(zhì)聚氯乙烯強度、硬度較高，耐蝕、耐油和耐水性好。常用于制造塑料管、塑料板。此外，聚氯乙烯板材及管材易于熱成形、熱接以及切削加工，故用途廣泛。軟質(zhì)聚氯乙烯強度、硬度低，耐蝕性較差、易老化，可制造薄膜、軟管、低壓電線的絕緣層等。此外，在聚氯乙烯中加入發(fā)泡劑可制成泡沫塑料。常用作墊襯、包裝袋等。3435③聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯密度小，無色、透明，透光率僅次于有機玻璃，著色性好、吸水性極微。而且具有良好的耐蝕性和絕緣性，高頻絕緣性尤佳。但其沖擊韌性低，耐熱性差、易燃且易脆裂。常用來制造儀表零件、設備外殼，日用裝飾品等。聚苯乙烯泡沫塑料因相對密度只有0.033，是隔音、包裝、救生等器材的極好材料。36④ABS塑料ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物，它具有三種組元的特性丙烯腈使ABS具有良好的耐熱、耐蝕性和—定的表面硬度。丁二烯能提高ABS的彈性和韌性。苯乙烯賦于ABS較高的剛性，良好的加工工藝性和著色性。ABS具有較高的綜合性能。此外，ABS的性能還可以根據(jù)要求由改變其組成單體的含量來進行調(diào)整。目前，有三百多種不同性能的ABS，熱變形溫度從60~120℃不等。有些ABS能耐低溫，在-40℃仍有很高的沖擊韌性，還具有好的電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性、吸水性低、表面光滑、硬度高等特性。37ABS的用途極廣，在機械工業(yè)中可制造軸承、齒輪、葉片、葉輪、設備外殼、管道、容器、把手等，電氣工業(yè)中儀器、儀表的各種零件等。近年來在交通運輸車輛、飛機零件上的應用發(fā)展很快，如車身、方向盤、內(nèi)襯材料等。38⑤聚酰胺(PA)它在商業(yè)上又稱為尼龍或錦綸，是由二元胺與二元酸縮聚而成，或由氨基酸脫水成內(nèi)酰胺再聚合而得。由于含有極性基團的尼龍大分子鏈間易于形成氫鍵，故分子間作用力大、結晶度較高。尼龍具有較高的強度和韌性，突出的耐磨性和自潤滑性以及良好的成形工藝性。此外，耐蝕性也較好，抗霉、抗菌、無毒。但尼龍具有較大的吸水性，尺寸穩(wěn)造性差，耐熱性不高，蠕變值較大。尼龍品種較多，它是根據(jù)胺與酸中的碳原子數(shù)或氫基酸中的碳原子數(shù)來命名的。如尼龍6是含6個碳原子的己內(nèi)酰胺自身聚合而得。而尼龍610則由6個碳原子的己二胺和含10個碳原子的癸二酸縮合而成。39尼龍被廣泛用作各種機器零件，如軸承、齒輪、軸套、螺帽、墊圈等。40⑥聚甲醛(NM)聚甲醛是一種沒有側(cè)鏈、密度大、結晶度高的工程塑料。按聚合方法有均聚甲醛和共聚甲醛兩種。聚甲醛具有優(yōu)異的綜合性能。抗拉強度在70MPa左右，并有較高的沖擊韌性、耐疲勞性和剛性。還具有良好的耐磨性和自潤滑性，摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，在干摩擦條件下尤為突出。使用溫度為-50~110℃，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，但聚甲醛成形時收縮率較大，熱穩(wěn)定性較差。聚甲醛已廣泛用來制造齒輪、軸承、凸輪、制動閘瓦、閥門、儀表外殼、化工容器、葉片、運輸帶等。41⑦聚碳酸酯(PL)聚碳酸酯是60年代初發(fā)展起來的一種工程塑料。它的透明度為86~92%，有“透明金屬”之稱。聚碳酸酯大分子鏈中既有剛性的苯環(huán)，又有柔順的醚鏈，因此，它具有良好的綜合性能。其抗拉強度達66~70MPa，耐沖擊特別突出，比尼龍和聚甲醛高10倍左右，是剛而韌的工程塑料?？谷渥冃阅芎?，尺寸穩(wěn)定，使用溫度寬，可以長期在-60~130℃間使用。此外，還具有良好的耐氣候性和電性能，在10~130℃之間介電常數(shù)和介電損耗幾乎不變。自潤滑性差，耐磨性不如尼龍和聚甲醛，疲勞抗力較低，有應力開裂傾向。42聚碳酸酯常用于制造各種機器、電器及儀表零件，如齒輪、蝸輪、軸承、凸輪、螺校、外殼、護罩等。又由于透明度高，耐沖擊性好，可用作防盜、防彈窗玻璃、安全帽、駕駛室擋風等。安全帽43⑧聚四氟乙烯(F-4)其突出的優(yōu)點是在很寬的溫度范圍內(nèi)性能相當穩(wěn)定，可長期在-180~240℃之間使用，耐熱性和耐寒性極好。它具有極高耐蝕性，任何強酸、強堿、強氧化劑對它都不起作用，素有“塑料王”之稱。它的摩擦系數(shù)極低，只有0.02~0.04，是極為優(yōu)良的減磨、自潤滑材料。吸水性極小，絕緣性能優(yōu)良，是目前介電常數(shù)和介電損耗最小的固體材料，且不受頻率和溫度的影響。但它強度較低，冷流性強，結晶熔點高，加工成形困難聚四氟乙烯常用做化工設備的管道、泵、閥門，各種機械的密封墊圈、活塞環(huán)、軸承及醫(yī)療手術的代用血管、人工心、肺等。44聚四氟乙烯制品彈簧密封圈密封墊圈45⑨聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯俗稱有機玻璃，是由加增塑劑或不加增塑劑的聚甲基丙烯酸甲酯擠壓成型的板、棒、管材半成品塑料，分為透明、半透明、不透明或有色素、無色等品種。有機玻璃的強度、韌性與硬質(zhì)聚氯乙烯差不多，透光率可達92%，透明度比無機玻璃還好，可耐稀酸、堿。不易老化，但表面硬度低，易擦傷、較脆。有機玻璃主要用于制造要求一定透明度和強度的零件，如油標、窺鏡、透明管道和儀器、儀表零件等。46熱固性塑料①酚醛塑料(PF)由酚類和醛類經(jīng)縮聚反應而制成的樹脂稱為酚醛樹脂。根據(jù)不同性能要求加入各種填料便制成各種酚醛塑料。常用的酚醛樹脂是由苯酚和甲醛為原料制成的，簡稱PF。其性質(zhì)可根據(jù)制備工藝的不同，分熱塑性和熱固性兩類以木粉為填料制成酚醛壓縮粉，俗稱膠木粉，是常用的熱固性塑料。經(jīng)壓制而成的電器開關、插座、燈頭等，不僅絕緣性好，而且有較好的耐熱性，較高的硬度、剛性和一定的強度。47以紙片、棉布、玻璃布等為填料制成的層壓酚醛塑料，具有強度、耐沖擊性好以及優(yōu)良的耐磨性等特點，常用以制造受力要求較高的機械零件，如齒輪、軸承、汽車剎車片等。48②氨基塑料(UF)是以氨基化合物（如尿素或三聚氯胺）與甲醛經(jīng)縮聚反應制成氨基樹脂，然后加入添加劑而制成氨基塑料。氨基塑料中最常用的是脲醛塑料。用脲醛塑料壓塑粉壓制的各種制品，有較高的表面硬度，顏色鮮艷，且有光澤，又有良好的絕緣性，俗稱“電玉”。常見的制品有儀表外殼、電話機外殼、開關、插座等。49③環(huán)氧塑料(EP)環(huán)氧塑料是由環(huán)氧樹脂加入固化劑（胺類和酸酐類）后形成的熱固性塑料。它強度較高，韌性較好，并具有良好的化學穩(wěn)定性、絕緣性以及耐熱、耐寒性，長期使用溫度為-80~150℃，成形工藝性好?？芍谱魉芰夏＞?、船體、電子等零部件。環(huán)氧樹脂對各種工程材料都有突出的粘附力，是極其優(yōu)良的粘接劑。目前，廣泛用于各種結構粘接劑和制備各種復合材料，如玻璃鋼等。50常用塑料的特性及應用512、橡膠橡膠是一種具有高彈性的有機高分子材料。主要由生膠、各種配合劑和增強材料組成。。它在較小的載荷下就能產(chǎn)生很大的變形，當載荷去除后又能很快恢復原狀，是常用的彈性材料、密封材料、防震和減振材料、傳動材料。三葉橡膠樹橡膠制品52(1)橡膠的組成橡膠制品是以生膠為基礎，并加入適量的配合劑和增強材料組成的。①生膠：生膠基本上是線型非晶態(tài)高聚物，其結構特點是由許多能自由旋轉(zhuǎn)的鏈段構成柔順性很大的大分子長鏈，通常呈卷曲線團狀。當受外力時，分子便沿外力方向被拉直，產(chǎn)生變形，外力去除后又恢復到卷曲狀態(tài)，變形消失。生膠具有很高的彈性。但生膠分子鏈間相互作用力很弱，強度低，易產(chǎn)生永久變形。此外，生膠的穩(wěn)定性差，如會發(fā)粘、變硬、溶于某些溶劑等。為此，工業(yè)橡膠中還必須加入各種配合劑。53天然橡膠硫化劑54②配合劑：作用是提高橡膠制品的使用性能和工藝性能。配合劑的種類很多，一般有硫化劑、硫化促進劑、增塑劑、填充劑、防老化劑等。硫化劑的作用是使生膠分子在硫化處理中產(chǎn)生適度交聯(lián)而形成網(wǎng)狀絡構，從而大大提高橡膠的強度、耐磨性和剛性，并使其性能在很寬的濕度范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性。目前生產(chǎn)中多采用硫磺作為硫化劑。硫化促進劑主要作用是促進硫化，縮短硫化時間并降低硫化溫度。常用硫化促進劑有MgO、ZnO、CaO等。增塑劑主要作用是提高橡膠的塑性，使之易于加工和與各種配料混合，并降低橡膠的硬度、提高耐寒性等，常用增塑劑主要有硬酯酸、精制蠟、凡士林等。55防老化劑可防止橡膠制品在受光、熱、介質(zhì)的作用時出現(xiàn)變硬、變脆、提高使用壽命，主要加入石蠟、密蠟或其它比橡膠更易氧化的物質(zhì)，在橡膠表面形成穩(wěn)定的氧化膜，抵抗氧的侵蝕。填充劑的作用是提高橡膠的強度和降低成本。常用的有碳黑、MgO、ZnO、CaO等。③增強材料：其作用是提高橡膠的力學性能，如強度、硬度、耐磨性和剛性等。常用的增強材料是各種纖維織物、金屬絲及編織物。如在傳送帶、膠管中加入帆布、細布，在輪胎中加入簾布、在膠管中加入鋼線等。

