【正文】 3．經(jīng)濟(jì)性原則 在首先滿足零件性能要求的前提下，選材應(yīng)使產(chǎn)品的成本盡可能低廉，如選用一般碳鋼和鑄鐵能滿足要求的，就不要選用合金鋼。 選材的一般原則 使用性能主要指零件在使用狀態(tài)下材料應(yīng)具有的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。 2)為改善老產(chǎn)品的性能，需要更換原用材料。 儀器儀表材料的選用 儀器設(shè)計(jì)與選材的關(guān)系 儀器的設(shè)計(jì)過(guò)程，不僅包括結(jié)構(gòu)與功能的設(shè)計(jì)，還包括零 (構(gòu) ) 件所用材料及工藝的設(shè)計(jì)。 (2)納米敏感材料 各種納米敏感材料將使工業(yè)傳感器產(chǎn)生重大改進(jìn)。 (3)用納米超細(xì)原料，在較低的溫度快速熔合，可制成在常規(guī)條件下得不到的非平衡合金，為新型合金的研制開(kāi)辟了新的途徑。3．以熱性能為特征的應(yīng)用 (1)納米結(jié)構(gòu)的材料比熱容比常規(guī)材料大得多，因此可以作為更好的熱交換材料應(yīng)用。 2．以磁學(xué)性能為特征的應(yīng)用 (1)巨磁電阻材料 某些納米厚度的多層薄膜系統(tǒng)，當(dāng)在其橫向加一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，其電阻值產(chǎn)生顯著改變，如同一個(gè)磁性開(kāi)關(guān)。 (3)無(wú)機(jī)納米超微粉 用無(wú)機(jī)納米超微粉添加到高分子材料中去，例如橡膠、塑料、膠粘劑中，可以起到增強(qiáng)、增塑、抗沖擊、耐磨、耐熱、阻燃、抗老化及增加粘接性能等作用。納米材料的應(yīng)用： 1．以力學(xué)性能為特征的應(yīng)用 (1)碳納米管 碳納米管的強(qiáng)度是鋼的百倍，而重量?jī)H是鋼的 1／ 6，這是目前發(fā)現(xiàn)的最高強(qiáng)度或比強(qiáng)度的材料。應(yīng)該指出，納米材料是以材料的尺寸來(lái)定義的材料領(lǐng)域，它跨越了原有各種材料的學(xué)科分類界限。所謂特征尺寸，對(duì)顆粒 (或粉末 )材料而言是指每一個(gè)顆粒的直徑大??；對(duì)于纖維來(lái)說(shuō)是指纖維的橫截面直徑。而納米材料則是納米科技中最重要最基礎(chǔ)的組成部分。 總的說(shuō)來(lái)，此類材料具有高硬度、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕的特性，多用于工具。 (2)金屬基纖維復(fù)合材料 金屬基復(fù)合材料的基體有鋁及鋁合金、鈦及鈦合金，還有鎂、銅、鎳合金等。 常用復(fù)合材料1．纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 工程上應(yīng)用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料按其基體分為兩大類，一類是樹(shù)脂基，另一類是金屬基。 分為功能復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)復(fù)合材料兩大類。 復(fù)合材料最大的優(yōu)越性是其性能比組成材料好。 主要包括：紫外、紅外晶體、復(fù)消色差晶體、偏振晶體、激光晶體。 光學(xué)石英玻璃有優(yōu)良的光譜特性，是制造光學(xué)零件的高級(jí)材料，也是制造光學(xué)樣板與光學(xué)工具的優(yōu)質(zhì)材料。 衡量有色玻璃的質(zhì)量指標(biāo)有光譜特性、雙折射、條紋度、氣泡度等。3．有色光學(xué)玻璃 有色光學(xué)玻璃是一種主要的濾光材料，用來(lái)制作觀察、照相、紅外等光學(xué)儀器的濾光片。 無(wú)色光學(xué)玻璃按光學(xué)常數(shù)分為兩大類：冕牌玻璃及火石玻璃。2．無(wú)色光學(xué)玻璃 大多數(shù)的光學(xué)玻璃以 Si02為主組成，屬硅酸鹽玻璃。 3)具有較高內(nèi)能。 2)沒(méi)有熔點(diǎn)，僅有一個(gè)軟化的溫度范圍。 玻璃 (1)玻璃特性 不論化學(xué)成分和固化溫度范圍如何，一切由熔融物過(guò)冷卻所得到的無(wú)定形體，由于粘度逐漸增加而具有固體的機(jī)械性質(zhì)，均稱之為玻璃。 2)化學(xué)穩(wěn)定性 較強(qiáng)。 陶瓷是各類材料中硬度最高的，這是它的最大特點(diǎn) 。 2．陶瓷材料的性能 (1)力學(xué)性能 陶瓷彈性模量很大，比金屬高若干倍。