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非金屬材料(編輯修改稿)

2025-06-30 00:34 本頁面
 

【文章內容簡介】 。 1. 生 膠 生膠是指無配合劑 、 未經硫化的橡膠 。 按原料來源有天然 橡膠 和合成 橡膠 。 2. 配合劑 用來改善橡膠的某些性能 。 常用配合劑有硫化劑 、 硫化促進劑 、 活化劑 、 填充劑 、 增塑劑 、 防老化劑 、 著色劑 等 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 48 二、橡膠(組成 配合劑) ( 1) 硫化劑 用來使生膠的結構由線型轉變?yōu)榻宦擉w型結構 , 從而使生膠變成具有一定強度 、 韌性 、 高彈性的硫化膠 。 常用硫化劑有硫磺和含硫化合物 , 有機過氧化物 , 胺類化合物 、 樹脂類化合物 、 金屬氧化物等 。 ( 2) 硫化促進劑 作用是縮短硫化時間 , 降低硫化溫度 , 改善橡膠性能 。 常用 促進劑 有二硫化氨基甲酸鹽 、黃原酸鹽類 、 噻唑類 、 硫脲類和部分醛類及醛胺類等有機物 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 49 二、橡膠(組成 配合劑) ( 3) 活化劑 用來提高 促進劑的 作用 。 常用活化劑有氧化鋅 、 氧化鎂 、 硬酯酸等 。 ( 4) 填充劑 用來提高橡膠的強度 、 改善工藝性能和降低成本 。 能提高性能的填充劑稱為補強劑如炭黑 、 二氧化硅 、 氧化鋅 、 氧化鎂等;用于 降低成本的有滑石粉 、 硫酸鋇等 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 50 二、橡膠(組成 配合劑) ( 5) 增塑劑 用來增加橡膠的塑性和柔韌性 。常用增塑劑有石油系列 、 煤油系列和松焦油系列增塑劑 。 ( 6) 防老劑 用來防止或延緩橡膠老化 , 主要有石蠟 、 胺類和酚類防老劑 。 【增強材料主要有纖維織品、鋼絲加工制成的簾布、絲繩、針織品等類型】 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 51 二、橡膠(加工成形) 包括塑煉 、 混煉 、 壓延與壓出 、 成型 、 硫化 。 1. 塑煉 生膠具有很高的彈性 , 難以加工 。 塑煉是生膠在機械或化學作用下 , 部分橡膠長分子鏈被切斷 , 分子量降低 , 塑性增加的過程 。 通常在煉膠機中進行 。 2. 混煉 將生膠和配合劑混合均勻的過程 。 混煉的加料順序是:塑煉 膠 、 防老劑 、 填充劑 、 增塑劑 、 硫化劑及硫化促進劑 等 。 混煉時要注意嚴格控制溫度和時間 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 52 二、橡膠(加工成形) 3. 壓延與壓出 混煉膠通過壓延與壓出等工藝 ,可以制成一定形狀的橡膠半成品 。 4. 成型 把 橡膠半成品通過粘貼 、 壓合等方法制成成品形狀的過程 。 5. 硫化 膠料大分子結構由線型轉變?yōu)榻宦擉w型結構的過程 。 硫化后即得制品 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 53 二、橡膠(常用橡膠東代號、性能及應用) 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 54 二、橡膠(常用橡膠東代號、性能及應用) 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 55 三、膠粘劑 把 兩個固體表面粘合在一起 , 并且在膠接面處具有足夠強度的物質 ; 以各種樹脂 、 橡膠 、 淀粉等為基體材料 ,添加各種輔料而制成的 。 分類: 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 56 三、膠粘劑(常用) 1. 環(huán)氧樹脂 膠粘劑 具有很高的粘接力 , 操作簡便 ,不需外力即可粘接;有良好的耐酸 、 堿 、 油及有機溶劑的性能 。 但 環(huán)氧 膠膠層較脆 。 用途: 環(huán)氧樹脂 膠粘劑對金屬 、 玻璃 、 陶瓷 、 塑料 、橡膠 、 混凝土等均具有較好的粘合能力 , 常用于以上物品之間的粘接和修補 , 也可用于竹木和皮革 、 織物 、 纖維之間的粘接 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 57 三、膠粘劑(常用) 2. 酚醛 樹脂 膠粘劑 具有較強的粘接力 , 耐高溫 ,但韌性低 , 剝離強度差 。 主要 用于 木材 、 膠合板 、 泡沫塑料等 , 也可用于膠接金屬 、 陶瓷 。 改性的 酚醛 丁晴膠可在 60~ 150℃ 使用 , 廣泛用于機器 、 汽車 、 飛機結構部件的 膠 接 , 也可用于膠接金屬 、 玻璃 、 陶瓷 、 塑料等材料 。 改性的酚醛 縮醛膠具有較好的膠接強度和耐熱性 , 主要用于金屬 、 玻璃 、 陶瓷 、 塑料的膠接 , 也可用于玻璃纖維層壓板的膠結 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 58 三、膠粘劑(常用) 3. 聚氨酯樹脂膠粘劑 初粘結力大 , 常溫觸壓即可固化 , 有利于粘接大面積柔軟材料及難以加壓的工件 。在 250℃ 以下 仍能保持較高的剝離強度 , 而且其抗剪強度隨著溫度下降而顯著提高 。 聚氨酯樹脂膠毒性大 , 固化時間長 , 耐熱性不高 , 易與水反應 。 