56(2)橡膠的性能特點①高彈性能

高彈態(tài)受外力作用而發(fā)生的變形是可逆彈性變形，外力去除后，只需要千分之一秒便可恢復到原來的狀態(tài)。高彈變形時，變形量大，可達100~1000%。

回彈性能橡膠具有良好的回彈性能。如天然橡膠的回彈高度可達70~80%。②強度經(jīng)硫化處理和炭黑增強后，其抗拉強度達25~35MPa，并具有良好的耐磨性。57③很高的可撓性、伸長率、良好的耐磨性、電絕緣性、耐腐蝕性、隔音、吸振以及與其它物質(zhì)的粘結性等。(3)橡膠的老化與防護橡膠及其制品在加工，貯存和使用過程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學性質(zhì)和機械性能的逐步變壞，最后喪失使用價值，這種變化叫做橡膠老化。表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。影響橡膠老化的因素：①氧氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。58②臭氧臭氧的化學活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時，出現(xiàn)與應力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。③熱提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應，從而加速橡膠氧化反應速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。59④光光波越短、能量越大。對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長另一特點(與熱作用不同)是它主要在橡表面進生。含膠率高的試樣，兩面會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。⑤機械應力在機械應力反復作用下，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應，形成力化學過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪能個占優(yōu)勢，視其所處的條件而定。此外，在應力作用下容易引起臭氧龜裂。60⑥水分水分的作用有兩個方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和親水基團等成分被水抽提溶解，水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠的破壞。⑦油橡膠制品在使用過程如果和油類介質(zhì)長期接觸，油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強度和其他力學性能降低。油類能使橡膠發(fā)生溶脹,是因為油類滲入橡膠后，產(chǎn)生了分子相互擴散，使硫化膠的網(wǎng)狀結構發(fā)生變化。為防止橡膠老化，一般采用加入容易優(yōu)先與氧或氧化產(chǎn)物發(fā)生反應的化學藥品——防老劑。61(4)橡膠的分類根據(jù)原材料的來源可分為天然橡膠和合成橡膠。按應用范圍又可分為通用橡膠和特種橡膠。①天然橡膠天然橡膠是橡膠樹上流出的膠乳，經(jīng)過加工制成的固態(tài)生膠。它的成分是異戊二烯高分子化合物。天然橡膠具有很好的彈性，但強度、硬度并不高。為了提高其強度并使其硬化，要進行硫化處理。經(jīng)處理后抗拉強度約為17~29MPa，用炭黑增強后可達35MPa。天然橡膠是優(yōu)良的電絕緣體，并有較好的耐堿性。但耐油、耐溶劑性和耐臭氧老化性差，不耐高溫，使用溫度-70~110℃，廣泛用于做輪胎、膠帶、膠管等。62②合成橡膠合成橡膠是由人工合成的高彈性聚合物。也稱合成彈性體，是三大合成材料之一，其產(chǎn)量僅低于合成樹脂(或塑料)、合成纖維。主要成分是合成高分子物質(zhì)，其品種較多，丁苯橡膠和順丁橡膠是較常用的合成橡膠。③通用橡膠主要用于制作輪胎、輸送帶、膠管、膠板等，主要品種有丁苯橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠等。④特種橡膠主要用于高溫、低溫、酸、堿、油和輻射介質(zhì)條件下的橡膠制品，主要有丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠等。

63(5)常用合成橡膠及其應用橡膠主要用于制作輪胎，密封元件，各種膠管，減振件，傳動件，運輸膠帶，電纜和電工絕緣材料，制動件等。①丁苯橡膠(SBR)丁苯橡膠是應用最廣、產(chǎn)量最大的一種合成橡膠。它以丁二烯和苯乙烯為單體形成的共聚物。丁苯橡膠的性能主要受苯乙烯含量的影響，隨苯乙烯含量的增加，橡膠的耐磨性、硬度增大而彈性下降丁苯橡膠比天然橡膠質(zhì)地均勻，耐磨、耐熱、耐老化性能好。價格便宜，能以任何比例與天然橡膠混合。但加工成型困難，硫化速度慢。這種橡膠廣泛用于制造輪胎、膠布、膠板等。64丁苯橡膠膠布65②順丁橡膠(BR)

