高分子材料金屬或陶瓷教學(xué)內(nèi)容.ppt

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1、高分子材料金屬或陶瓷機械產(chǎn)品質(zhì)量要好、機械零件要獲得所需的性能，材料的選用與成形工藝是基礎(chǔ)，本課程機械制造基礎(chǔ)主要是指機械制造業(yè)中所用的工程材料及材料成形方法（主要指鑄造、鍛造、焊接等機械零件的毛坯制備方法）。選材料成形制毛坯加工制產(chǎn)品成形制產(chǎn)品由于不同的材料具有不同的性能，因此它們的應(yīng)用場合也就不同。如在航天工業(yè)中鋁及鋁合金得到了廣泛應(yīng)用，是因為鋁合金具有重量輕強度高的特性。而在電子工業(yè)中銀、銅、鋁得到了廣泛的應(yīng)用，是因為它們具有優(yōu)良的導(dǎo)電性。在機械工業(yè)中，由于機械產(chǎn)品在使用過程中，主要承受各種力的作用。因此，主

2、要要求所使用的金屬材料具有良好的機械性能，而碳鋼和合金鋼具備上述性能要求，所以得到了廣泛應(yīng)用。耐高溫的內(nèi)燃機需要用高溫性能好的陶瓷，宇宙飛船上要用到形狀記憶材料，隱形飛機用到能對電磁波吸收的材料。1.1課程的內(nèi)容及目的：①工程材料：獲得有關(guān)工程材料的基本理論和基本知識。掌握常用材料成分——組織——性能——應(yīng)用之間關(guān)系的一般規(guī)律。熟悉常見的工程材料。能根據(jù)機械零件的服役條件和失效形式，合理選用工程材料的初步能力。②材料成形鑄造、鍛造、焊接的基本理論和基本方法。毛坯成形方法的合理選擇。1.2課程的性質(zhì)地位和作用①性質(zhì)：

3、機械類及近機類專業(yè)必修的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。②地位：基礎(chǔ)知識的地位——工程師的必備知識。③作用：了解機械制造基礎(chǔ)的基本內(nèi)容：工程材料的性能選用及其成形技術(shù)（零件毛坯的制造方法）。1.3主要學(xué)習(xí)方法①課堂講授：以大綱為主，兼顧教材。②成績評定方法：平時成績占20%（隨機點名、作業(yè)、提問）；實驗成績占10%，考試成績占70%。1.4材料的分類①按材料的化學(xué)組成分類：1）金屬材料2）高分子化合物3）無機非金屬材料4）復(fù)合材料②按材料的使用性能分類1）結(jié)構(gòu)材料2）功能材料1.4.1金屬材料■公元5000多年前，埃及人學(xué)會了冶煉

4、金銀，蘇美爾人已經(jīng)會銅器的鑄造?！龉?200年，西亞的赫梯人懂得了冶煉和使用鐵器。■公元前2000年我國掌握了青銅冶煉?！龉I(yè)革命以后，金屬材料得到了廣泛的應(yīng)用，走上了工業(yè)生產(chǎn)的道路?！鲭S著對金屬認(rèn)識的不斷深入，更多的金屬材料被開發(fā)出來：高溫合金、鈦合金、金屬間化合物、阻尼合金、超導(dǎo)合金、形狀記憶合金、儲氫合金、納米金屬材料、非晶態(tài)金屬材料。司母戊鼎是中國目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器。司母戊鼎含銅84.77％、錫11.64％、鉛27.9％。充分顯示出商代青銅鑄造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平。青銅器時代秦陵銅車馬嚴(yán)格按真車

5、馬的１／２制作。造型精美，比例恰當(dāng)，裝飾華麗，工藝精湛，形體龐大，所以很多專家學(xué)者把它稱之為“青銅之冠”。一架波音767大型飛機約由70%的鋁及其合金構(gòu)成。20世紀(jì)，鋁和鋁合金的應(yīng)用二十一世紀(jì)的金屬材料—鈦和鈦合金可作人造骨的鈦合金應(yīng)用廣泛的金屬材料1.4.2非金屬材料■舊石器時代人們用來制作工具的天然石材是最早的無機非金屬材料?！鰱|漢時期的青瓷是迄今發(fā)現(xiàn)的最早瓷器，古代中國掌握了高超的陶瓷制造技術(shù)?！龉I(yè)革命以后，隨著建筑、機械、鋼鐵、運輸?shù)裙I(yè)的興起，無機非金屬材料有了較快的發(fā)展?！?0世紀(jì)以來，隨著電子技術(shù)、

6、航天、能源等新技術(shù)的興起，對材料提出了更高的要求，促進了特種無機非金屬材料的迅速發(fā)展?！鑫磥砜茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，使無機非金屬材料向復(fù)合材料、定向結(jié)晶材料、增韌陶瓷以及各種類型的表面處理和涂層的使用發(fā)展。采用聚碳酸脂透明件的戰(zhàn)斗機座艙蓋玻璃幕墻大廈古代陶器非金屬材料的發(fā)展現(xiàn)代建材玻璃杯a.高分子化合物——有機非金屬材料有機高分子有天然的和合成的兩種。工程中使用的主要是人工合成的高分子聚合物，簡稱高聚物。高聚物由一種或幾種簡單的低分子化合物聚合而成。聚合成高聚物的低分子化合物稱為單體。大分子鏈中結(jié)構(gòu)重復(fù)的單元稱為鏈節(jié)，鏈節(jié)

7、的重復(fù)數(shù)量稱為聚合度。高聚物的性能主要取決于其結(jié)構(gòu)，即大分子鏈的結(jié)構(gòu)和大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。大分子鏈的結(jié)構(gòu)①結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成②結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式和鏈的構(gòu)型③大分子鏈的形態(tài)1）大分子鏈的幾何形態(tài)：線型結(jié)構(gòu)體型結(jié)構(gòu)2）大分子鏈的構(gòu)象及柔順性高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)主要是指高分子材料內(nèi)部大分子鏈之間的幾何排列方式，也稱超分子結(jié)構(gòu)：①晶態(tài)高聚物（結(jié)晶度為50%-80%）②非晶態(tài)高聚物高聚物的人工合成低分子化合物通過加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)形成.1、加聚反應(yīng)：一種或多種單體相互疊加成形成聚合物的反應(yīng)。無低分子副產(chǎn)物生成

8、。單體為一種的叫均加聚，如乙烯加聚成聚乙烯。單體為一種或兩種以上的稱為共加聚。如ABS工程塑料就是有丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體共聚合成。2、縮聚反應(yīng)：一種或多種單體相互作用而形成高聚物，同時析出新的低分子副產(chǎn)物的反應(yīng)。其單體是含有兩種或兩種以上活潑官能團的低分子化合物。按照參加反應(yīng)的單體不同，縮聚反應(yīng)分為均縮聚和共縮聚兩種。酚醛樹脂（電木），聚酰胺（尼龍