可對 金屬 、 玻璃 、陶瓷 、 橡膠 、 木材 、 皮革和極性塑料有很強的粘結力 ,特別是超低溫工件的粘接 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 59 三、膠粘劑(常用) 4. α 氰基丙烯酸酯膠粘劑 具有透明性好 、粘度低 、 粘結速度極快等特點 , 使用很方便 。 但它不耐水 , 性脆 , 耐溫性和耐久性較差 , 有一定氣味 。 廣泛用于: 金屬 、 陶瓷 、 玻璃及大多數塑料和橡膠制品的粘接及日常修理 。 市場上銷售的“ 501” 膠和 “ 502” 膠就屬于這類膠粘劑 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 60 三、膠粘劑(常用) 5. 氯丁橡膠膠粘劑 具有良好的彈性和柔韌性 , 初粘力強 , 但強度較低 , 耐熱性不高 , 貯存穩(wěn)定性較差 ,耐寒性不佳 , 溶劑有毒 。 氯丁橡膠膠粘劑使用方便 , 價格低廉 , 廣泛用于 橡膠與橡膠 、 金屬 、 纖維 、 木材 、 塑料之間的粘接 。 6. 聚醋酸乙烯乳液膠粘劑 即乳白膠 。 無毒 、 粘度小 、 價格低 、 不燃 。 但耐水性和耐熱性較差 。 主要用于膠接木材 、 纖維 、 紙張 、 皮革 、 混凝土 、 瓷磚等 。 167。 2 高分子材料 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 61 基本概念 傳統(tǒng)陶瓷 材料是粘土 、 石英 、 長石等硅酸鹽類材料 。 現代陶瓷 材料是無機非金屬材料的統(tǒng)稱 。 其原料已不再是單純的天然礦物材料 , 而是擴大到人工化合物 ( Al2O SiO ZrO2等 ) 。 167。 3 陶 瓷 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 62 一、陶瓷的分類(化學成分) 氧化物陶瓷 Al2O SiO ZrO MgO、 CaO、 BeO、 Cr2O CeO ThO2; 碳化物陶瓷 SiC、 B4C、 WC、 TiC; 氮化物陶瓷 Si3N AlN、 TiN、 BN; 新型碳化物陶瓷 C3N4; 硼化物陶瓷 TiB ZrB2; 復合瓷、金屬陶瓷和纖維增強陶瓷 3Al2O32SiO2(莫來石 )、MgAl2O3(尖晶石 )、 CaSiO ZrSiO BaTiOPbZrTiO BaZrO CaTiO3等。 167。 3 陶 瓷 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 63 一、陶瓷的分類 (原料 用途 性能 ) 原料: 普通陶瓷 ( 硅酸鹽材料 ) 特種陶瓷 ( 人工合成材料 ) 用途: 日用陶瓷 、 結構陶瓷 、 功能陶瓷 性能: 高強度陶瓷 、 高溫陶瓷 、 耐磨陶瓷 、 耐 酸 陶瓷 、 壓 電陶 瓷 、 光學 陶瓷 、 半 導體 陶瓷 、 磁性陶瓷 、 生物陶瓷等 。 167。 3 陶 瓷 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 64 一、陶瓷的結構(晶相) 陶瓷一般由 晶相 、 玻璃相和氣相 組成 。 其顯微結構是由原料 、 組成和制造工藝所決定的 。 晶相 是陶瓷材料的主要組成相 , 是化合物或固溶體 。 晶相主要有硅酸鹽 、 氧化物 、 非氧化物三種 。 硅酸鹽的基本結構是硅氧四面體 ( SiO4) , 構成不同結構的硅酸鹽 ,大多數氧化物的結構是氧離子密堆的立方和六方結構 ,金屬離子位于其八面體或四面體間隙中 。 167。 3 陶 瓷 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 65 二、陶瓷的結構(玻璃相) 玻璃相 是一種低熔點的非晶態(tài)固相 。 它的作用是粘接非晶態(tài)晶相 , 填充晶相間的空隙 , 提高致密度 , 降低燒結溫度 , 抑制晶粒長大等 。 玻璃相的組成隨著坯料組成 、 分散度 、 燒結時間以及爐( 窯 ) 內氣氛的不同而變化 。 玻璃相會降低陶瓷的強度 、 耐熱耐火性和絕緣性 。 故陶瓷中玻璃相的體積分數一般為 20%~ 40%。 167。 3 陶 瓷 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 66 二、陶瓷的結構(氣相) 氣相 ( 氣孔 ) 是指陶瓷孔隙中的氣體 。 陶瓷的性能受氣孔的含量 、 形狀 、 分布等的影響 , 氣孔會降低陶瓷的強度 , 增大介電損耗 , 降低絕緣性 ,降低致密度 , 提高絕熱性和抗振性 。 對功能陶瓷的光 、 電 、 磁等性能也會產生影響 。 普通陶瓷的氣孔率為體積的 5%~ 10%, 特種陶瓷和為功能陶瓷 5%以下 。 167。 3 陶 瓷 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 67 二、陶瓷的結構 167。 3 陶 瓷 陶瓷顯微組織示意圖 第十章 非金屬材料 機電工程學院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 68 三、陶瓷材料的性能( 力學性能 ) 高硬度 , 一般為 1000~ 5000HV, 而淬火鋼為500~ 800HV, 因而具有優(yōu)良的耐磨性;陶瓷的彈性模量高 , 剛度大 , 是各種材料中最高的 。 由于晶界的存在 , 陶瓷的實際強度比理論值要低的多;陶瓷的抗拉強度很低 , 抗彎強度稍高 , 抗壓強度很高 , 一般比
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