水工藝設(shè)備基礎(chǔ)課件(ppt46)(1)(參考版)
2025-02-20 02:39本頁面
【正文】 但是，復(fù)合材料為各向異性材料，橫向拉伸強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度是不高的，同時(shí)伸長率較低，沖擊韌性有時(shí)也不很好，尤其是成本太高，所以目前應(yīng)用還很有限。過載會(huì)使其中部分纖維斷裂，但隨即迅速進(jìn)行應(yīng)力的重新分配，而由未斷纖維將載荷承擔(dān)起來，不至造成構(gòu)件的瞬間完全喪失承載能力而斷裂，所以工作的安全性高。 此外，由于復(fù)合材料高溫強(qiáng)度好，耐疲勞性能好、纖維和基體的相容性好，熱穩(wěn)定性也是很好的。 167。 （ 2）抗疲勞性能好 首先，缺陷少的纖維的疲勞抗力很高；其次，基體的塑性好，能消除或減小應(yīng)力集中區(qū)的大小和數(shù)量。 復(fù)合材料 復(fù)合材料的性能特點(diǎn) （ 1）比強(qiáng)度和比剛度高 增強(qiáng)劑 或者基體為比重小的物質(zhì)，或兩者的比重都不高 ,且都不是完全致密的；另一方面，增強(qiáng)劑多是強(qiáng)度很高的纖維。 ②金屬纖維陶瓷復(fù)合材料：利用金屬纖維的韌性和抗拉能力改善陶瓷的脆性。 （ 4）金屬纖維復(fù)合材料 作增強(qiáng)纖維的金屬主要是強(qiáng)度較高的高熔點(diǎn)金屬鎢、鉬、鋼、不銹鋼、鈦、鈹?shù)?，它們能被基體金屬潤濕，也能增強(qiáng)陶瓷。硼纖維是由硼氣相沉積在鎢絲上來制取的。 167。 ③碳纖維金屬復(fù)合材料：用于熔點(diǎn)較低的金屬或合金，在碳纖維表面鍍金屬，制成了碳纖維鋁基復(fù)合材料。 （ 2）碳纖維復(fù)合材料 ①碳纖維復(fù)合材料：作基體的 樹脂 ，目前應(yīng)用最多的是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚四氟乙烯。 復(fù)合材料 ①熱塑性玻璃鋼 熱塑性玻璃鋼是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以 熱塑性樹脂 為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。玻璃鋼分熱塑性和熱固性兩種。 ③它可造成單一材料不易具備的性能或功能，或在同一時(shí)間里發(fā)揮不同功能的作用。 ①它可改善或克服組成材料的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn)。 167。硅橡膠無味、無毒，其最大的特點(diǎn)是耐熱性好，可用作墊圈、密封件材料和隔熱材料。 合成橡膠 ? 組成：合成橡膠的主要原料是石油、煤和天然氣。 ? 特點(diǎn)：天然橡膠的力學(xué)性能較差；化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐一般非氧化性強(qiáng)酸、有機(jī)酸、堿溶液和鹽溶液的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化性酸和芳香族化合物的腐蝕。 高分子材料 六、橡膠 天然橡膠 ? 組成：天然橡膠是橡膠樹的樹汁經(jīng)過煉制的高彈性固體。常見的有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂等。最重要的有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、 ABS等四種。 高分子材料 （ 2） 按照使用范圍分 ①通用塑料 指應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)量大的塑料品種。體型聚合物。線型聚合物。 ⑧阻燃劑：作用是遏止燃燒或造成自熄。 ⑥潤滑劑：可防止塑料成形過程中產(chǎn)生的粘模問題。 高分子材料 ④增塑劑：用以提高樹脂可塑性和柔性的添加劑。 ③固化劑：作用是通過交聯(lián)使樹脂具有體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、硬化和穩(wěn)定塑料制品。一般來講，組成塑料的物質(zhì)主要包括： ①合成樹脂：由低分子化合物通過聚合或縮聚反應(yīng)合成的高分子化合物。老化是高聚物一個(gè)主要缺點(diǎn)。耐蝕性好是高分子材料的優(yōu)點(diǎn)之一。 167。 （ 9）耐熱性 高聚物的耐熱性是指它對溫度升高時(shí)性能明顯降低的抵抗能力。塑料（一部分）除了摩擦系數(shù)低以外，更主要的優(yōu)點(diǎn)是磨損率低。 （ 7）減摩、耐磨性 摩擦是接觸表面之間的機(jī)械粘接和分子粘著所引起的。 