非金属材料
篇一：非金属材料的分类
非金属材料的分类
无机非金属材料
水泥和其他胶凝材料：
硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等
陶瓷：
粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等
耐火材料：
硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等
玻璃：
硅酸盐
搪瓷：
钢片、铸铁、铝和铜胎等
铸石：
辉绿岩、玄武岩、铸石等
研磨材料：
氧化硅、氧化铝、碳化硅等
多孔材料：
硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等
碳素材料：
石墨、焦炭和各种碳素制品等
非金属矿：
粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等
新型无机非金属材料
绝缘材料：
氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等铁电和压电材料：
钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等
磁性材料：
锰—锌、镍—锌、锰—镁、锂—锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等导体陶瓷：
钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等
半导体陶瓷：
钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过滤金属元素氧化物系材料等
光学材料：
钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等
高温结构陶瓷：
高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物
超硬材料：
碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等
人工晶体：
铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等
生物陶瓷：
长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等
无机复合材料：
陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料
篇二：非金属材料及成形
第5章非金属材料及成形
5.1概述
非金属材料是指除金属材料之外的所有材料的总称。随着高新科学技术的发展，使用材料的领域越来越广，所提出的要求也越来越高。对于要求密度小、耐腐蚀、电绝缘、减振消声和耐高温等性能的工程构件，传统的金属材料已难以胜任。而非金属材料这些性能却有着各自优势。另外，单一金属或非金属材料无法实现的性能,可通过复合材料得以实现。
非金属材料的来源十分广泛，大多成形工艺简单，生产成本较低，已经广
泛应用于轻工、家电、建材、机电等各行各业中，目前在工程领域应用最多的非金属材料主要是塑料、橡胶、陶瓷及各种复合材料。
5.1.1非金属材料的发展
人类社会的发展在很大程度上取决于生产力的发展，生产力水平的高低往往以劳动工具为代表，而劳动工具的进步又离不开材料的发展。早在一百万年以前，人类开始用石头做工具，标志着人类进入旧石器时代。大约一万年以前，人类知道对石头进行加工，使之成为精致的器皿或工具，从而标志着人类进入新石器时代。在新石器时代，人类开始用皮毛遮身。8000年前，中国就开始用蚕丝做衣服，4500年前，印度人开始种植棉花，这些都标志着人类使用材料促进文明进步。在新石器时代，人类已发明了用黏土成形，经火烧固化而成为陶器。陶器不但成为器皿，而且成为装饰品，历史上虽无陶器时代的名称，但其对人类文明的贡献却不可估量。这是人类有史以来第一次使用自然界存在的物质（黏土和水），发明制造了自然界没有的物品（陶器）。陶器可以盛水、煮食物。水在100oC 沸腾而保持恒温，食物的营养成分不但不被破坏，而且更易于消化吸收。人类的饮食生活习性由烧烤发展为蒸煮，人类自身生存状况有了彻底改观。因此，甚至有史学家认为陶器是人类最伟大的发明。时至今日，满足人类居住的建筑用材料，仍以非金属材料为主。随着5000年前的青铜、3000年前的铁以及后来钢等金属材料的出现，人类在十八世纪发明了蒸汽机，十九世纪发明了电动机、平炉和转炉炼钢。金属材料使人类农业繁荣并逐步走向工业时代，把人类带进了现代物质文明。当随着有机化学的发展，人造合成纤维的发明是人类改造自然材料的又一里程碑。目前各种有机合成材料几乎渗透到人类日常生活的各个领域。高性能的陶瓷材料以及各种复合材料支撑了航空航天事业的不断发展，使人类的文明走向宇宙。以单晶硅、激光材料、光导纤维为代表的新材料的出现，使人类仅用五十年就进入了信息时代。所以非金属材料对人类社会文明的进步发挥着重大的作用。在现代科学技术的推动下，材料科学发展迅速，材料的种类日益增多，不同功能的新材料不断涌现，原有材料的性能不断改善与提高，以满足人类未来的各种使用需求，因此，材料特别是品种繁多的新型非金属材料是未来高科技的基石、先进工业生产的支柱和人类文明发展的基础。
5.1.2非金属材料的分类
目前，非金属材料通常以其组成的主要成分分为无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料三大类。典型无机非金属材料:水泥、玻璃、陶瓷。典型有机高分子材料：塑料、橡胶、化纤。
典型复合材料：无机非金属材料基复合材料、有机高分子材料基复合材料、金属基复合材料。
5.1.3非金属材料的选择及应用
1．非金属材料的选择
由于非金属材料的种类繁多，不同类型、成分、性能及不同成形方法的非金属材料在工程实际中的使用和选择，是个很复杂的过程。设计师和工程师在选择非金属材料时，主要应考虑以下的因素：1）满足使用性能和工艺性能；2）防止出现失效事故；3）经济性；4）考虑可持续发展选材。
此外，材料的选择是一个系统工程。在一个部件或者装置中，所选用的各种材料要能够在一起使用，而不能因相互作用而降低对方的性能。
因此，在大多数情况下，材料的选择是一个反复权衡的复杂过程。在某种意义上，其重要性不亚于材料本身的研究开发。
2．非金属材料的应用领域
过去，非金属结构材料传统的应用领域主要是建筑、轻工、纺织、家电、仪器仪表、农业等，在工业上主要是装饰件、密封件、刀具、轮胎等。但是现在，非金属结构材料在工业领域的广泛应用正以前所未有的速度发展。随着各种非金属材料合成和制备技术不断提高和完善，非金属材料的产量和性能均不断提高。有关专家预测，很多传统上由金属制造的零件、部件、结构件，将会被工程塑料、工程陶瓷及复合材料等非金属材料所取代。例如，汽车的车身可采用工程塑料或复合材料，每千克工程塑料可代替4～5千克钢铁，而且可整体成形，因而成本和油耗将进一步降低。由于原料充足，可以设计、制造出无穷的新产品，非金属结构材料在工业领域的应用前景十分广阔。
另外，各种新型非金属材料，其应用领域远比非金属结构材料的应用领域广阔得多，特别是现代高科技密集的领域。在微电子、信息通信、航空航天、生物工程、环境保护、新能源等领域中应用了大量的新型非金属材料，其中最具代表的有单晶硅、超导材料、固体激光材料、飞船高温防护材料、仿生材料、环保
材料、隐形纳米材料等等。由于篇幅所限，本章的主要内容为非金属结构材料及其成形。
5.2工程塑料及成形
塑料是一类以天然或合成树脂为主要成分，在一定温度、压力条件下经塑制成形，并在常温下能保持形状不变的高分子工程材料。
塑料具有一定的耐热、耐寒及良好的力学、电气、化学等综合性能，可以替代非铁金属及其合金，作为结构材料用来制造机器零件或工程结构。塑料以其质轻、耐蚀、电绝缘，具有良好的耐磨和减磨性，良好的成形工艺性等特性以及有丰富的资源而成为应用很广泛的高分子材料，在工农业、交通运输业、国防工业及日常生活中均得到广泛应用。