由丁二稀單體聚合而成。其原料易得，發(fā)展很快，產(chǎn)量僅次于丁苯橡膠。順丁橡膠的特點是具有較高的耐磨性，比丁苯橡膠高26%，特別適于制汽車輪胎和耐寒制品，還可以制造緩沖材料以及各種膠鞋、膠布、膠帶和海綿膠等。順丁橡膠存在加工性能較差，生膠有一定冷流傾向等缺點。66③氯丁橡膠(萬能橡膠)由氯丁二稀聚合而成。特點：高彈性、高絕緣性、較高強度、高耐堿性，耐油、溶劑、氧化、老化、酸、熱、燃燒、撓曲；但耐寒性差、密度大、生膠穩(wěn)定性差。可制造耐油、耐蝕膠管、運輸帶、墊圈、膠粘劑等。密封條67④丁腈橡膠(NBR)丁腈橡膠是丁二烯和丙烯腈的共聚物。丙烯腈的含量一般在15~50%之間，過高會失去彈性，過低則不耐油。丁腈橡膠具有良好的耐油性及對有機溶液的耐蝕性，有時也稱為耐油橡膠。還有較好的耐熱、耐磨和耐老化性等。但其耐寒性和電絕緣性較差，加工性能也不好。它主要用于制造耐油制品，如輸油管、耐油耐熱密封圈、貯油箱等。輸油管68⑤硅橡膠硅橡膠的分子結構中是以硅原子和氧原子構成主鏈。這種鏈是柔性鏈。極易于內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因而硅橡膠在低溫下也具有良好的彈性。此外，硅氧鍵的鍵能較高，這就使硅橡膠有很高的熱穩(wěn)定性。硅橡膠品種很多，目前用量最大的是甲基乙烯基硅橡膠。其加工性能好，硫化速度快，能與其他橡膠并用，使用溫度為-70~300℃。硅橡膠具有優(yōu)良的耐熱性、抗寒性、耐候性、耐臭氧性以及良好的絕緣性。主要用于制造各種耐高低溫的橡膠制品。如管道接頭、高溫設備的墊圈、襯墊、密封件及高壓電線、電纜的絕緣層等。69硅膠密封墊圈

70⑥氟橡膠(FPM)以碳原子為主鏈含有氟原子的高聚物。由于含有鍵能很高的碳氟鍵，具有高的化學穩(wěn)定性。特點：耐腐蝕和耐熱性很好，且強度和硬度較高，抗老化性能強。但耐寒性差，加工性能不好，價格高。氟橡膠制品氟橡膠制品71常用橡膠特性能及應用

72輪胎膠管密封圈733、膠粘劑在工程中，工程材料的連接方法除焊接、鉚接、螺紋連接之外，還有一種連接工藝稱為粘接劑粘接，又稱膠接。①膠粘劑又稱粘合劑、粘接劑，簡稱膠。它是一種能夠把兩種同類或不同類材料緊密地結合在一起的物質(zhì)。②膠粘劑與膠接技術的特點膠接適用范圍廣。膠接不受被膠接材料的類型、幾何形狀的限制。厚、薄，硬、軟，大、小，材質(zhì)不同。膠接應力分布均勻、很少產(chǎn)生傳統(tǒng)連接常出現(xiàn)的應力集中現(xiàn)象，可以提高抗疲勞強度。膠接工藝簡單，設備投資少，易實現(xiàn)機械化，生產(chǎn)效率高。74膠接可以減輕結構件重量、節(jié)約材料。采用膠接可使飛機重量下降20％以上，成本下降30％以上。膠接受力面大，機械強度高。膠接制件表面光滑、平整、美觀，能提高空氣動力學特性和美觀性。膠接的密封性能優(yōu)良，并且具有耐水、防腐和電絕緣等性能?？梢苑乐菇饘俚碾娀瘜W腐蝕。膠接可以實現(xiàn)精細加工和獨特組裝，也可功能性膠接。如集成電路、人體組織膠接。膠接工藝溫度低，對熱敏部件損害小。粘接修補、密封堵漏快捷高效。75膠粘劑和膠接技術缺點：膠接質(zhì)量容易受各種因素影響，產(chǎn)品性能的重現(xiàn)性較差。無損檢測還不成熟，膠接的可靠性還較差。常常需要進行破壞性實驗，周期性長，浪費試件、時間、資金。膠接物常需要表面處理，膠接工藝要求嚴格。PE等的膠合常常要進行表面處理，普通白乳膠不能在0℃以下膠接；酚醛樹脂要在較高溫度下膠合。膠接的力學性能和耐老化性等的研究與金屬等材料相比還十分不成熟。規(guī)律性性差，重現(xiàn)性差。高分子膠粘劑的膠接的溫度使用范圍限制大。貯存期短。76(1)膠粘劑的組成膠粘劑通常是由主體材料和輔助材料配制而成。主體材料主要指粘料，它是膠粘劑中起粘接作用并賦予膠層一定機械強度的物質(zhì)，如各種樹脂、橡膠、瀝青等合成或天然高分子材料以及硅溶膠、水玻璃等無機材料。輔助材料是膠粘劑中用以完善主體材料的性能而加入的物質(zhì)，如常用的固化劑、填料、稀釋劑、偶聯(lián)劑、增塑劑等。①粘料粘料是膠粘劑的基本組成，又稱基料，它使膠粘劑具有粘接特性。粘料一般由一種或幾種聚合物配合組成。用于結構受力部位的膠粘劑以熱固性樹脂為主，用于變形較大部位的膠粘劑以熱塑性樹脂或橡膠為主。77②固化劑是使液態(tài)基料通過化學反應，發(fā)生聚合、縮聚或交聯(lián)反應，轉(zhuǎn)變成高分子量固體，使膠接接頭具有力學強度和穩(wěn)定性的物質(zhì)。固化：液體的膠粘劑通過物理化學方法變成固體的過程。物理方法有溶解揮發(fā)、乳液凝聚、熔融體冷卻。化學方法使膠粘劑聚合成高分子物質(zhì)。

