机械设计基础 教学课件 作者 汪金营 第四章　其他工程材料简介.ppt

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1、机械设计基础主编第四章　其他工程材料简介1.了解常用高分子材料(塑料、橡胶)的性能及应用。2.了解常用陶瓷材料的性能及应用。3.了解常用复合材料的性能及应用。4.了解各种非金属材料的发展前景。1.各类非金属工程材料的实际应用范围和广阔的发展前景。2.非金属工程材料之间的联系与区别。第一节　高分子材料第二节　陶瓷材料第三节　复合材料第一节　高分子材料一、工程塑料工程塑料是一类以天然或合成树脂为基本原料，在一定温度、压力下可塑制成型，并在常温下能保持其形状不变的高聚物材料。1.热塑性塑料2.热固性塑料表4-1　常用工程塑料的名称、代号、性能特点及用途第一节　高分子材料表4-1　常用工程塑料

2、的名称、代号、性能特点及用途二、橡胶材料橡胶材料是常温下弹性特别好的高聚物材料，它们的弹性变形可达到100％～1000％。第一节　高分子材料表4-2　常用橡胶的名称、代号、性能特点与用途第一节　高分子材料表4-2　常用橡胶的名称、代号、性能特点与用途第二节　陶瓷材料一、陶瓷陶瓷可粗略地分为普通陶瓷和先进陶瓷。表4-3　常用陶瓷的名称、性能特点及用途二、玻璃玻璃是非晶无机非金属材料。第三节　复合材料一、概述凡是两种或更多种的物理或化学性质不同的材料，以宏观或微观的形式，由人工制成的一种多相固体材料，即所谓复合材料。表4-4　常用复合材料的名称、性能特点与用途第三节　复合材料表4-4　常用

3、复合材料的名称、性能特点与用途二、树脂基复合材料第三节　复合材料树脂基复合材料(亦称聚合物基础复合材料)是目前应用最广泛、消耗量最大的一类复合材料，该类材料主要以纤维增强树脂为基体。1.热固性树脂基复合材料(1)热固性玻璃钢　玻璃纤维增强热固性树脂的俗称为玻璃钢，是最早发展的一种热固性树脂基复合材料，它是由60％～70％的玻璃纤维或玻璃制品与30％～40％的热固性树脂(通常为环氧、酚醛、聚酯及有机硅胶)复合而成。表4-5　三种常用热固性玻璃钢的性能(2)环氧树脂复合材　环氧树脂复合材料是由增强纤维与环氧树脂第三节　复合材料或改性环氧树脂复合而成的一类材料。(3)聚酰亚胺树脂复合材料　聚

4、酰亚胺树脂复合材料是一类综合性能优异的耐高温复合材料，具有优异的高温物理性能和力学性能，可在高于200℃的环境下长期工作，达300℃时的强度保持率在50％以上。(4)双马来酰亚胺树脂复合材料　以双马来酰亚胺树脂为基体的复合材料，是当代先进树脂基复合材料的最新发展。2.热塑性树脂基复合材料(1)热塑性玻璃钢　热塑性玻璃钢即玻璃纤维增强的热塑性树脂基复合材料，常用基体有尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂等。第三节　复合材料(2)尼龙基复合材料　尼龙基复合材料主要是由各种短纤维增强的尼龙类树脂制作，除玻璃纤维外，常用的增强纤维有碳纤维、芳纶纤维或由这几种纤维制成的混杂纤维。表4-6　纤维增强尼

5、龙66的性能(3)高温型热塑性树脂基复合材料　高温型热塑性树脂基复合材料一般是由高性能碳纤维增强的半结晶性耐高温热塑性树脂组成。三、金属基复合材料金属基复合材料的迅速发展始于20世纪80年代，其推动力源自高新技术对材料耐热性和其他性能要求的日益提高。第三节　复合材料1.长纤维增强金属基复合材料2.晶须增强金属基复合材料3.颗粒增强金属基复合材料(1)碳化硅颗粒增强铝基复合材料　碳化硅颗粒增强铝基复合材料是目前金属基复合材料中最早实现大规模产业化的品种。(2)颗粒增强型高温金属基复合材料　颗粒增强型高温金属基复合材料是一种以高强度、高弹性模量陶瓷颗粒增强的钛基或金属间化合物基复合材料。四

6、、其他类型的复合材料1.夹层复合材料2.碳／碳复合材料第三节　复合材料1.在金属类工程材料主导机械行业的今天，如何正确看待非金属材料的重要性？怎样发挥非金属材料在行业中的优势，怎样合理地实践这些材料在一些方面的独特优势？2.复合材料是否会成为机械工业下一代的主流材料，它的优势究竟在哪些方面？1.什么是复合材料？一般纤维增强复合材料为何具有较高的力学性能和破损安全性？2.橡胶和陶瓷的主要性能特点分别是什么？举例说明其在工业和日常生活中的应用。3.工程塑料与金属材料相比，在性能和应用上有哪些差别？4.工程塑料是由哪几部分组成的？塑料的性能取决于什么？一、高分子材料第三节　复合材料高分子材料

7、是以高分子化合物为基础的材料。1.工程塑料2.橡胶二、陶瓷材料陶瓷材料是通过成型和高温烧结所得到的成型烧结体。1.先进陶瓷2.玻璃三、复合材料复合材料是以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材料。一、选择题4⁃1　聚氯乙烯（PVC）是一种（　　）。第三节　复合材料二、分析题4⁃6　什么是热塑性塑料？