5.2.1工程塑料的组成和性能
l. 塑料的组成
一般说来，塑料是由树脂和若干种添加剂 (如填充剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、稳定剂、固化剂和阻燃剂)组成。
1)树脂树脂是塑料的主要组分，它是塑料中能起粘结作用的部分，并使塑料具有成形性能。
2)填充剂其主要作用是:改变塑料的某些性能，降低塑料成本，扩大塑料的应用范围。
3)增塑剂增塑剂是用来提高树脂可塑性的。常用增塑剂如氧化石蜡、磷酸脂类等。
4)润滑剂润滑剂是为防止塑料在成形过程中粘模而加人的添加剂。
5)着色剂着色剂是使塑料制品具有美丽色彩的有机或无机颜料。
6)固化剂固化剂是热固性塑料所必需的添加剂，目的在于促使线型结构转变为体型结构，成形后获得坚硬的塑料制品。
7)稳定剂稳定剂又称防老化添加剂，其主要作用是提高某些塑料的受热或光照稳定性。
8)其他添加剂塑料添加剂除上述几项外还有阻燃剂(如氧化锑等)、抗静电剂、发泡剂、溶剂、稀释剂等。
2. 工程塑料的性能
1)力学性能
力学性能是决定工程塑料使用范围的重要指标之一，工程塑料具有较高的强度、良好的塑性、韧性和耐磨性，可代替金属制造机器零件或构件，尤其是某些工程塑料的比强度(材料拉伸强度与密度之比)很高，大大超过金属的比强度(如玻璃纤维增强塑料)，可制造减轻自重的各种结构件。
5.2.2工程塑料的分类和应用
1. 塑料的分类
1)按树脂受热的行为分为热塑性与热固性塑料
热塑性塑料:其分子结构主要为线型或支链线型分子结构，工艺特点是受热软化、熔融，具有可塑性，冷却后坚硬；再受热又可软化，可重复使用而其基本性能不变；可溶解在一定的溶剂中。成形工艺简便、形式多种多样，生产效率高，可直接注射、挤压、吹塑成形。如聚乙烯、聚丙烯、ABS等。
热固性塑料:具有体型分子结构，热固性塑料一次成形后，质地坚硬、性质稳定，不再溶于溶剂中，受热不变形，不软化，不能回收。成形工艺复杂，大多只能采用模压或层压法，生产效率低。如酚醛塑料、环氧塑料等。
5.2.3工程塑料的成形
1. 塑料成形加工技术分类
塑料的成形，按各种成形加工技术在生产中所属成形加工阶段的不同，可将其划分为一次成形技术、二次成形技术和二次加工技术三个类别。
2. 塑料的一次成形技术
塑料的一次成形是指将粉状、粒状、纤维状和碎屑状固体塑料、树脂溶液或糊状等各种形态的塑料原料制成所需形状和尺寸的制品或半制品的技术。这类成形方法很多，目前生产上广泛采用注射、挤出、压制、浇铸等方法成形。
注射成形主要应用于热塑性塑料和流动性较大的热固性塑料，可以成形几何形状复杂、尺寸精确及带各种嵌件的塑料制品，如电视机外壳、日常生活用品等。目前注射制品约占塑料制品总量的30%。近年来新的注射技术如反应注射、双色注射、发泡注射等的发展和应用，为注射成形提供了更加广阔的应用前景。
2)挤出成形
挤出成形又称挤塑成形或挤出模塑，其成形过程如图5-3所示。首先将粒
状或粉状的塑料加入到挤出机(与注射机相似)料斗中，然后由旋转的挤出机螺杆送到加热区，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具(机头)口模而成形为所需断面形状的连续型材。
3)压制成形
压制成形是指主要依靠外压的作用，实现成形物料造型的一次成形技术。压制成形是塑料加工中最传统的工艺方法，广泛用于热固性塑料的成形加工。根据成形物料的性状和加工设备及工艺的特点，压制成形可分为模压成形和层压成形。模压成形(图5-4a)是将粉状、粒状、碎屑状或纤维状的热固性塑料原料放人模具中，然后闭模加热加压而使其在模具中成形并硬化，最后脱模取出塑料制件，其所用设备为液压机、旋压机等。
3.塑料的二次成形技术
塑料的二次成形是指在一定条件下将塑料半制品（如型材或坯件等）通过再次成形加工，以获得制品的最终形样的技术。目前生产上采用的有中空吹塑成形、热成形和薄膜的双向拉伸成形等几种二次成形技术。
1)中空吹塑成形
吹塑成形是制造空心塑料制品的成形方法，是借助气体压力使闭合在模腔内尚处于半熔融态的型坯吹胀成为中空制品的二次成形技术。中空吹塑又分为注射吹塑和挤出吹塑，注射吹塑是用注射成形法先将塑料制成有底型坯，再把型坯移入吹塑模内进行吹塑成形。图5-6所示为注射吹塑成形过程。首先由注射机在高压下将熔融塑料注入型坯模具内并在芯模上形成适宜尺寸、形状和质量的管状有底型坯，所用模芯为一端封闭的管状物，压缩空气可从开口端通入并从管壁上所开的多个小孔逸出。型坯成形后，打开注射模将留在芯模上的热型坯移入吹塑模内，合模后从模芯通道吹入0.2～0.7Mpa的压缩空气，型坯立即被吹胀而脱离模芯并紧贴吹塑模的型腔壁上，并在空气压力下进行冷却定型，然后开模取出制品。
5.4工业陶瓷及成形
陶瓷是由天然或人工合成的粉状矿物原料和化工原料组成,经过成形和高温烧结制成的,由金属和非金属元素构成化合物反应生成的多晶体相固体材料。
5.4.1陶瓷的组织结构及性能
1．陶瓷的组织结构
普通陶瓷的典型组织是由晶体相、玻璃相和气体相组成的。特种陶瓷的原料纯度高，组织比较单一。如含Al203在95%以上氧化铝陶瓷，其组织主要由Al203晶体和少量气体相组成。
2．陶瓷的性能
1）陶瓷的力学性能
陶瓷的弹性模量E一般都较高，极不容易变形。有的先进陶瓷有很好的弹性，可以制作成陶瓷弹簧。陶瓷的硬度很高，绝大多数陶瓷的硬度远高于金属。陶瓷的耐磨性好，是制造各种特殊要求的易损零、部件的好材料。例如用碳化硅陶瓷制造的各种泵类的机械密封环，寿命很长，可以用到整台机器报废为止。陶瓷的抗拉强度低，但抗弯强度较高，抗压强度更高，一般比抗拉强度高一个数量级。
陶瓷材料一般具有优于金属的高温强度，在1000oC以上的高温下陶瓷仍能保持其室温下的强度，而且高温抗蠕变能力强，是工程上常用的耐高温材料。传统陶瓷在室温几乎没有塑性。近年来还发现一些陶瓷具有超塑性，断裂前的应变可达到 300％左右。传统陶瓷的韧性低、脆性大。而许多先进陶瓷材料则是既坚且韧，如增韧氧化锆瓷就非常坚韧。
2）陶瓷的物理性能
① 热性能
陶瓷的线膨胀系数较小，比金属低得多；陶瓷的热传导主要靠原子的热振动来完成的，不同陶瓷材料的导热性能不同，有的是良好的绝热材料，有的则是良好的导热材料，如氮化硼和碳化硅陶瓷。
热稳定性陶瓷材料在温度急剧变化时具有抵抗破坏的能力。热膨胀系数大、导热性差、韧性低的材料热稳定性不高。多数陶瓷的导热性差、韧性低，故热稳定性差。但也有些陶瓷具有高的热稳定性，如碳化硅等。
② 导电性
多数陶瓷具有良好的绝缘性能，但有些陶瓷具有一定的导电性，如压电陶瓷、超导陶瓷等。
③ 光学特性
陶瓷一般是不透明的，随着科技发展，目前已研制出了如制造固体激光器材料，光导纤维材料、光存储材料等陶瓷新品种
3）陶瓷的化学性能
陶瓷的结构非常稳定，通常情况下不可能同介质中的氧发生反应，不但室温下不会氧化，即使1000oC以上的高温
也不会氧化，并且对酸、碱、盐等的腐蚀有较强的抵抗能力，也能抵抗熔融金属(如铝、铜等)的侵蚀。
5.4.2陶瓷的分类及应用
陶瓷按组成可分为硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷(氮化物陶瓷、碳化物陶瓷和复合陶瓷)；按性能可分为普通陶瓷(如日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等)和特种陶瓷(如结构陶瓷、功能陶瓷)；按用途可分为日用瓷、艺术瓷、建筑瓷、工程陶瓷等。
5.5复合材料及成形
5.5.1 复合材料的定义、分类和性能
1．复合材料定义
复合材料是由两种或两种以上的组分材料通过适当的制备工艺复合在一起的新材料，其既保留原组分材料的特性，又具有原单一组分材料所无法获得的或更优异的特性。
从理论上说，金属材料、陶瓷材料或高分子材料相互之间或同种材料之间均可复合形成新的复合材料。事实上也是如此，如在高分子材料/高分子材料、陶瓷材料/高分子材料、金属材料/高分子材料、金属材料/金属材料、陶瓷材料/金属材料、陶瓷材料/陶瓷材料之间的复合都已获得许多种高性能新型复合材料。复合材料通常由基体材料和增强材料两部分组成，基体一般选用强度韧性好的材料，如聚合物、橡胶、金属等，而增强材料则选用高强度、高弹性模量的材料，如玻璃纤维、碳纤维和硼纤维等。