③填料是不參與反應的惰性物質(zhì)，可提高膠接強度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性并可降低成本。其品種很多，如云母、石英粉、碳酸鈣、鈦白粉、滑石粉等。填料用量要求：控制膠黏劑到一定黏度，保證填料能潤濕，達到各種膠接性能的要求。78④稀釋劑是為了降低膠粘劑的粘度，增加膠粘劑的浸透力，控制膠粘劑干燥速度而使用的低分子量液體化合物。稀釋劑分活性和非活性兩種，前者參與固化反應，后者不參與固化反應而只起到稀釋作用。⑤增韌劑能提高膠黏劑的柔韌性，降低脆性，改善抗沖擊性等。通常增韌劑是一種單官能團或多官能團的物質(zhì)，能與膠料起反應，成為固化體系的一部分結構。⑥偶聯(lián)劑具有能分別和被粘物及粘合劑反應成鍵的兩種基團，提高膠接強度。常用的偶聯(lián)劑有硅烷和鈦酸酯，不同的材料選用不同的偶聯(lián)劑。79使用方式：將偶聯(lián)劑配成1~2%的乙醇液，噴涂在被粘物的表面，待乙醇自然揮發(fā)后即可涂膠；直接將1~5%的偶聯(lián)劑加到基體中去。⑦增塑劑具有在膠粘劑中能提高膠粘劑彈性和改進耐寒性的功能。增塑劑通常為高沸點的、較難揮發(fā)的液體或低熔點固體，具有較好的相溶性及耐熱、耐光、抗遷移性。增塑劑按化學結構分多為鄰苯二甲酸酯類，脂肪族二元酸酯類，磷酸酯類，聚酯類和偏苯三酸酯類。除此之外，膠粘劑中有時還加有穩(wěn)定劑、觸變劑、引發(fā)劑、促進劑、乳化劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、阻燃劑等。80(2)膠粘機理①機械理論機械理論認為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或孔隙內(nèi)，固化后產(chǎn)生錨合、鉤合、楔合等作用(這些作用類似于樹根植入泥土的作用)，使被粘物膠接在一起。機械理論是最早提出的膠接理論，它對解釋木材等多孔性材料及表面粗糙的材料的膠接很有貢獻，已在膠接實踐中得到驗證。如，為了得到高的膠接強度，塑料、金屬、玻璃等通過砂紙打磨、噴砂處理等使表面粗糙后再膠接。局限性：機械理論無法解釋非多孔性材料，如玻璃、金屬等物體的膠接現(xiàn)象，也無法解釋材料表面的化學變化對膠接作用的影響。81②吸附理論吸附理論認為膠接作用是膠粘劑分子與被粘物分子在界面相互吸附而產(chǎn)生的。即膠粘劑分子通過布朗運動向被粘物表面移動，使二者的極性分子基團和鏈段靠近，當分子間距小于0.5~1nm時，便產(chǎn)生分子間力(化學鍵力、范德華力和氫鍵力)，而形成粘接。膠接力的產(chǎn)生一般認為可分成兩個階段：第一、膠粘劑分子通過布朗運動向物體表面運動，使分子鏈段或極性基團相互靠近(通過提高溫度、降低粘度、加壓等有利于布朗運動)。第二、吸附引力產(chǎn)生。與膠粘劑和被粘物的極性，分子間距，吸附點數(shù)等有關。82吸附理論是20世紀40年代提出的，為大多數(shù)學者所認可。吸附理論的特點：

分子間力普遍存在。同一種膠粘劑可以膠接不同材料，說明了吸附作用的普遍存在。潤濕是影響膠接強度的重要因素，是吸附理論的核心內(nèi)容。吸附理論的局限性：

不能解釋膠接的內(nèi)聚破壞這一現(xiàn)象。無法解釋測定的膠接強度的大小與剝離速度有關的現(xiàn)象。無法解釋非極性材料的膠接。被膠接物表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，對環(huán)氧樹脂的潤濕性變差，但膠接強度卻上升。83③擴散理論擴散理論認為膠粘劑和被粘物分子相互擴散，大分子相互纏結交織或在界面發(fā)生互溶，導致界面消失和過渡區(qū)的產(chǎn)生，從而固化后形成牢固的膠合。擴散理論又稱為分子滲透理論，適用于解釋同種或結構、性能相近的高分子材料之間的膠接。如聚合物在溶劑或熱作用下的自粘，溶解性相近的聚合物的表面粘接。幾條規(guī)律：膠接強度隨時間增加、溫度升高、壓力增大和膠層厚度減小而升高。分子量過高、纏結、卷曲等不利于潤濕、擴散。分子鏈柔順、交聯(lián)度小，有利于擴散，提高膠接強度。84擴散理論的局限性：不能解釋聚合物膠粘劑與金屬、玻璃、陶瓷等無機物的膠接過程；無法解釋一些膠粘劑與被膠接物的溶解度參數(shù)近似卻難以得到良好的膠接的現(xiàn)象。④靜電理論又稱為雙電層理論，它認為膠粘劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電的相互吸引而產(chǎn)生膠接力。靜電理論的局限性：不能解釋性能相同或相近的聚合物之間的膠接。無法解釋導電膠粘劑以及用碳黑作填料的膠粘劑的膠接過程。無法解釋溫度等因素對剝離實驗結果的影響。實際上，一般靜電力小于0.04MPa，靜電力對膠接強度的貢獻是微不足道的。85⑤化學鍵理論化學鍵理論認為膠接作用是由于膠粘劑分子與被粘物表面通過化學反應形成化學鍵的結果?；瘜W鍵能比分子間力要高1~2個數(shù)量級，如能形成化學鍵，則會獲得高強度、抗老化的膠接。對于木材等的膠接很有指導意義。形成化學鍵膠接的幾種方法。膠粘劑和被膠接物之間的活性基團在一定條件下反應形成化學鍵。加入偶聯(lián)劑。通過表面處理產(chǎn)生活性基團?；瘜W鍵理論的局限性：不能解釋大多數(shù)不發(fā)生化學反應的膠接現(xiàn)象(化學鍵的形成是有條件的，很多情況下難以形成化學鍵)。86(3)膠粘劑的分類①按膠粘劑的強度特性不同劃分為為結構型、非結構型、次結構型膠粘劑。

結構膠粘劑：結構膠粘劑的膠結強度較高，至少與被膠結物本身的材料強度相當。同時對耐油、耐熱和耐水性等都有較高要求。

非結構膠粘劑：非結構膠粘劑要求一定的強度，但不能承受較大的力，僅起定位作用。

次結構膠粘劑：又稱次結構膠劑，其物理力學性能介于結構型和非結構之型。87②按所用粘料的不同，可分為熱塑性樹脂膠粘劑、熱固性樹脂膠粘劑、橡膠型膠粘劑和混合型膠粘劑等。③按固化條件不同劃分為溶劑型、反應型、熱熔型膠粘劑。

