非金属材料
1 非金属材料常用种类
2 常用非金属材料的特性和应用
2.1 橡胶
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶；从性能上分为普通橡胶、耐酸碱橡胶、耐油橡胶、耐热橡胶。
主要特性及应用：具有高弹性，有良好的耐磨性、绝缘性和阻尼性；用作动静态密封件，减震、防震件，传动件及各种耐磨件等。
天然橡胶可塑性和工艺加工性能好；但不耐老化，且耐热性、耐酸性、耐油性差。合成橡胶加工性能差，其种类不同，性能也有区别。其中丁腈橡胶有优异的耐油性，广泛用于耐油橡胶制品；氯丁橡胶耐老化性极好，耐热性、耐燃性好；用途极为广泛。
比如现场中使用的油封、O形橡胶密封圈所用橡胶需耐油性好的耐油橡胶；
2.2 氟橡胶
应用范围为-40℃~230℃。氟橡胶是含有氟原子的橡胶统称，耐高温，耐蚀性良好，耐各类酸、碱、盐、石油产品、烃类等，但耐溶剂性不及氟塑料。在化工方面可用于耐高温和强腐蚀环境。
2.3 塑料
2.3.1 分类
常用塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、有机玻璃、尼龙（PA）、聚四氟乙烯（F4）、酚醛塑料（PF）等。
2.2.2 特性及应用
2.4 聚四氟乙烯（F4）
2.4.1 特点
1.聚四氟乙烯素称“塑料王”，具有高度的化学稳定性，对强酸、强碱、强氧化剂、有机溶剂军耐腐蚀，只有对熔融状态的碱金属及高温下的氟元素才不耐蚀；
2.有异常好的润滑性；
3.可在260℃长期连续使用，也可在-250℃的低温下满意的使用；4优异的电绝缘性；耐大气老化性能非常好；6.突出的表面不粘性，几乎所有粘性物质都不能附在它的表面上；7.其缺点：强度低，刚性差，冷流形大，必须用冷压烧结法成型，工艺较麻烦。
2.4.2 用途
1.作耐腐蚀化工设备及其衬里与零件；
2.作减摩自润滑零件，如轴承、活塞环、密封圈等；
3.作电绝缘材料与零件。
2.5 石墨及碳
作为结构材料的石墨和碳是由焦炭高温烧制而成。在1400℃煅烧的制品为碳，在2000~2400℃以上煅烧制品具有晶体结构称为“石墨”。石墨接近金属性能，导热性和导电性比碳高的多。
石墨和碳对绝大多数腐蚀烷烃都有良好的耐蚀性，包括沸点的盐酸、稀盐酸、氢氟酸、磷酸、碱液和有机溶剂等，只有强氧化剂如硝酸、浓硫酸、溴和氟等能破坏它。
不透性石墨的品种因所含树脂不同，耐蚀性有差异，例如：酚醛树脂浸渍者耐酸，但不耐碱，其耐热温度可达到180℃。
石墨和碳只用于无压力、允许渗透的部件。加工容易，但焊接困难，一般可用胶结，抗拉强度低，无延伸性，抗压强度高。
2.6 陶瓷
2.6.1 陶瓷材料的使用性能
1)高弹性模量、高硬度
2)低抗拉强度和较高抗压强度
3)塑性、韧性低，脆性大，是非常典型的脆性材料。
4)优良高温强度和低抗热震性
其熔点高于金属。在高温下不仅保持高硬度，而且基本上保持其室温下的强度，同时抗氧化性能好，故广泛用作高温材料。但是陶瓷承受温度急剧变化的能力（即抗热震性）差，当温度剧烈变化时容易破裂。
5)热膨胀系数小、热导率低、热容量小，可用作绝热材料。
6)化学稳定性好
具有很好的耐火性或不燃性。并对酸、碱、盐等腐蚀性介质均有较强的抗蚀性。
2.6.2常用工程结构陶瓷材料
1)普通陶瓷
其质地坚硬，不氧化生锈，耐腐蚀，不导电，能耐一定高温，加工成型性
好，成本低。但强度较低，耐高温性能不如其他陶瓷。广泛应用于电气、化工、建筑、纺织等行业。例如铺设地面和输水管道、耐酸容器、隔电绝缘器件等。
2)氧化铝陶瓷（亦称高铝陶瓷）
其强度高于普通陶瓷2~3倍，甚至5~6倍；硬度很高、耐磨性好；耐高温性能好，可在1600℃高温下长期使用；耐蚀性很强；良好的电绝缘性能。但其缺点是韧性低、抗热震性差，不能承受温度的急剧变化。主要用于制作切削刀具、模具、轴承（特别是在耐腐蚀条件下工作），熔化金属的坩埚、高温热电偶套管，以及化工用泵的密封滑环、机轴套、叶轮等。
3)碳化硅陶瓷
其最大特点是高温强度高，在1400℃时其抗弯强度保持在500~600MPa的较高水平；其次是导热性好且有很好的耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、热抗震性能。主要用作浇注金属的浇道口、热电偶套管、燃气轮机叶片、各种泵密封圈等。
4)金属陶瓷
其实质是由金属和陶瓷组成的复合材料。金属的抗热震性、韧性好，但易氧化和高温强度不高；而陶瓷的硬度高，耐热性好，耐蚀性强，但抗热震性低、脆性大。通过一定的工艺结合起来制成金属陶瓷，则可兼有两者的优点。
(1)氧化物基金属陶瓷。其应用最广，具有高耐热性、高硬度、高耐磨性。与纯氧化铝相比，改善了韧性、抗热震性和抗氧化能力。其主要用作工具材料，它与被加工金属材料的粘着倾向小，可提高加工精度和表面光洁程度，适用于高速切削；另外，模具、喷嘴、和机械密封环等也可用此类材料制作。
(2)碳化物基金属陶瓷（硬质合金）。它是将某些难熔的碳化物粉末（如WC，TiC等）和粘合剂（如Co、Ni等）混合，加工成型，再经烧结而制成金属陶瓷。其硬度很高，耐磨性优良。适于作切削工具、金属成型工具、矿山工具、表面耐磨材料以及某些高刚度结构件等。
2008-09-05