4．复合材料的性能
1）比强度和比模量大
复合材料的突出优点是比强度（强度/密度）与比模量（弹性模量/密度）高，比强度和比模量是度量材料承载能力的一个指标，比强度愈高，同一零件的
自重愈小；比模量愈高，零件的刚度愈大。表5-6 列出了常见纤维增强复合材料与钢等金属的性能比较。因此，这些特性为某些要求自重轻和刚度好的零件提供了理想的材料。
2）抗疲劳性能好
多数金属的疲劳极限是抗拉强度的40%～50%，而碳纤维聚酯树脂复合材料则可达70%～80%。
3）耐热性高
碳纤维增强树脂复合材料的耐热性比树脂基体有明显提高，而金属基复合材料在耐热性方面更显示出其优越性，碳化硅纤维、氧化铝纤维与陶瓷复合，在空气中能耐1200oC～1400oC高温，要比所有超高温合金的耐热性高出100oC以上。用于汽车发动机，使用温度可高达1370oC
4）减振性能好
结构的自振频率除与结构本身形状有关外，还与材料的比模量的平方根成正比。高的自振频率避免了工作状态下共振而引起的早期破坏。而且复合材料中纤维与基体界面具有吸振能力，因此其振动阻尼很高。
5）高韧性和抗热冲击性，在PMC和CMC中尤为重要；
6）绝缘、导电和导热性
玻璃纤维增强塑料是一种优良的电气绝缘材料，用于制造仪表、电机与电器中的绝缘零部件，这种材料还不受电磁作用，不反射无线电波，微波透过性良好，还具有耐烧蚀性、耐辐照性，可用于制造飞机、导弹和地面雷达罩。金属基复合材料具有良好的导电和导热性能，可以使局部的高温热源和集中电荷很快扩散消失，有利于解决热气流冲击和雷击问题。
7）耐烧蚀性、耐磨损
8）特殊的光、电、磁性能等。
复合材料除具有上述性能外，还具有可设计性，可以根据对材料的性能要求，在基体、增强材料的类型和含量上进行选择，并进行适当的制备与加工。在制品制造时，复合材料还适合一次整体成形，具备良好的加工性能。
篇三：非金属材料常识
PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物
典型应用范围:汽车零件仪表板、内部装饰以及车轮盖
注塑模工艺条件:干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90~110C，2~4小时。熔化温度： 230~300C。模具温度：50~100C。注射压力：取决于塑件。注射速度：尽可能地高。化学和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。 PC/PBT 聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物
典型应用范围:齿轮箱、汽车保险杠以及要求具有抗化学反应和耐腐蚀性、热稳定性、抗冲击性以及几何稳定性的产品。注塑模工艺条件:干燥处理：建议110~135C,约4小时的干燥处理。熔化温度：235~300C。模具温度：37~93C。化学和物理特性: PC/PBT具有PC和PBT二者的综合特性，例如PC的高韧性和几何稳定性以及PBT的化学稳定性、热稳定性和润滑特性等。
PE-HD 高密度聚乙烯典型应用范围:电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。
注塑模工艺条件:干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度：220~260C。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250C之间。模具温度：50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。注射压力：700~1050bar。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。化学和物理特性: PE-HD的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。PE-HD比PE-LD有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。对于密度为0.91~ 0.925g/cm3，我们称之为第一类型PE-HD；对于密度为0.926~ 0.94g/cm3，称之为第二类型PE-HD；对于密度为0.94~ 0.965g/cm3，称之为第三类型PE-HD。该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28
之间。分子量越高，PH-LD的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。PE-LD 是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。PE-HD很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。PE-HD当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比PE-LD还要好一些。
PE-LD 低密度聚乙烯典型应用范围:碗，箱柜，管道联接器
注塑模工艺条件:干燥：一般不需要熔化温度：180~280C 模具温度：20~40C 为了实现冷却均匀以及较为经济的去热，建议冷却腔道直径至少为8mm，并且从冷却腔道到模具表面的距离不要超过冷却腔道直径的
1.5倍。注射压力：最大可到1500bar。保压压力：最大可到750bar。注射速度：建议使用快速注射速度。流道和浇口:可以使用各种类型的流道和浇口PE 特别适合于使用热流道模具。
化学和物理特性:商业用的PE-LD材料的密度为0.91~0.94 g/cm3。PE-LD 对气体和水蒸汽具有渗透性。PE-LD 的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。如果PE-LD的密度在0.91~0.925 g/cm3之间，那么其收缩率在2%~5%之间；如果密度在0.926~0.94 g/cm3之间，那么其收缩率在1.5%~4%之间。当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺参数。PE-LD在室温下可以抵抗多种溶剂，但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀。同PE-HD类似，PE-LD容易发生环境应力开裂现象。
PEI 聚乙醚的型应用范围:汽车工业（发动机配件如温度传感器、燃料和空气处理器等），电器及电子设备（电气联结器、印刷电路板、芯片外壳、防爆盒等），产品包装，飞机内部设备，医药行业（外科器械、工具壳体、非植入器械）。
注塑模工艺条件:干燥处理：PEI具有吸湿特性并可导致材料降解。要求湿度值应小于0.02%。建议干燥条件为150C、4小时的干燥处理。熔化温度：普通类型材料为340~400C；增强类型材料为340~415C。模具温度：107~175C，建议模具温度为140C。注射压力：700~1500bar。注射速度：使用尽可能高的注射速度。
化学和物理特性: PEI具有很强的高温稳定性，既使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器
件。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。玻璃化转化温度很高，达215C。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。
典型应用范围:汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅
拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推
车以及喷气式雪撬车等。
注塑模工艺条件:干燥处理：ABS材料具有吸湿性,在加工之前进行干燥处理建议干燥条件,为80~90C下最