溶劑型膠粘劑中的溶劑從粘合端面揮發(fā)或者被吸收，形成粘合膜而發(fā)揮粘合力，如聚苯乙烯、丁苯等。

反應型膠粘劑的固化是由不可逆的化學變化引起的。按照配方及固化條件不同，可分為單組分、雙組分、三組分的室溫固化型、加熱固化型等形式。

熱熔型膠粘劑是以熱塑性高聚物為主要成分，不含水或溶劑的固體聚合物。通過加熱為熔融粘合、冷卻、固化而發(fā)揮粘合力。88(4)膠接接頭的基本形式①搭接接頭由兩個被膠接部分的疊合，膠接在一起所形成的接頭。②面接接頭兩個被膠接物主表面膠接在一起所形成的接頭。③對接接頭被膠接物的兩個端面與被膠接物主表面垂直。④角接接頭兩被膠接物的主表面端部形成一定角度的膠接接頭。a)搭接b)面接c)對接d)角接89(5)常用粘膠劑①聚醋酸乙烯膠粘劑聚醋酸乙烯膠粘劑是醋酸乙烯單體經(jīng)聚合反應而得到的一種熱塑性水乳型膠粘劑，俗稱“白乳膠”，該膠合劑具有良好的粘結強度，以粘接各種非金屬為主。常溫固化速度較快，且早期粘合強度較高?？蓡为毷褂?，也可摻入水泥等作復合膠使用。但其耐熱性較差，且徐變較大，所以常作為室溫下使用的非結構膠。90②聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑是由聚乙烯醇和醛為主要原料，加入少量氫氧化鈉和水，在一定條件下縮聚而成。市面上常見的107膠、801膠等均屬聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑。這類膠粘劑，具有較高的粘結強度和較好的耐水、耐老化性，還能和水泥復合使用，可顯著提高水泥材料的耐磨性、抗凍性和抗裂性，可用來膠結塑料壁紙、墻布、瓷磚等。91③聚氨酯類膠粘劑聚氨酯類膠粘劑是以多異氰酸酯和聚氨基甲酸酯為粘接物質(zhì)，加入改性材料、填料、固化劑等而制成的膠粘劑。一般為雙組分，特點是粘附性好，耐低溫性能優(yōu)異，韌性好，可室溫固化。它對多種材料具有良好的粘結性，可以粘結陶瓷、木材、不銹鋼、玻璃等材料。④酚醛樹脂膠粘劑酚醛樹脂膠粘劑屬熱固型高分子膠粘劑，它具有很好的粘附性能，耐熱性、耐水性好。缺點是膠層較脆，經(jīng)改性后可廣泛用于金屬、木材、塑料、等材料的粘結。92⑤環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑是由環(huán)氧樹脂、硬化劑、增塑劑，稀劑和填料等組成。具有粘合力強、收縮小和良好的化學穩(wěn)定性，有效地解決了新舊砂漿、混凝土層之間的界面粘結問題。對金屬、木材、玻璃、橡膠、皮革等也有很強的粘附力，是目前應用最多的膠粘劑，有“萬能膠”之稱。⑥丙烯酸酯膠粘劑丙烯酸酯膠劑是以丙烯酸酯樹脂為基體配以合適的溶劑而成的膠粘劑，分為熱塑性和熱固性兩大類。它具有粘接強度高，成膜性好，能在室溫上快速固化，抗腐蝕性、耐老化性能優(yōu)良的特點。可用于膠接木材、紙張、皮革、玻璃、陶瓷、有機玻璃、金屬等。常見的501膠、502膠即屬熱固性丙烯酸酯類膠粘劑。935.2

陶瓷材料陶瓷是用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點?？捎米鹘Y構材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。94一、陶瓷材料的分類與生產(chǎn)1、分類(1)按原料來源分：普通陶瓷、特種陶瓷。①普通陶瓷又稱傳統(tǒng)陶瓷。以天然硅酸鹽礦物為主要原料，如粘土、石英、長石等。主要制品有：日用陶瓷、建筑陶瓷、電器絕緣陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷。②特種陶瓷是以純度較高的人工合成化合物為主要原料的人工合成化合物。如Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4、BN等。95(2)按用途分：日用陶瓷和工業(yè)陶瓷。工業(yè)陶瓷又可分為工程結構陶瓷和功能陶瓷。2、陶瓷制品的生產(chǎn)陶瓷制品的生產(chǎn)都要經(jīng)過三個階段：坯料制備、成型、燒結。(1)坯料制備通過機械或物理或化學方法制備粉料，在制備坯料時，要控制坯料粉的粒度、形狀、純度及脫水脫氣，以及配料比例和混料均勻等質(zhì)量要求。按不同的成型工藝要求，坯料可以是粉料、漿料或可塑泥團。96(2)成形將坯料用一定工具或模具制成一定形狀、尺寸、密度和強度的制品坯型(亦稱生坯)。(3)燒成與燒結干燥后的坯料加熱到高溫，進行一系列的物理、化學變化而成瓷的過程。燒成是使坯件瓷化的工藝(1250~1450℃)；燒結是指燒成的制品開口氣孔率極低、致密度很高的瓷化過程。高溫燒結時，陶瓷內(nèi)部會發(fā)生一系列物理化學變化及相變，如體積減小，密度增加，強度、硬度提高，晶粒發(fā)生相變等，使陶瓷制品達到所要求的物理性能和力學性能。97Al2O3粉末的燒結組織98二、陶瓷材料的特點

1、陶瓷材料的相組成特點陶瓷材料是多相多晶材料，通常由三種不同的相組成，即晶體相、玻璃相和氣相(氣孔)。各組成相的結構、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布決定了陶瓷的性能。99陶瓷材料組織形貌1-晶體相2-玻璃相3-氣相100(1)晶體相晶體相是一些化合物或以化合物為基的固溶體，是決定陶瓷材料物理、化學和力學性能的主要組成物。主要晶體相有氧化物和硅酸鹽。陶瓷中的晶相的結合鍵為：離子鍵、共價鍵、混合鍵。氧化物結構的結合鍵以離子鍵為主，又稱離子晶體。Si3N4、SiC、BN等以共價鍵為主，稱共價晶體。共價鍵離子鍵101①氧化物結構主要特點是氧離子緊密排列構成晶格骨架，組成六方或面心立方點陣，而正離子位于骨架的適當間隙之中。如：CaO、MgO、Al2O3、ZrO2。Al2O3分子結構藍寶石原礦102②硅酸鹽結構結構很復雜，但基本結構單元為[SiO4]硅氧四面體，結合鍵為離子鍵、共價鍵的混合鍵。Si-O-Si的鍵角為145℃。[SiO4]既可孤立存在，亦可通過共用頂點連接成鏈狀、平面或三維網(wǎng)狀結構，故硅酸鹽材料有無機高聚物之稱。硅酸鹽結構示意圖103有些陶瓷中的晶相也存在同素異構轉(zhuǎn)變。如SiO2的同素異構轉(zhuǎn)變。104實際陶瓷晶體與金屬晶體一樣也存在晶體缺陷，這些缺陷可加速陶瓷的燒結擴散過程，還影響陶瓷性能。晶粒愈細，陶瓷的強度愈高。如剛玉(Al2O3)晶粒平均尺寸為200μm時，抗彎強度為74MPa，1.8μm時抗彎強度可高達570MPa。ZrO2陶瓷中的氣孔105(2)玻璃相玻璃相是一種非晶態(tài)固體，是陶瓷燒結時，各組成相與雜質(zhì)產(chǎn)生一系列物理化學反應形成的液相在冷卻凝固時形成的。玻璃相的作用是充填晶粒間隙、粘結晶粒、提高材料致密度、降低燒結溫度、抑制晶粒長大和填充氣孔。主要組成物是SiO2。玻璃相熔點低、熱穩(wěn)定性差，在較低溫度下開始軟化，導致陶瓷在高溫下發(fā)生蠕變，且其中常有一些金屬離子而降低陶瓷的絕緣性。故工業(yè)陶瓷中玻璃相的數(shù)量要予以控制，一般<20~40%。106(2)氣相氣相是指陶瓷組織中的氣孔，是在工藝過程中形成并保留下來的，陶瓷中的孔隙率常為5~10%，要力求使其呈球狀，均勻分布。氣孔對陶瓷的性能有顯著影響，使陶瓷強度降低、介電損耗增大，電擊穿強度下降，絕緣性降低。氣相可使陶瓷的密度減小，并能吸收振動。保溫用的陶瓷和化工用的過濾多孔陶瓷等需要增加氣孔率，有時氣孔率可高達60%。1072、陶瓷的性能(1)力學性能①硬度高、耐磨性好。陶瓷>1500HV(淬火鋼500~800HV，高聚物<20HV)。②抗拉強度低，抗壓強度較高。因表面及內(nèi)部的氣孔、微裂紋等缺陷，實際強度僅為理論強度的1/100~1/200。但抗壓強度高，為抗拉強度的10~40倍。因受壓時，裂紋不易擴展。③高彈性模量，高脆性。E=100~400GPa(金屬210GPa)，拉伸時幾乎沒有塑性，在拉力作用下產(chǎn)生一定的彈性變形后直接斷裂。108④沖擊韌性、斷裂韌性低。KIC約為金屬的1/60~1/100。幾種材料的斷裂韌性材料KIC/MPa.m1/245鋼90球墨鑄鐵20~40氮化硅陶瓷3.5~5109(2)物理與化學性能①熔點高。一般在2000℃以上，故陶瓷高溫強度和高溫蠕變抗力優(yōu)于金屬。②熱脹系數(shù)小、熱導率低。隨氣孔率增加，陶瓷的熱脹系數(shù)、熱導率降低，是優(yōu)良的絕熱材料。故多孔或泡沫陶瓷可作絕熱材料。③抗熱振性差。④有些陶瓷具有特殊的光學性能。紅寶石(-Al2O3摻鉻離子)、釔鋁石榴石、含釹玻璃等可作固體激光材料；玻璃纖維可作光導纖維材料，此外還有用于光電計數(shù)、跟蹤等自控元件的光敏電阻材料。110⑤磁性。磁性陶瓷又名鐵氧體或鐵淦氧，主要是Fe2O3和Mn、Zn等的氧化物組成的陶瓷材料，為磁性陶瓷材料，可用作磁芯、磁帶、磁頭等。⑥結構穩(wěn)定?；瘜W穩(wěn)定性高，抗氧化性優(yōu)良，在1000℃高溫下不會氧化，并對酸、堿、鹽有良好的抗蝕性。故在化工工業(yè)中廣泛應用。111三、常用工業(yè)陶瓷1、普通陶瓷