高分子材料 （ 6）韌性 高聚物的優(yōu)點(diǎn)之一是其內(nèi)在的韌性較好，即在斷裂前能吸收較大的能量。 ? 斷裂：高聚物的斷裂也有脆性斷裂和韌性斷裂兩種形式。無定形高聚物在玻璃化溫度以下，較大應(yīng)力下產(chǎn)生的較大的不能回復(fù)變形稱為受迫高彈性。 167。 ③滯后與內(nèi)耗：高聚物承受周期性荷載時(shí)，出現(xiàn)應(yīng)變落后于應(yīng)力，即造成應(yīng)變的滯后。主要表現(xiàn)有： ①蠕變：高聚物在室溫下承受力的長期作用時(shí)，發(fā)生的不可恢復(fù)的塑性變形稱為蠕變。③拉伸時(shí)溫度升高。重量輕是高分子聚合物的最大優(yōu)點(diǎn)之一。 167。對于加聚類聚合物，在其鏈節(jié)所含單體前加一“聚”字來取名；對于縮聚類以及某些共聚類聚合物，在其低分子原料之后習(xí)慣加 樹脂二字命名。一是按有機(jī)化合物系統(tǒng)命名。 命名 ① 由化學(xué)結(jié)構(gòu)命名 : 就是以聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)來命名。 高分子材料 ③ 元素有機(jī)聚合物 :該類聚合物的主鏈主要由硅、鈦、鋁、硼、氧等原子構(gòu)成，如： OSiOSiO 其側(cè)基一般為有機(jī)基團(tuán)（碳鏈）。 高分子材料 三、高分子材料的分類和命名 高分子材料的分類 ? 按來源：：天然高分子、合成高分子材料； ? 按大分子鏈的幾何形狀：線型、支鏈型和體型三種； ? 按大分子鏈的排列特點(diǎn)：無定型和晶態(tài)兩種； ? 按極性：極性和非極性兩種； ? 按照實(shí)際用途：塑料、橡膠、纖維和膠粘劑等。又可分為均縮聚和共縮聚反應(yīng)兩種。分均加聚反應(yīng)和共加聚反應(yīng)。最常見的聚合反應(yīng)有加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩種。 二、 高分子化合物的合成 高分子化合物的合成就是將單體通過聚合反應(yīng)聚合起來形成化合物的過程。分子量大多在 5 103~106之間。 167。其缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低、性脆。 石墨及其耐蝕性能 ? 特點(diǎn) ：天然石墨含有大量雜質(zhì)耐蝕性差。 化工搪瓷及其耐蝕性能 ? 特點(diǎn) ：它兼有金屬設(shè)備的力學(xué)性能和瓷釉的耐腐蝕性能雙重優(yōu)點(diǎn)。耐溫度急變性差、質(zhì)脆、不耐沖擊和震動(dòng)。 無機(jī)非金屬材料 玻璃及其耐蝕性能 ? 特點(diǎn) ：玻璃是一種優(yōu)良的耐蝕非金屬材料。 ? 應(yīng)用：氮化硅陶瓷可用于制作機(jī)械密封環(huán)、球閥和一些耐蝕、耐磨、耐高溫的精密零部件。 ? 特點(diǎn)：熱膨脹系數(shù)小，耐溫度急變性好，摩擦系數(shù)小，并有自潤滑性，是一種優(yōu)良的耐磨材料。 ? 應(yīng)用 ：耐酸陶瓷主要用來制作耐酸容器和塔器、泵、管道、閥門等，也用來制作耐酸瓷磚。 ? 性能 ：耐酸陶瓷可耐沸騰溫度下任何濃度的鉻酸、 96%的硫酸、沸點(diǎn)以下的任何濃度鹽酸和任何濃度的醋酸、草酸等有機(jī)酸，但不耐氫氟酸，耐堿性也差。 167。但不少陶瓷既是離子導(dǎo)體，又有一定的電子導(dǎo)電性，是重要的半導(dǎo)體材料。 ? 導(dǎo)電性 ：陶瓷的導(dǎo)電性變化范圍很廣。 ? 化學(xué)穩(wěn)定性 ：陶瓷的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。 陶瓷的熱穩(wěn)定性很低 ，比金屬低得多。陶瓷的導(dǎo)熱性比金屬小， 陶瓷多為較好的絕熱材料 。陶瓷的線膨脹系數(shù)比高聚物低，比金屬低得多。 167。 ? 韌性或脆性 ：陶瓷受載時(shí)都不發(fā)生塑性變形，在較低的應(yīng)力下就會(huì)斷裂，因此韌性極低或脆性極高。 陶瓷晶體的滑移比金屬困難得多 ，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所需要的切應(yīng)力很大，比較接近于晶體的理論剪切強(qiáng)度。 ? 塑性： 陶瓷在室溫下幾乎沒有塑性。 ? 強(qiáng)度 ：陶瓷實(shí)際強(qiáng)度比理論值低得多。 無機(jī)非金屬材料 ? 硬度 ：同剛度一樣，硬度也決定于化學(xué)鍵的強(qiáng)度，所以陶瓷也是各類材料中硬度最高的， 這也是陶瓷的最大特點(diǎn) 。 無機(jī)非金屬材料 一、陶瓷材料 陶瓷材料的
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