少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：210~280C；建议温度：245C。模具温
度：25?70C。模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：
500~1000bar。注射速度：中高速度。
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 PA12 聚酰胺12或尼龙12典型应用范围:水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构及轴承等。注塑模工艺条件:干燥处理：加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在 85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度：240~300C；对于普通特性材料不要超过310C，对于有阻燃特性材料不要超过270C。
模具温度：对于未增强型材料为30~40C，对于薄壁或大面积元件为80~90C，对于增强型材料为90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。
流道和浇口:对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。
化学和物理特性: PA12是从丁二烯线性，半结晶-结晶热塑性材料。它的特性和PA11相似，但晶体结构不同。PA12是很好的电气绝缘体并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能。它有很好的抗冲击性机化学稳定性。PA12有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种。和PA6及PA66相比，这些材料有较低的熔点和密度，具有非常高的回潮率。PA12对强氧化性酸无抵抗能力。PA12的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间。它的流动性很好。收缩率在0.5%到2%之间，这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件。 PA6 聚酰胺6或尼龙6
典型应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。注塑模工艺条件:干燥处理：由于PA6很容易吸收水分因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230~280C，对于增强品种为250~280C。模具温度：80~90C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料
模具温度应大于80C。注射压力：一般在750~1250bar之间（取决于材料和产品设计）。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。
流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。
化学和物理特性: PA6的化学物理特性和PA66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响，因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点。为了提高PA6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。对于没有添加剂的产品，PA6的收缩率在1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向还要稍高一些）。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。
PA66 聚酰胺66或尼龙66 典型应用范围:同PA6相比，PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
注塑模工艺条件:干燥处理：如果加工前材料是密封的，那么就没有必要干燥。然而，如果储存容器被打开，那么建议在85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%，还需要进行105C，12小时的真空干燥。熔化温度：260~290C。对玻璃添加剂的产品为275~280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度：建议80C。模具温度将影响结晶度，而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件，如果使用低于40C的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。注射压力：通常在750~1250bar，取决于材料和产品设计。注射速度：高速（对于增强型材料应稍低一些）。流道和浇口:由于PA66的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。
化学和物理特性: PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料。PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66在成型后仍然具有吸湿性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高PA66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1%~2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%~1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。PA66对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。
PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯典型应用范围:家用器具（食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等），电器元件（开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等），汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等）。
注塑模工艺条件:干燥处理：这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120C,6~8小时，或者150C，2~4小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥，建议条件为150C，2.5小时.熔化温度：225~275C，建议温度：250C 。模具温度：对于未增强型的材料为40~60C。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。注射压力：中等（最大到1500bar）。注射速度：应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递（经验公式：流道直径=塑件厚度+1.5mm）。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道，但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8~1.0*t之间，这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口，建议最小直径为0.75mm。