普通陶瓷也稱傳統(tǒng)陶瓷，是用天然硅酸鹽礦物，如粘土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、長石(K2O·Al2O3·6SiO2，Na2O·Al2O3·6SiO2)和石英(SiO2)等為原料，經(jīng)配制、成型、燒結而成的陶瓷。其組織中主晶相為莫來石(3Al2O3·2SiO2)，占25~30%，次晶相為SiO2；玻璃相占35~60%，氣相占1~3%。通過改變組成物的配比、熔劑、輔料以及原料的細度和致密度，可以獲得不同特性的陶瓷。普通陶瓷普通陶瓷加工成型性好，成本低，產(chǎn)量大。除日用陶瓷、瓷器外，大量用于電器、化工、建筑、紡織等工業(yè)部門。112普通陶瓷質(zhì)地堅硬，有良好的抗氧化性、耐蝕性和絕緣性。能耐一定高溫，成本低、生產(chǎn)工藝簡單，但由于含有較多的玻璃相，故結構疏松，強度較低。在一定溫度下會軟化，耐高溫性能不如近代陶瓷，通常最高使用溫度為1200℃左右。常用于制造裝飾瓷、餐具、絕緣子、耐蝕容器、管道、設備等。絕緣子瓷器1132、特種陶瓷根據(jù)用途不同，特種陶瓷又可分為結構陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。按陶瓷的主要組成分：氧化物陶瓷、硼化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷。

(1)氧化鋁陶瓷主要組成物為Al2O3，一般含量大于45%。氧化鋁的結構是排成密排六方結構。根據(jù)Al2O3含量不同分為75瓷(含75%Al2O3，又稱剛玉-莫來石瓷)、95瓷和99瓷，后兩者又稱剛玉瓷。114氧化鋁熔點達2050℃，抗氧化性好。Al2O3粉末壓制成形、高溫燒結后得到氧化鋁陶瓷。Al2O3含量愈高，玻璃相愈少，氣孔愈少，氧化鋁陶瓷的性能愈好，但工藝愈復雜，成本愈高。氧化鋁陶瓷的強度高，是普通陶瓷的2~6倍，抗拉強度可達250MPa。95瓷紡織件99瓷紡織件115耐磨性好，硬度次于金剛石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，居第五。耐高溫性能好，剛玉陶瓷可在1600℃下長期工作，在空氣中的最高使用溫度達1980℃。有良好的絕緣性和化學穩(wěn)定性，能耐各種酸堿的腐蝕。脆性大，抗熱振性差，不能承受環(huán)境溫度的突然變化。氧化鋁耐高溫噴嘴116氧化鋁陶瓷廣泛用于制造高速切削工具、量規(guī)、拉絲模、高溫爐零件、空壓機泵零件、氧化鋁陶瓷密封環(huán)氧化鋁陶瓷坩堝內(nèi)燃機火花塞等。此外，還可用作真空材料、絕熱材科和坩堝材料。氧化鋁陶瓷噴咀117(2)氮化硅陶瓷氮化硅是由Si3N4四面體組成的共價鍵固體。按生產(chǎn)工藝不同，分為熱壓燒結氮化硅陶瓷和反應燒結氮化硅陶瓷。工業(yè)硅直接氮化：3Si+2N2→Si3N4