普通陶瓷是利用天然硅酸鹽礦物 (如粘土、石英、長(zhǎng)石等 )為原料制成的陶瓷，又稱傳統(tǒng)陶瓷。 無(wú)機(jī)非金屬材料 陶瓷陶瓷是指以天然或人工合成的無(wú)機(jī)非金屬物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)成形和高溫?zé)Y(jié)而制成的固體材料和制品。 影響選擇潤(rùn)滑劑類型的兩個(gè)主要因素通常是 速度和負(fù)荷 。氣體潤(rùn)滑可以用在比潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂更高或更低的溫度下。 氣體潤(rùn)滑劑：氣體可以象油一樣地成為潤(rùn)滑劑。其缺點(diǎn)是流動(dòng)性小，散熱性差，高溫下易產(chǎn)生相變、分解等。 潤(rùn)滑脂：如凡士林、硅膠脂。2．潤(rùn)滑劑的分類 按照潤(rùn)滑劑的物質(zhì)狀態(tài)，可分為液體潤(rùn)滑劑、半固體潤(rùn)滑劑、固體潤(rùn)滑劑和氣體潤(rùn)滑劑四大類。 (5)按應(yīng)用性能分類 ① 結(jié)構(gòu)膠； ② 非結(jié)構(gòu)膠； ③ 密封膠； ④ 浸滲膠； ⑤ 功能膠。 (3)按膠粘劑硬化方法分類 分為 11類。 (1)按膠粘劑主要粘料屬性分類 分為七大類和若干小類，如表 3—8所示。 膠接可以部分代替鉚接、焊接和螺紋聯(lián)接，可以接合無(wú)法焊接的金屬。 1．膠粘劑的組成和功用 天然膠粘劑有骨膠、蟲(chóng)膠、桃膠和樹(shù)脂等。 橡膠分為天然橡膠和合成橡膠。橡膠的特點(diǎn)是易受氧化、光照射易老化，失去彈性。3．工程塑料的特性 工程塑料與金屬相比，有以下特性 (1)密度小 (2)比強(qiáng)度高 (3)良好的抗腐蝕性 (4)優(yōu)良的電絕緣性 (5)耐磨、減摩、自潤(rùn)滑性好 (6)工藝性好易熱壓成形 塑料的弱點(diǎn)是耐熱性差，一般塑料不宜在 60~100度以上工作，且易發(fā)生蠕變，導(dǎo)熱性差，易老化。添加劑是為了改變塑料的性能，包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑等。塑料中能夠代替金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的稱為工程塑料。 高分子材料的共同缺點(diǎn)是易老化，就是在氧、熱、紫外線、機(jī)械力、水蒸氣、微生物等作用下逐漸失去彈性，出現(xiàn)龜裂，變硬或發(fā)粘軟化，變色，失去光澤。熱塑性：在加熱和溶劑作用下可熔融、溶解變軟，冷卻變硬，并可反復(fù)進(jìn)行。 高分子材料 概述 高分子是指相對(duì)分子質(zhì)量大于 500的有機(jī)化合物，它分天然 (如松香、蛋白質(zhì)、天然橡膠等 )、合成 (如合成樹(shù)脂、合成橡膠、合成纖維等 )兩大類。 (2)粉末冶金的應(yīng)用 粉末冶金不需要熔煉或鑄造，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，做到無(wú)切屑或少切屑加工，極大地提高了生產(chǎn)率和材料利用率。它屬于具有微小孔隙的多孔材料，可具有高硬度、高摩擦系數(shù)，良好吸附性以及過(guò)濾作用。 鈦合金按其使用狀態(tài)下的組織可分為三類，即 а鈦合金、 β 鈦合金、 (а + β)鈦合金。工業(yè)純鈦和一般純金屬不同，它的棒材、板材具有較高的強(qiáng)度，可直接用于飛機(jī)、船舶、儀器等行業(yè)。 按雜質(zhì)含量不同，工業(yè)純鈦可分為三種牌號(hào)，即 TA TA TA3。 3．鈦及鈦合金 鈦雖是一種工業(yè)新金屬，但因它具有一系列優(yōu)良的性能 (如高的比強(qiáng)度、高的耐熱性、極好的耐蝕性 )。其牌號(hào)用 “青 ”字的漢語(yǔ)拼音字頭“Q”+主加元素符號(hào) +主加元素含量 (及其他元素含量 )表示。近代上業(yè)還把 CuAl、 CuBe、 CuPb、 CuSi等銅基合金皆稱為無(wú)錫青銅或特殊青銅。如 H Pb591代表鉛黃銅，其中含 Cu59％，Pb1％，其余為含 Zn量。 特殊黃銅的牌號(hào) ，用 ‘‘H”+主加元素符號(hào) +銅含量 +主加元素含量來(lái)表示。對(duì)于鑄造生產(chǎn)的黃銅，其牌號(hào)前加 “鑄 ”字的漢語(yǔ)拼音字頭 “Z”。 普通黃銅的牌號(hào)用 “黃 ”字的漢語(yǔ)拼音字頭 “H”后加數(shù)字表示。其含鋅量一般不超過(guò) 50％。黃銅又按含合金元素種類分為普通黃銅和特殊黃銅。常用的銅合金主要有黃銅、青銅及白銅。 (2)銅合金工業(yè) 純銅的強(qiáng)度低，不適于用作結(jié)構(gòu)材料。2．銅及銅合金