化学和物理特性:
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。 PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa，玻璃添加剂
型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的；结晶很迅速，这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在 1.5%~2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。熔点（225%C）和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度
大约为170C。玻璃化转换温度（glass trasitio temperature）在22C到43C之间。由于PBT的结晶速度很高，因此它的粘性很低，塑件加工的周期时间一般也较低。
PC 聚碳酸酯典型应用范围:电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。
注塑模工艺条件:干燥处理：PC材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100C到200C，3~4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。熔化温度：260~340C。模具温度：70~120C。注射压力：尽可能地使用高注射压力。注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。
化学和物理特性: PC是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德冲击强度（otched Izod impact stregth）非常高，并且收缩率很低，一般为0.1%~0.2%。PC有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。
PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯典型应用范围:汽车工业（结构器件如反光镜盒，电气部件如车头灯反光镜等），电器元件（马达壳体、电气联结器、继电器、开关、微波炉内部器件）。工业应用（泵壳体、手工器械等）。
注塑模工艺条件:干燥处理：加工前的干燥处理是必须的，因为PET的吸湿性较强。建议干燥条件为
120~165C，4小时的干燥处理。要求湿度应小于0.02%。熔化温度：对于非填充类型：265~280C；对于玻璃填充类型：275~290C。模具温度：80~120C。注
射压力：300~1300bar。注射速度：在不导致脆化的前提下可使用较高的注射速度。流道和浇口:可以使用所有常规类型的浇口。浇口尺寸应当为塑件厚度的50~100%。化学和物理特性: PET的玻璃化转化温度在165C左右，材料结晶温度范围是120~220C。PET在高温下有很强的吸湿性。对于玻璃纤维增强型的PET 材料来说，在高温下还非常容易发生弯曲形变。可以通过添加结晶增强剂来提高材料的结晶程度。用PET加工的透明制品具有光泽度和热扭曲温度。可以向PET 中添加云母等特殊添加剂使弯曲变形减小到最小。如果使用较低的模具温度，那么使用非填充的PET材料也可获得透明制品。
PETG 乙二醇改性-聚对苯二甲酸乙二醇酯典型应用范围:医药设备（试管、试剂瓶等），玩具，显示器，光源外罩，防护面罩，冰箱保鲜盘等。
注塑模工艺条件:干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度必须低于0.04%。建议干燥条件为65C、4小时，注意干燥温度不要超过66C。熔化温度：220~290C。模具温度：10~30C，建议为15C。注射压力：300~1300bar。注射速度：在不导致脆化的前提下可使用较高的注射速度。
化学和物理特性: PETG是透明的、非晶体材料。玻璃化转化温度为88C。PETG的注塑工艺条件的允许范围比PET要广一些，并具有透明、高强度、高任性的综合特性。
PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯典型应用范围:汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业应用（影碟、灯光散射器)，日用消费品（饮料杯、文具等）。
注塑模工艺条件:干燥处理：PMMA具有吸湿性因此加工前的干燥处理是必须的。建议干燥条件为90C、2~4小时。熔化温度：240~270C。模具温度：35~70C。注射速度：中等
化学和物理特性: PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。
POM 聚甲醛典型应用范围: POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（阀
门、泵壳体），草坪设备等。
注塑模工艺条件:干燥处理：如果材料储存在干燥环境中，通常不需要干燥处理。熔化温度：均聚物材料为190~230C；共聚物材料为190~210C。模具温度：80~105C。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。注射压力：700~1200bar.注射速度：中等或偏高的注射速度。流道和浇口:可以使用任何类型的浇口。
如果使用隧道形浇口，则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。
化学和物理特性: POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2%~3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。
聚丙烯典型应用范围:汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。
注塑模工艺条件:干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220~275C，注意不要超过275C。模具温度：40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。
化学和物理特性: PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物
型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
PPE 聚丙乙烯典型应用范围:庭用品洗碗机、洗衣机等电气设备如控制器壳体、光纤联接器等。注塑模工艺条件:干燥处理：建议在加工前进行2~4小时、100C的干燥处理。熔化温度：240~320C。模具温度：60~105C。注射压力：600~1500bar。流道和浇口:可以使用所有类型的浇口。特别适合于使用柄形浇口和扇形浇口。
化学和物理特性:通常，商业上提供的PPE或PPO材料一般都混入了其它热塑型材料例如PS、PA等。这些混合材料一般仍称之为PPE或PPO。混合型的PPE 或PPO比纯净的材料有好得多的加工特性。特性的变化依赖于混合物如PPO和PS的比率。混入了PA 66的混合材料在高温下具有更强的化学稳定性。这种材料的吸湿性很小，其制品具有优良的几何稳定性。混入了PS的材料是非结晶性的，而混入了PA的材料是结晶性的。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率减小到0.2%。这种材料还具有优良的电绝缘特性和很低的热膨胀系数。其黏性取决于材料中混合物的比率，PPO的比率增大将导致黏性增加。