SiO2還原氮化：3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO①熱壓燒結氮化硅陶瓷以Si3N4粉為原料，加入少量添加劑，裝入石墨模具中，在1600~1700℃高溫和20~30MPa的高壓下燒結成型，得到組織致密，氣孔率接近0的氮化硅陶瓷。因受石墨模具限制，只能加工形狀簡單的制品。118②反應燒結氮化硅陶瓷以硅粉或硅粉與Si3N4粉的混合料，壓制成型后，放入滲氮爐中進行滲氮處理，直到所有的硅都形成氮化硅，得到尺寸相當精密的氮化硅制品。此制品中有20~30%的氣孔，故強度不及熱壓燒結制品，與95瓷相近。性能優(yōu)異，易于加工。燒結工藝優(yōu)點缺點熱壓燒結用較少的助劑就能致密化，強度、耐蝕性最好只能制造簡單形狀，燒結助劑使高溫強度降低反應燒結燒結時幾乎沒有收縮，能得到復雜的形狀密度低，強度低，耐蝕性差119Si3N4軸承②性能特點及應用氮化硅的強度、比強度、比模量高；硬度僅次于金剛石、碳化硼等；摩擦系數(shù)僅為0.1~0.2；熱膨脹系數(shù)小；抗熱震性大大高于其他陶瓷材料；化學穩(wěn)定性高。熱壓燒結氮化硅用于形狀簡單的耐磨、耐高溫零件和工具。如切削刀具、轉(zhuǎn)子發(fā)動機刮片、高溫軸承等。120汽輪機轉(zhuǎn)子葉片氣閥等零件反應燒結氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高溫，耐腐蝕，形狀復雜且尺寸精度高的制品。如石油化工泵的密封環(huán)、高溫軸承、熱電偶套管、燃氣輪機轉(zhuǎn)子葉片等。121常壓燒結碳化硅(3)碳化硅(SiC)陶瓷碳化硅是通過鍵能很高的共價鍵結合的晶體。主晶相SiC。碳化硅是用石英沙(SiO2)加焦碳直接加熱至高溫還原而成：SiO2+3C→SiC+2CO。碳化硅的燒結工藝也有熱壓和反應燒結兩種。由于碳化硅表面有一層薄氧化膜，因此很難燒結，需添加燒結助劑促進燒結，常加的助劑有硼、碳、鋁等。122碳化硅的高溫強度高，工作溫度可達1600~1700℃，在1400℃時，抗彎強度為500~600MPa。具有很好的導熱性、熱穩(wěn)定性、抗蠕變能力、耐磨性、耐蝕性，且耐輻射。是良好的高溫結構材料，主要用于制作火箭噴管的噴嘴，澆注金屬的澆道口、熱電偶套管、爐管，燃氣輪葉片、高溫軸承、熱交換器及核燃料包封材料等。SiC軸承SiC陶瓷件123(4)氮化硼陶瓷主晶相BN，共價晶體，晶體結構為六方結構，有白石墨之稱。良好的耐熱性和導熱性，熱導率與不銹鋼相當，熱脹系數(shù)比金屬和其它陶瓷低得多，故抗熱振性和熱穩(wěn)定性好。高溫絕緣性好，2000℃仍是絕緣體，是理想的高溫絕緣材料和散熱材料?；瘜W穩(wěn)定性高，能抗Fe、Al、Ni等熔融金屬的侵蝕。硬度較其它陶瓷低，可切削加工。有自潤滑性，耐磨性好。124氮化硼陶瓷常用于制作熱電偶套管，熔煉半導體、金屬的坩堝和冶金用高溫容器和管道，高溫軸承，高溫絕緣材料等。因氮化硼陶瓷中含wB=43%，有很大的吸收中子的截面，可作核反應堆中吸收熱中子的控制棒。熱電偶套管125ZrO2氧化鋯單相陶瓷(5)氧化鋯陶瓷氧化鋯的晶型轉(zhuǎn)變：立方相?四方相?單斜相。四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕喾浅Ｑ杆?，引起很大的體積變化，易使制品開裂。126在氧化鋯中加入某些氧化物(如CaO、MgO等)能形成穩(wěn)定立方固溶體，不再發(fā)生相變，具有這種結構的氧化鋯稱為完全穩(wěn)定氧化鋯(FSZ)，其力學性能低，抗熱沖擊性差。ZrO2陶瓷耐火件減少加入的氧化物數(shù)量，使部分氧化物以四方相的形式存在。由于這種材料只使一部分氧化鋯穩(wěn)定，所以稱部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)。127氧化鋯中四方相向單斜相的轉(zhuǎn)變可通過應力誘發(fā)產(chǎn)生。當受到外力作用時，這種相變將吸收能量而使裂紋尖端的應力場松弛，增加裂紋擴展阻力，從而大幅度提高陶瓷材料的韌性。部分穩(wěn)定氧化鋯組織128部分穩(wěn)定氧化鋯的導熱率低，絕熱性好；熱膨脹系數(shù)大，接近于發(fā)動機中使用的金屬，抗彎強度與斷裂韌性高，除在常溫下使用外，已成為絕熱柴油機的主要侯選材料，如發(fā)動機汽缸內(nèi)襯、推桿、活塞帽、閥座、凸輪、軸承等。部分穩(wěn)定氧化鋯制品129氧化鋯油泵氧化鋯柱塞氧化鋯拉線輪氧化鋯球閥部分穩(wěn)定氧化鋯噴涂層增韌氧化鋯導輪芯軸氧化鋯制品130(6)功能陶瓷功能陶瓷通常具的特殊的物理性能，涉及的領域比較多，常用功能陶瓷的特性及應用見下表所示。1313、金屬陶瓷以金屬氧化物或碳化物為主要成分，加入適量的金屬粉末，通過粉末冶金的方法制成的，具有某些金屬性質(zhì)的陶瓷。金屬陶瓷是金屬切削刀具、模具和耐磨零件的重要材料。132粉末冶金示意圖133(1)粉末冶金法的基本工藝過程主要有粉末制備、粉末預處理、成形、燒結及后處理等。①粉末制備金屬粉末的制取方法有：機械法和物理化學法。機械法是將原材料磨碎成粉而不改變原材料的化學成分的方法。如將金屬切削成粉末顆粒等。物理化學法是在制取粉末過程中，使原材料受到化學或物理的作用，而使其化學成分和集聚狀態(tài)發(fā)生變化的工藝過程。物理化學制粉法是以還原和離解等化學反應為基礎的。工業(yè)上普遍采用的有：氧化物還原法、電解法、熱離解法、球磨法、渦旋研磨法、霧化法。134②粉末預處理預處理包括：粉末退火、篩分、混合、制粒、加潤滑劑等。粉末的預先退火可使氧化物還原，降低碳和其他雜質(zhì)的含量，提高粉末的純度；同時，還能消除粉末的加工硬化、穩(wěn)定粉末的晶體結構。篩分的目的在于把顆粒大小不同的原始粉末進行分級?；旌弦话闶侵笇煞N或兩種以上不同成分的粉末混合均勻的過程?；旌峡刹捎脵C械法和化學法。制粒是將小顆粒的粉末制成大顆?；驁F粒的工序，以此來改善粉末的流動性。135③壓制成形壓模壓制是將置于壓模內(nèi)的松散粉末施加一定的壓力后，成為具有一定尺寸、形狀和一定密度、強度的壓坯。粉末的壓制一般在普通機械式壓力機或液壓機上進行。常用的壓力機噸位一般為500~5000kN。雙向壓制粉末冶金坯塊工步示意圖136④燒結燒結是將壓坯按一定的規(guī)范加熱到規(guī)定溫度并保溫一段時間，使壓坯獲得一定的物理及力學性能的工序。燒結機理：將壓坯加熱到高溫，為粉末原子所儲存的能量釋放創(chuàng)造了條件，由此引起粉末物質(zhì)的遷移，使粉末體的接觸面積增大，導致孔隙減少，密度增高，強度增加，形成了燒結。固相燒結：燒結發(fā)生在低于其組成成分熔點的溫度，如普通鐵基粉末冶金軸承燒結。液相燒結：燒結發(fā)生在兩種組成成分熔點之間。如硬質(zhì)合金與金屬陶瓷制品的燒結。液相燒結時，在液相表面張力的作用下，顆粒相互靠緊，故燒結速度快、制品強度高。137⑤后處理后處理的方法按其目的不同，有以下幾種：

