工程材料課件教學(xué)課件

工程材料課件目錄工程材料概述金屬材料非金屬材料高分子材料工程復(fù)合材料工程材料的腐蝕與防護(hù)工程材料概述0101定義02分類工程材料是指用于制造各類結(jié)構(gòu)件、零件和產(chǎn)品的物質(zhì)材料，具有較高的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。根據(jù)其成分、結(jié)構(gòu)和用途，工程材料可分為金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料和功能材料等。定義與分類01力學(xué)性質(zhì)工程材料應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能，以滿足各種工程應(yīng)用的需求。02物理性質(zhì)包括密度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率等，這些性質(zhì)決定了工程材料在不同環(huán)境下的行為表現(xiàn)。03化學(xué)性質(zhì)工程材料的耐腐蝕性、抗氧化性、耐候性等化學(xué)性質(zhì)，對(duì)其使用壽命和安全性具有重要影響。工程材料的性質(zhì)010203工程材料如鈦合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼等，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，用于制造飛機(jī)、衛(wèi)星和火箭等。航空航天汽車工業(yè)中，工程材料如鋼材、鋁合金和復(fù)合材料等被大量使用，用于制造車身、底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵部件。汽車工業(yè)在建筑業(yè)中，工程材料如混凝土、鋼材和玻璃等被廣泛用于構(gòu)建橋梁、房屋和建筑物等，以滿足安全性和功能性的要求。建筑業(yè)工程材料的用途金屬材料02碳含量較低，強(qiáng)度和韌性適中，廣泛用于建筑、機(jī)械、車輛等領(lǐng)域。碳素鋼合金鋼不銹鋼通過添加合金元素提高鋼的強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性等性能，用于制造高要求的產(chǎn)品。具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，廣泛用于化工、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域。030201鋼鐵材料質(zhì)輕、導(dǎo)電性好，廣泛用于電線、電纜等領(lǐng)域。通過添加合金元素提高鋁的強(qiáng)度和耐腐蝕性，用于建筑、車輛、航空航天等領(lǐng)域。鋁及鋁合金鋁合金純鋁具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，廣泛用于電線、電纜、散熱器等領(lǐng)域。純銅通過添加合金元素提高銅的強(qiáng)度和耐腐蝕性，用于建筑、管道、船舶等領(lǐng)域。銅合金銅及銅合金質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好，廣泛用于化工、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。純鈦通過添加合金元素提高鈦的強(qiáng)度和耐高溫性能，用于制造高性能的產(chǎn)品。鈦合金鈦及鈦合金非金屬材料03塑料是一種高分子合成材料，具有良好的可塑性、絕緣性、耐腐蝕性和輕便性。塑料制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、家居、包裝等領(lǐng)域，如管道、電線絕緣層、餐具、容器等。塑料的種類繁多，常見的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)等。塑料的加工方法多樣，可以通過注塑、擠出、吹塑、壓延等方式成型。塑料橡膠是一種具有彈性的高分子材料，具有良好的耐磨性、耐油性和絕緣性。橡膠的種類繁多，常見的有天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等。橡膠制品廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電子、建筑等領(lǐng)域，如輪胎、減震器、密封圈、墊片等。橡膠的加工方法包括壓延、壓出、硫化等，硫化是使橡膠從彈性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥韵鹉z的關(guān)鍵過程。橡膠陶瓷是一種無(wú)機(jī)非金屬材料，具有高熔點(diǎn)、高硬度、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性。陶瓷制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電子、航空航天等領(lǐng)域，如耐火材料、陶瓷刀具、電子元件等。