PS 聚苯乙烯典型应用范围:产品包装家庭用品餐具、托盘等，电气(透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。
注塑模工艺条件:干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80C、2~3小时。熔化温度：180~280C。对于阻燃型材料其上限为250C。模具温度：40~50C。注射压力：200~600bar。注射速度：建
非金属材料包括哪三大类 非金属材料是指在常温下不具有金属特性的材料，它们在工程领域中具有广泛 的应用。根据其性质和用途的不同，非金属材料可以分为三大类，陶瓷材料、高分子材料和复合材料。 首先，陶瓷材料是一类重要的非金属材料，它主要由氧化物、氮化物、碳化物 等无机化合物构成。陶瓷材料具有高熔点、硬度大、耐磨损、耐腐蚀等特点，因此在工程领域中得到广泛应用。陶瓷材料可以分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷主要用于制作机械零件、研磨材料等，而功能陶瓷则主要用于制作电子元器件、光学器件等。 其次，高分子材料是另一类重要的非金属材料，它由大量重复单元构成的聚合 物组成。高分子材料具有质轻、绝缘、耐腐蚀、易加工等特点，因此在航空航天、汽车制造、电子产品等领域得到广泛应用。根据其结构和性质的不同，高分子材料可以分为塑料、橡胶和纤维三大类。塑料主要用于制作包装材料、建筑材料等，橡胶主要用于制作密封件、橡胶制品等，而纤维则主要用于制作纺织品、绝缘材料等。 最后，复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料，具有优良的综合性能。复合材料可以根据其基体和增强材料的不同分为无机复合材料和有机复合材料两大类。无机复合材料主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料，它们具有高强度、高刚性、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。有机复合材料主要包括纤维增强复合材料、层状复合材料等，具有质轻、高强度、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、体育器材、汽车制造等领域。 综上所述，非金属材料包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料三大类。它们在 工程领域中具有重要的应用价值，为各行各业的发展做出了积极贡献。希望本文能够帮助读者更好地了解非金属材料的分类和特点，为相关领域的研究和应用提供参考。
机械工程材料 非金属材料 工程塑料 工程塑料 非金属材料 机械制造业中，绝大部分产品都是金属材料制成的，也应用非金属材料。由于非金属材料来源广泛，易成型，又具有某些特殊性能，因而非金属材料的应用已日趋广泛。 非金属材料种类繁多，在机械工程中常用的有工程塑料、橡胶、陶瓷、复合材料和胶粘剂等。 一、工程塑料 工程塑料是一类以天然或合成树脂为主要成分，在一定的温度和压力下塑制成型，并在常温下保持其形状不变的材料。 1塑料的分类 塑料的品种繁多，分类方法也很多。 通常按塑料受热后所表现的行为分为热塑性塑料和热固性塑料。 （1）热塑性塑料 热塑性塑料是一类可以反复通过提高温度使之软化，降低温度使之硬化的材料。常用的热塑性塑料有尼龙（聚酰胺）、聚乙烯、有机玻璃等。这类塑料的优点是加工成型简便，具有较高的力学性能，缺点为耐热性和刚性较差。 （2）热固性塑料
这类塑料加热时软化，然后固化成型，这一过程不能重复进行。常用的热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基塑料等。这类塑料具有耐热性高、受热不易变形、价廉等优点，缺点是生产率低、强度一般不太好。 习惯上也有将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 （1）通用塑料 主要是指产量特别大，价格低，应用范围广的一类塑料。常用的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛塑性等，主要用来制造日常生活用品、包装材料和工农业生产用的一般机械零件。 （２）工程塑料 常指在工程技术中作结构材料的塑料。这类塑料具有较高的强度或具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射等特殊性能，因而可部分代替金属，特别是有色金属来制作某些机械构件或作某些特殊用途。 常用的工程塑料有聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、ABS、有机玻璃等。 （３）特种塑料 它是指具有特殊性能和特种用途的塑料，如耐高温塑料、医用塑料等。 着塑料工业的发展，目前已有许多塑料可以通过物理或化学方法进行改性与增强，其应用范围不断扩大，故通用塑料与工程塑料之间已无严格界限。 2塑料的特性及用途 塑料的优异性能主要表现为：质轻，表面密实光滑，摩擦因数小，防水，气密，耐磨，吸振消声性好，耐腐蚀性好，绝缘性好以及成形工艺简单。因此，塑料的用途十分广泛。
无机非金属材料的分类 引言 无机非金属材料是指由没有金属元素构成的材料，其具有多种不同的性质和用途。根据不同的特性和结构，无机非金属材料可以被分为多个不同的分类。这些分类不仅可以帮助我们更好地了解材料的特性和性能，还对材料的制备和应用起到指导作用。本文将介绍无机非金属材料的主要分类，并对每种分类进行详细的解释。 无机非金属材料的分类 1. 陶瓷材料（Ceramic Materials） 陶瓷材料是一类广泛应用于建筑、电子、化工等领域的无机非金属材料。其基本特点是硬度高、熔点高、导电性差。根据其成分和特性的不同，陶瓷材料又可以分为以下几类： (1) 结晶型陶瓷（Crystalline Ceramics） 结晶型陶瓷是由晶体型结构组成的材料，具有良好的机械性能和化学稳定性。常见的结晶型陶瓷包括氧化铝（Alumina）、氧化锆（Zirconia）等。 (2) 玻璃陶瓷（Glass Ceramics） 玻璃陶瓷是一类具有非晶态和晶态双重结构的材料，既具有玻璃的透明性和韧性，又具有陶瓷的硬度和耐高温性能。玻璃陶瓷常被用于制作耐热耐冷的器皿和美观的装饰品。 (3) 多孔陶瓷（Porous Ceramics） 多孔陶瓷是具有较高孔隙率的陶瓷材料，具有轻质、隔热和吸附等特性。常见的多孔陶瓷材料有氧化铝多孔陶瓷、氧化硅多孔陶瓷等。
2. 碳材料（Carbon Materials） 碳材料是由纯碳或含有大量碳元素的材料，具有轻质、高强度和优异的导电性能。根据碳材料的形态和结构，碳材料可以分为以下几类： (1) 石墨（Graphite） 石墨是一种多层平面结构的碳材料，具有良好的导电性和热导性，广泛应用于电池、润滑剂等领域。 (2) 金刚石（Diamond） 金刚石是碳材料中最硬的一种，具有优异的热导性和化学稳定性。金刚石被广泛应用于宝石、磨料和切割工具等领域。 (3) 炭黑（Carbon Black） 炭黑是一种具有高纯度的碳材料，常用作橡胶增强剂和染料。 3. 硅材料（Silicon Materials） 硅是一种常见的无机非金属材料，具有优异的导电性和半导体特性。硅材料的主要分类如下： (1) 单晶硅（Monocrystalline Silicon） 单晶硅是由纯硅构成的晶体材料，具有良好的电子导电性，广泛应用于半导体器件中。 (2) 多晶硅（Polycrystalline Silicon） 多晶硅是由多个小晶粒组成的硅材料，具有相对较低的电子导电性，常用于太阳能电池和涂层等领域。 (3) 氧化硅（Silicon Dioxide） 氧化硅是一种由硅和氧组成的化合物，常见的形式是二氧化硅（Silica）。氧化硅具有电绝缘性和化学稳定性，广泛应用于玻璃、光纤等领域。