為提高制件的物理及力學性能，方法有：復壓、復燒、浸油、熱鍛與熱復壓、熱處理及化學熱處理。

為改善制件表面的耐腐蝕性，方法有：水蒸氣處理、磷化處理、電鍍等。

為提高制件的形狀與尺寸精度，方法有：精整、機械加工等。

熔滲處理，它是將低熔點金屬或合金滲入到多孔燒結制作的孔隙中去，以增加燒結件的密度、強度、塑性或沖擊韌度。138(2)粉末冶金的應用①減摩材料(含油軸承)利用粉末冶金材料的多孔性，將材料浸在潤滑油中，在毛細力作用下，可吸附大量潤滑油(一般含油率達12~30%)，從而減摩。常用含油軸承材料有鐵基(Fe+石墨、Fe+S+石墨)和銅基(Cu+Sb+Pb+Zn+石墨)。②結構材料用碳鋼或合金鋼的粉末為原料，采用粉末冶金方法制造結構零件。這種零件的精度較高、表面光潔，不須或少須切削加工即為成品零件。139③高熔點金屬材料W、Mo、WC、TiC等金屬及金屬化合物熔點高(>2000℃)，用熔煉和鑄造方法生產(chǎn)較難，且不易保證其純度和冶金質(zhì)量。這些材料可以通過粉末冶金生產(chǎn)，如各種金屬陶瓷、鎢絲及Mo、Ta、Nb等難熔金屬和高溫合金。④特殊電磁性能材料如硬磁材料、軟磁材料，多孔過濾材料，假合金材料。鎢絲140(3)金屬陶瓷硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是金屬陶瓷的一種，它是以金屬碳化物(WC、TiC、TaC等)為基體，再加入適量金屬粉末(如Co、Ni、Mo等)作為粘結劑制成的，具有金屬性質(zhì)的粉末冶金材料。Co基體WC141①硬質(zhì)合金的性能特點高硬度、高熱硬性、耐磨性好(主要特點)因以碳化物為骨架，常溫下硬度69~81HRC，熱硬性達900~1000℃，作為切削刀具，其耐磨性、壽命和切削速度比高速鋼顯著提高?？箟簭姸雀?6000MPa)，抗彎強度低(只有鋼的1/3~1/2)，彈性模量高(是高速鋼的2~3倍)，韌性差(約為淬火鋼的30~50％)。耐蝕性、抗氧化性好，熱脹系數(shù)比鋼低。因抗彎強度低、脆性大、導熱性差，故在加工、作用過程中要避免沖擊和溫度急劇變化。硬度高，無法進行切削加工，可采用電加工(電火花、線切割)和專門砂輪磨削加工。142②硬質(zhì)合金的分類和編號分類與編號常用硬質(zhì)合金按成分和性能特點分為鎢鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金、通用硬質(zhì)合金三類。鎢鈷類硬質(zhì)合金由WC和Co組成。代號：YG×

YG－“硬”、“鈷”?！粒挼暮俊Ｈ纾篩G6表示wCo=6%，余量為WC的鎢鈷類硬質(zhì)合金。143鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金由WC、TiC和Co組成。代號：YT×

YT－“硬”、“鈦”?！粒璗iC含量。如：YT15表示wTiC=15%，余量為WC和Co的鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金。在硬質(zhì)合金中，WC越多，Co越少，則硬度、熱硬性及耐磨性越高，但強度及韌性越低。當Co含量相同時，含TiC的硬質(zhì)合金硬度、耐磨性高，且因合金表面有一層TiO薄膜，切削時不易粘刀，熱硬性高；但強度和韌性比鎢鈷類硬質(zhì)合金低。144通用硬質(zhì)合金添加TaC或NbC取代部分TiC。代號：YW×

YW－“硬”、“萬”?！粒樞蛱枱嵊残愿?>1000℃)，其它性能介于上兩類之間。既可加工鋼材，又能加工鑄鐵和有色金屬，故稱通用或萬能硬質(zhì)合金。通用硬質(zhì)合金145③應用主要用于制造切削刀具、冷作模具、量具和耐磨零件。鎢鈷類硬質(zhì)合金刀具主要用來切削加工脆性材料，如鑄鐵、有色金屬、膠木及其它非金屬材料。鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金主要用來切削加工韌性材料，如各種鋼。含Co量多的硬質(zhì)合金韌性好，適宜粗加工，含Co量少的適于精加工。通用硬質(zhì)合金既可切削脆性材料，亦可加工韌性材料。146補充：制作瓷器十步驟(1)練泥：從礦區(qū)采取瓷石，經(jīng)水碓舂細，淘洗，除去雜質(zhì)，沉淀后制成磚狀的泥塊。然后再用水調(diào)和泥塊，去掉渣質(zhì)，用手搓揉，或用腳踩踏，把泥團中的空氣擠壓出來，并使泥中的水分均勻。(2)拉坯：將泥團摔擲在轆轤車的轉(zhuǎn)盤中心，隨著手法的屈伸收放拉制出坯體的大致模樣。(3)印坯：印模的外型是按坯體內(nèi)弧線旋削，將晾至半干的坯覆放在模種上，均勻按拍坯體外壁，然后脫模。147(4)利坯：將坯覆放于轆轤車的利桶上，轉(zhuǎn)動車盤，用刀旋削，目的使坯體厚度適當，表里光潔，這是一道技術要求很高的工序。(5)曬坯：將加工成型的坯擺放在木架上晾曬。(6)刻花：用竹、骨或鐵制的刀具在已干或半干的坯體上刻畫出花紋。148(7)施釉：普通圓口采用蘸釉(將坯浸入釉盆里，當口沿與釉面平齊時立即提出)或蕩釉(將釉漿注入坯內(nèi)晃動，使上下左右均勻上釉，然后迅速倒掉過剩的釉漿)，琢器(相對“圓器”而言，"圓器"指通過拉坯方法成型的圓形器皿，如碗、盤、碟等。而成型工藝較為復雜的器皿如瓶、尊、壺、罐等，則稱"琢器“)或大型圓器用吹釉。(8)燒窯：時間過程約一晝夜，溫度在1300℃左右。先砌窯門，點火燒窯，燃料是松柴，把樁工技術指導，測看火侯，掌握窯溫變化，決定?；饡r間。149(9)彩釉：釉上彩如五彩、粉彩等，是在已燒成瓷的釉面上描繪紋樣、填彩，再入紅爐以低溫燒烘，溫度約700~800℃。此外，燒窯前即在坯體素胎上繪畫，如青花、釉里紅等，則稱為釉里紅，其特點是彩在高溫釉下，永不褪色。(10)色彩：瓷器的彩繪與一般繪畫不同，因為畫工在坯體素胎上施釉和作畫時所見的顏料色在經(jīng)過高溫燒制和烘烤后會發(fā)生很大變化。1505.3復合材料一、概述復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。通常包括基體相和增強相?；w相是一種連續(xù)相，它把改善性能的增強相材料固結成一體，并起傳遞應力的作用。增強相起承受應力和顯示功能的作用。1、復合材料的分類(1)按基體材料分類：可分為金屬基復合材料和非金屬基復合材料。(2)按增強相形狀分類：可分為纖維增強復合材料、顆粒增強復合材料和層狀復合材料。151(3)按性能分類：可分為結構復合材料和功能復合材料。結構復合材料主要作為承力結構使用的材料；功能復合材料是指除力學性能以外還具備其它物理、化學、生物等特殊性能的復合材料。1522、復合材料的性能(1)比模量和比強度高。復合材料的增強物一般都采用了高強度、低密度的材料，其中纖維增強復合材料的最高。一般比模量約為鋼的4倍，比強度約為鋼的8倍。

153(2)抗疲勞性能好。復合材料的基體中密布著大量的增強纖維等，而基體的塑性一般較好。碳纖維增強復合材料的疲勞極限相當于其抗拉強度的70~80%，而多數(shù)金屬材料疲勞強度只有抗拉強度的40~50%。這是因為在纖維增強復合材料中，纖維與基體間的界面能夠阻止疲勞裂紋的擴展。當裂紋從基體的薄弱環(huán)節(jié)處產(chǎn)生并擴展到結合面時，受到一定程度的阻礙，因而使裂紋向載荷方向的擴展停止。(3)減振性良好。機構的自振頻率與材料比彈性模量的平方根成正比，由于復合材料的比模量大，自振頻率很高，不易產(chǎn)生共振，同時纖維與基體的界面具有吸振能力，故振動阻尼高。154(4)安全性好。復合材料每平方厘米截面上獨立的纖維有幾千甚至幾萬根，當構件過載并有少量纖維斷裂后，會迅速進行應力重新分配，由未斷裂的纖維來承載，使構件在短時間內(nèi)不會失去承載能力，提高使用的安全性。(5)高溫性能良好。增強纖維的熔點或軟化溫度一般都較高，除玻璃纖維的軟化點僅為700~900℃外，其它如Al2O3、C、