陶瓷的種類繁多，常見的有氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷等。陶瓷的加工工藝包括成型、燒成和表面處理等，燒成是陶瓷制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。0102030405陶瓷01020304玻璃是一種無(wú)機(jī)非金屬材料，具有良好的透明性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性。玻璃制品廣泛應(yīng)用于建筑、家居、光學(xué)儀器等領(lǐng)域，如窗戶、鏡子、光學(xué)鏡片。玻璃的種類繁多，根據(jù)成分和工藝的不同可以分為普通玻璃、石英玻璃、鋼化玻璃等。玻璃的加工方法包括切割、磨削、拋光等，拋光是提高玻璃表面光潔度的關(guān)鍵步驟。玻璃高分子材料04高分子聚合物的物理性質(zhì)如密度、熔點(diǎn)、溶解性、熱穩(wěn)定性、電絕緣性等，這些性質(zhì)與聚合物的化學(xué)組成和分子鏈結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。高分子聚合物的力學(xué)性質(zhì)如彈性模量、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等，這些性質(zhì)對(duì)于材料的力學(xué)性能和使用安全性具有重要意義。高分子聚合物的分子鏈結(jié)構(gòu)包括線性、支化、交聯(lián)等結(jié)構(gòu)形式，以及分子鏈的長(zhǎng)度和分子量分布。高分子聚合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高分子聚合物的加工工藝包括擠出、注射、壓延、吹塑等，加工過程中需要控制溫度、壓力、剪切速率等工藝參數(shù)。高分子聚合物加工過程中的流變行為研究聚合物熔體或溶液在加工過程中的流動(dòng)和變形行為，對(duì)于優(yōu)化加工工藝和提高制品質(zhì)量具有重要意義。高分子聚合物的合成方法包括自由基聚合、離子聚合、配位聚合等，不同的合成方法可以得到不同分子結(jié)構(gòu)和分子量的聚合物。高分子聚合物的合成與加工如食品包裝、建筑材料、電子電器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。高分子聚合物在塑料工業(yè)中的應(yīng)用如輪胎、膠管、密封件等制品的生產(chǎn)。高分子聚合物在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用如紡織品、無(wú)紡布、復(fù)合材料等產(chǎn)品的制造。高分子聚合物在纖維工業(yè)中的應(yīng)用如各種類型的膠水、粘合劑的生產(chǎn)和使用。高分子聚合物在粘合劑工業(yè)中的應(yīng)用高分子聚合物的應(yīng)用工程復(fù)合材料05定義復(fù)合材料是由兩種或兩種以上材料組成的一種特殊材料，各組分之間具有顯著的相界面，并能夠共同發(fā)揮各自的作用。分類根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)合材料可以分為多種類型，如按增強(qiáng)相類型可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料和層疊增強(qiáng)復(fù)合材料等。復(fù)合材料的定義與分類增強(qiáng)相增強(qiáng)相是復(fù)合材料中承受載荷的主要部分，通常由高強(qiáng)度、高模量纖維或顆粒組成，如玻璃纖維、碳纖維、晶須、陶瓷顆粒等?；w相基體相是復(fù)合材料中起到粘結(jié)和傳遞載荷作用的介質(zhì)，通常為有機(jī)高分子材料或無(wú)機(jī)非金屬材料，如樹脂、陶瓷、金屬等。復(fù)合材料的增強(qiáng)相與基體相復(fù)合材料的制備與加工制備方法復(fù)合材料的制備方法有多種，如物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、溶膠-凝膠法、聚合物浸漬裂解法等。加工技術(shù)復(fù)合材料的加工技術(shù)包括熱壓罐成型、真空袋成型、熱壓成型、纏繞成型等，這些技術(shù)能夠?qū)⒅苽浜玫膹?fù)合材料加工成所需的形狀和尺寸。工程材料的腐蝕與防護(hù)06金屬材料在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致材料性能退化。電化學(xué)腐蝕材料與化學(xué)介質(zhì)直接反應(yīng)，導(dǎo)致材料表面損傷?；瘜W(xué)腐蝕微生物、細(xì)菌等生物活動(dòng)對(duì)材料造成腐蝕。生物腐蝕工程材料的腐蝕機(jī)理123在材料表面涂覆防腐涂層，隔離材料與腐蝕介質(zhì)。涂層保護(hù)通過改變金屬材料的電位來(lái)防止電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)保護(hù)控制環(huán)境濕度、溫度等