非金属材料复习资料 非金属材料复习资料 随着科技的不断进步和人们对环境保护的日益重视，非金属材料在现代社会中 扮演着越来越重要的角色。本文将对非金属材料的基本概念、分类以及应用领 域进行复习和总结。 一、基本概念 非金属材料是指在常温下不具有金属特性的材料。与金属材料相比，非金属材 料具有较低的导电性、导热性和机械强度，但却具有较高的绝缘性、耐腐蚀性 和轻质化等优点。常见的非金属材料包括陶瓷、塑料、橡胶和复合材料等。 二、分类 1. 陶瓷材料：陶瓷材料是指以无机非金属物质为主要原料，经过成型、烧结等 工艺制成的材料。陶瓷材料具有高硬度、高熔点、高耐热性和良好的绝缘性能，广泛应用于电子、航空航天、建筑等领域。 2. 塑料材料：塑料材料是以合成树脂为基础，通过加工成型制得的材料。塑料 材料具有良好的可塑性、耐腐蚀性和绝缘性能，广泛应用于包装、建筑、汽车 等领域。 3. 橡胶材料：橡胶材料是由天然橡胶或合成橡胶经过加工制得的材料。橡胶材 料具有良好的弹性、耐磨性和耐老化性能，广泛应用于轮胎、密封件、橡胶管 等领域。 4. 复合材料：复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。复合材料 具有优异的力学性能、耐腐蚀性和轻质化等特点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
三、应用领域 1. 电子领域：非金属材料在电子领域中具有广泛的应用。陶瓷材料常用于制作电子陶瓷元件、半导体器件等；塑料材料常用于制作电子外壳、连接器等；橡胶材料常用于制作电线电缆绝缘层、密封圈等。 2. 化工领域：非金属材料在化工领域中扮演着重要的角色。陶瓷材料常用于制作化工反应器、管道等；塑料材料常用于制作化工容器、泵体等；橡胶材料常用于制作化工密封件、管道衬里等。 3. 建筑领域：非金属材料在建筑领域中得到广泛应用。陶瓷材料常用于制作建筑砖、地砖等；塑料材料常用于制作建筑膜、隔热材料等；橡胶材料常用于制作建筑密封条、防水材料等。 4. 汽车领域：非金属材料在汽车领域中具有重要的应用价值。陶瓷材料常用于制作汽车发动机部件、刹车片等；塑料材料常用于制作汽车外壳、内饰件等；橡胶材料常用于制作汽车轮胎、密封件等。 总结： 非金属材料作为现代工程材料的重要组成部分，其应用范围越来越广泛。在科技不断进步的今天，人们对非金属材料的研究和应用也在不断深入。通过对非金属材料的基本概念、分类和应用领域的复习，我们能够更好地了解非金属材料的特点和优势，为今后的学习和工作提供参考和指导。
非金属的用途 非金属是指不能通过熔炼或冶炼方式得到金属物质的一类物质，其在我们日常生活中具有广泛的用途。本文将侧重讨论几种常见的非金属及其用途。 首先，纤维是一种重要的非金属材料。它可以被用于纺织和制作服装。棉花纤维是最常见的纤维之一，其柔软舒适的性质使其成为许多服装的首选材料。除了棉花，丝绸和麻也是常见的纤维材料。丝绸是一种精致而富有光泽的纤维，用于制作高档的服装和床上用品。麻是一种坚韧耐用的纤维，常用于制作布料和麻绳。 其次，陶瓷是另一种重要的非金属材料。陶瓷制品通常由粘土和其他非金属材料经过高温烧结而成。陶瓷的硬度和耐磨性使其成为制作厨具和装饰品的理想材料。例如，瓷器是一种用陶瓷制成的精美艺术品，被广泛用于传统文化和日常生活中。此外，耐火材料也是陶瓷的一种重要应用，多用于高温环境下，如炉子和火炉的制作。 再次，玻璃是一种常见的非金属材料，也是我们生活中不可或缺的物品之一。玻璃是由多种金属氧化物和非金属氧化物熔炼而成的。其透明度使其成为制作窗户、镜子和各种容器的理想材料。此外，光学玻璃以及各种玻璃纤维在科学和工业领域中有广泛的应用。光学玻璃被用于制作眼镜、望远镜和摄影镜头，而玻璃纤维则被广泛用于通信和建筑领域。 此外，塑料是一类以合成树脂为主要成分的非金属材料。它们可以通过化学合成得到，并且具有轻盈、耐久和易加工的特点。塑料广泛
应用于各个领域，使我们的生活更加便利。例如，塑料袋和塑料容器 常用于包装食品和日常用品，塑料管道被用于供水和排水系统，塑料 零件被用于汽车和电子设备的制造。尽管塑料在现代生活中发挥着重 要作用，但它们的环境影响也引起了人们的关注，如今越来越多的努 力正在进行塑料回收和再利用。 总而言之，非金属材料在我们日常生活中扮演着重要的角色。纤维、陶瓷、玻璃和塑料都是常见的非金属材料，它们在服装、建筑、饮食、科学和工业等方面都有广泛的应用。随着科学技术的进步，人们对于 非金属材料的研究和创新也日臻完善，这将进一步推动非金属行业的 发展，并为我们的生活带来更多的便利与创造。
1.POM POM俗称赛钢，非标机械中最常用的材料，该材料表面比较润滑，耐磨，使用温度在-40。至100℃中持续使用，加工尺寸较好，工精度在恒温下能保证在0.03πmι以内，一般用于轻质化轴或齿轮等零件。 2.聚四氟乙烯 英文简称（PTFE）也称为塑料王，特氟龙，特氟龙，是一种高分子材料。很耐高低温，可达到-180℃至260℃,摩擦系数极低，与钢材料产生摩擦可达0.04,与滚动摩擦接近，也是世界上最耐腐蚀材料之一。可以抵抗任何的有机溶物。该材料较为软，不易加工易变形，无法加工高精度零件。一般在机械设计中用于耐磨损零件，比如链条导轨，w型密封圈等。 3.尼龙 尼龙用是非标机械中用的较为多的材料之一，该材料耐磨自润滑，可高温拍打润滑油，使其摩擦系数极低，该材料几何精度较高，可加工齿轮轴承等零件。耐高温可达到160C,持续使用，但在水中浸泡容易吸水膨胀导致精度影响。 4.pvc 名称聚乙烯，该材料价格便宜使用特别广泛，也是非标机械常用的材料之一，PVC有防静电与不防静电的材料，在电子产品中，使用的皮带就是防静电。也有PVC硬料与软料的区别，一般承受载荷的基本是硬料，比如工装板等，该材料的熔点是75-90。在与食品接触时不能使用该产品，因为高温会释放致癌物质。 5.聚氨酯 名为PU,也称优力胶，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性；
具有塑料的刚性，又有橡胶的弹性。工业专用（PU）；轮、铲车轮、滑板轮、造烟机轮、承载轮、驱动轮等；消声层、密封件，缓冲头，缓冲件、防刮件，防划件、夹具垫块、轻质化垫层一般采用聚氨酯。 6.ABS ABS塑料是三种单体制作成的树脂，A（丙烯懵）B（丁二烯）S（苯乙烯）它们不同的含量可以做成各种树脂。机械当中适合做一般零件，减磨耐磨零件，传动零件，ABS也是3D打印的一款主要的材料之一，也是3D打印中最稳定的材料。 7.橡胶 指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在机械中滚筒的表面增加摩擦系数就是包胶的橡胶，具有高耐磨，良好的密封性能，油封、。型圈都是采用橡胶。但橡胶会出现老化，一般表现龟裂，硬化。 8.电木 化学名称酚醛塑料，具有较高的机械强度，良好的耐磨性，选择中有防静电与不防静电，可以用于工装板的使用，夹具垫板，轻质化材质使用，但机械性能较差，在加工后的精度并不高。所以机械中不能使用在载荷大与精度高的场合。
金属和非金属材料的物理和化学特性材料一直是人类发展史上的一个重要领域，而其中的金属和非 金属材料更是备受关注。这两类材料有着不同的物理和化学特性，本文将深入探讨它们的特性。 一、金属材料的特性 1.密度高 金属材料因其高密度的特性，所以有着优异的机械性能。如： 高强度、高硬度和高延展性等，这使金属材料成为了一种重要的 结构材料。 2.导电性好 金属材料的电子排列很有规律，因此它可以很好的导电和导热。而且金属材料的导电性能与其杂质的含量和形态关系不大，因而 具有温度稳定性。 3.化学活性强
金属材料与环境中的氧、硫、水等化学性质相互作用，容易产生化学反应，常因氧化而变脆、锈蚀等。 4.可再生性好 金属材料具有一定的可再生性，因为其可以通过熔炼方式再次得到纯净的金属。 二、非金属材料的特性 1.密度低 非金属材料相较于金属材料，具有较低的密度，因此它的力学性能相对较差。 2.热膨胀性差 非金属材料热膨胀性小，热传导性差，导致其难以快速扩散和散热，所以常用于绝缘材料。
3.可塑性差 非金属材料因其分子构造较为复杂，排列不规则，因此难以在 受力的情况下进行变形，其可塑性差，常常用于在高温、高压环 境中使用。 4.化学惰性好 非金属材料因为没有自由电子，无法与其他元素反应，因此它 的化学惰性较好，不容易氧化和腐蚀，因此被广泛应用于各种高 温和化学腐蚀的场合。 结论 金属材料和非金属材料各有自己鲜明的特性。我们需要根据不 同的应用场合来选择合适的材料。有时候需要根据金属材料和非 金属材料的特性在设计制造的时候进行组合使用，来达到更好的 效果。材料科技的发展不断地推动着各种材料特性的进一步发展，以适应当前现代社会的需求。
非金属材料在航空航天中的应用随着科技的不断进步，航空航天领域的技术也得到了极大的发展。而在这个过程中，非金属材料的应用也越来越广泛。本文将从非金属材料的定义，优点和在航空航天中的应用三个方面展开论述。 一、非金属材料的定义 非金属材料通常是指那些除了金属之外的其他材料。它们的特点是轻、硬、耐磨、耐酸碱、化学稳定性高、绝缘性能好等。通常包括有机高分子材料、陶瓷、复合材料等。 二、非金属材料的优点 非金属材料相比于金属材料有很多高于它的优点。 1. 质轻 由于非金属材料的密度相对较低，因此在航空航天中使用非金属材料可以大大减轻重量。 2. 耐磨性强 非金属材料的硬度和耐磨性强，能够在高速运动过程中承受高频率的磨损，不会出现金属疲劳或腐蚀等问题。 3. 化学稳定性好
非金属材料的化学稳定性高，能够经受住各种化学介质的腐蚀，不会受到有害物质的影响，因此寿命更长。 4. 良好的绝缘性能 非金属材料的绝缘性能好，可以阻隔电磁干扰，防止电气故障 的发生。 5. 易加工 非金属材料的可塑性强，加工过程容易控制，能够被用于制造 复杂的结构体。 在航空航天应用中，这些优点具有重要的意义，并已被广泛利用。 三、非金属材料在航空航天中的应用 非金属材料在航空航天领域的应用已经十分广泛，不论是航天器、民用航空器还是军用航空器，都能够看到其存在。下面将列 举一些非金属材料在航空航天中的应用。 1. 复合材料 复合材料由两种或多种材料组成，具有一定的组合优势。在航 空航天领域，复合材料被广泛应用于飞机的机翼、螺旋桨、机身 和舵面等部位。因为它们的轻量化和抗疲劳性能好，可以给飞机 良好的飞行性能和耐力。
耐高温非金属材料 在高温环境下，金属材料通常会出现膨胀、软化甚至融化的情况，因此在一些 特殊的工业领域，需要使用一些能够在高温环境下保持稳定性和耐用性的非金属材料。这些耐高温非金属材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域都有着重要的应用价值。本文将介绍几种常见的耐高温非金属材料及其特点。 首先，陶瓷材料是一种常见的耐高温非金属材料。陶瓷材料具有优异的耐高温 性能，能够在高温环境下保持稳定的物理和化学性质。在航空航天领域，陶瓷材料常被用于制造航天器的热屏障和发动机部件，能够有效抵御高温气流和火焰的侵蚀。另外，在化工领域，陶瓷材料也被广泛应用于耐腐蚀、耐磨损的场合，发挥着重要的作用。 其次，高分子聚合物材料也是一种常见的耐高温非金属材料。由于高分子聚合 物材料具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点，因此在电子设备、汽车制造等领域有着广泛的应用。例如，聚四氟乙烯（PTFE）是一种耐高温的高分子材料，具有优异的 耐热性能和化学稳定性，常被用于制造高温密封件、润滑材料等。另外，聚醚醚酮（PEEK）材料也具有出色的耐高温性能和机械性能，被广泛应用于航空航天和医 疗器械领域。 另外，陶瓷复合材料是一种结合了陶瓷和其他材料优点的耐高温非金属材料。 陶瓷复合材料通常由陶瓷基体和增强材料组成，能够兼具陶瓷的耐高温性能和增强材料的韧性和强度。在航空航天领域，碳纤维增强陶瓷复合材料被广泛应用于制造航天器的外壳和结构件，能够在极端的高温和高压环境下保持稳定性和耐用性。 总的来说，耐高温非金属材料在现代工业领域具有着重要的应用价值。陶瓷材料、高分子聚合物材料和陶瓷复合材料都是常见的耐高温非金属材料，它们在航空航天、汽车制造、电子设备等领域发挥着重要的作用。随着科技的不断进步，相信耐高温非金属材料将会在更多领域展现出其优异的性能和潜力。
非金属材料的新技术应用与发展 一、前言 随着科学技术的不断进步和应用的不断延伸，非金属材料应用 领域不断拓展和深化，成为了新材料领域的重点之一。本文从应 用角度出发，对非金属材料的新技术应用和发展进行了详细探讨。 二、水泥基复合材料 水泥基复合材料是利用水泥石和纤维等复合材料的优良性能制 成的一种新型非金属材料。近年来，该材料得到了广泛关注和应用。水泥基复合材料具有优良的抗拉强度、韧性、疲劳性能、耐 久性、防腐性等性能优势，可广泛应用于建筑、桥梁、道路、地 下工程、水利工程等领域。 三、高分子材料 高分子材料是一类应用广泛且极为重要的非金属材料。该材料 生产工艺简单、成本低廉，性能稳定、广泛适用。高分子材料的 应用领域广泛，已成为制造业的支柱产业之一。例如，聚合物的 应用在生活中十分广泛，如PVC、ABS、PS等，在汽车、电器、 包装、玩具、饰品、建筑等行业都有着广泛的应用。 四、复合材料
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型非金 属材料。该材料具有优良的强度、刚性、耐久性、耐腐蚀性能等 优点，应用范围广泛。目前，复合材料已在航空航天、汽车、建筑、丝绸、医疗器械等领域得到广泛应用。如碳纤维复合材料已 成为高档轿车、高级跑车等制造必备的材料，同时也被广泛应用 于飞机、火箭等航空航天领域。 五、陶瓷材料 陶瓷材料是一种新型的非金属材料。该材料的硬度、耐磨性能、耐高温性能等都十分出色，被广泛应用于航空航天、电子、石油 化工、医用器械等领域。例如，高新技术产业中常用的氧化铝陶 瓷就具有强度高、导热性能良好、耐酸碱腐蚀、绝缘性能好等优点，在机械、电子、石油、医用等领域有广泛的应用。 六、玻璃材料 玻璃材料是一种重要的非金属材料。该材料的透明度、稳定性、耐腐蚀性能等都十分优秀，被广泛应用于建筑、电子、汽车、照 明器械等领域。近年来，随着科技的发展和应用领域的拓宽，玻 璃材料得到了大量进一步的应用。例如，在太阳能光伏产业中， 玻璃材料作为光学传输材料具有不可替代的重要作用。 七、结语
非金属材料 非金属材料是指在常温下不具有金属性质的材料，主要包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。 陶瓷材料是一种以无机非金属材料为主要成分的材料，具有很高的硬度和耐热性。陶瓷材料可以分为结晶体陶瓷和非晶体陶瓷两大类。结晶体陶瓷由结晶颗粒组成，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等，具有较高的强度和抗磨性能，广泛应用于机械零件、刀具等领域。非晶体陶瓷由非晶体或微晶体组成，如玻璃、陶瓷线圈等，具有较好的透明性和绝缘性能，常用于电子器件的封装和绝缘材料。 高分子材料是由长链状分子组成的一类大分子材料，具有较高的延展性和可塑性。根据聚合方式不同，高分子材料可以分为线性聚合物（如聚乙烯、聚丙烯等）、交联聚合物（如橡胶）和网状聚合物（如树脂）等。高分子材料具有较好的绝缘性、耐腐蚀性和吸震性能，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维材料等领域。 复合材料是由两种或多种不同材料组成的材料，通过各材料的优势互补，具有独特的综合性能。常见的复合材料包括纤维增强复合材料、层合板和粉末冶金复合材料等。纤维增强复合材料由纤维增强体和基体组成，如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等，具有较高的强度和刚度，常用于航空航天、汽车工业等领域。层合板由多层薄板材料组成，具有较好的强度和稳定性，广泛应用于建筑、器械制造等领域。粉末冶金复合材料由金属和非金属粉末组成，具有较高的耐高温和耐磨性
能，常用于摩擦材料、刀具等领域。 非金属材料具有较好的绝缘性、耐腐蚀性和吸震性能，在电子器件、化工管道、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。然而，由于非金属材料的强度和韧性较差，易受热膨胀、收缩和化学侵蚀等因素影响，在一些特殊环境下需要采取合适的防护措施，以确保其使用寿命和安全性。