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材料成形基础－非 第四章 非金属材料 非金属材料是指除金属材料以外的所有固体材料。 在机械制造中常用的是高分子材料、陶瓷材料和复合材料。 这类材料的特点是密度小，抗蚀性优良，电绝缘性良好，来源广泛，成形工艺简单。 目前，已成为工程材料的重要组成部分。 高分子材料是以高分子化合物（分子量一般在5000以上）为主要成分组成的材料。常用的有塑料、橡胶纤维、油漆、胶粘剂等。 1.塑料 塑料是以合成树脂为主要成分，加入填充剂、增强剂、稳定剂、着色剂、润滑剂等制成的。 （1）塑料的特性 与金属相比，塑料的优点是：质轻、比强度高，化学稳定性好，减摩、耐磨性好，电绝缘性优异，消声和吸震性好，成形加工性好，方法简单，生产率高。 塑料的缺点是：强度、刚度底，耐热性差，易燃烧和易老化，导热性差，热膨胀系数大。为了克服这些缺点，正在不断研发新型的、耐热的和高强度的塑料。 （2）塑料的分类及用途 根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。 1）热塑性塑料 热塑性塑料加热时变软，冷却后变硬，再加热又可变软，可反复成形，基本性能不变，其制品使用的温度低于120℃。 热塑性塑料成形工艺简单，可直接经挤塑、注塑、压延、压制、吹塑成形，生产率高。 常用的有聚乙烯（PE），适用于薄膜、软管、瓶、食品包装、药品包装以及承受小载荷的齿轮、塑料管、板、绳等； 聚氯乙烯（PVC），适用于如输油管、容器、阀门管件等耐蚀结构件以及农业和工业包装用薄膜、人造革材料（因材料有毒，不能包装食品）等； ABS应用于机械、电器、汽车、飞机、化工等行业，如齿轮、叶轮、轴承、把仪表盘等零件； 有机玻璃（PMMP），应用于航空、电子、汽车、仪表等行业中的透明件、装饰件等。 2）热固性塑料 热固性塑料加热软化，冷却后坚硬，固化后再加热则不再软化或熔融，不能再成形。 热固性塑料抗蠕变性强，不易变形，耐热性高，但树脂性能较脆，强度不高，成形工艺复杂，生产率低。 常用的有酚醛塑料（PF），俗称“电木”，适用于制造开关壳、插座壳、水润滑轴承、耐蚀衬里、绝缘件以及作复合材料等。 环氧树脂塑料（EP），适用于制玻璃纤维增强塑料（环氧玻璃钢）、塑料模具、仪表、电器零件，涂覆，包封和修复机件。 塑料作为建材继土石、钢铁、木材之后正在日益兴起，又因其密度小，隔音绝热，防水，美观等一系列优点倍受人们喜爱，正在取代传统材料。 作建筑管材用于上、下水、供气、供热等。 作塑料门窗更因无需油漆而获得鲜艳的色彩、隔音、耐湿、保温节能效果都很理想。 作为防水材料，其性能优于沥青油毡等。 其他，如隔热保温用材，地板用材，壁纸，百叶窗，楼梯扶手，踢脚线等等，各方面都已有广泛应用。 2.橡胶 橡胶是以生胶为主要原料，加入适量的硫化剂、软化剂、填充剂、防老化剂和骨架材料等而制成的。 （1）橡胶的特性 橡胶的主要的特性是高弹性，耐蚀性，有较高的强度和优异的积储能量的能力，具有耐磨、隔音、绝缘等性能。缺点是易老化。 （2）橡胶的分类及用途 橡胶按来源分为天然橡胶和合成橡胶两种。 合成橡胶可分为通用橡胶和特种橡胶。如丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶（NBR）和聚氨酯橡胶（UR）、氟橡胶等。 在工业上用作运输胶带、轮胎、制动件、管道、密封件、减震件、传动件、电线、电缆和绝缘材料等。 二、 陶瓷 陶瓷是以天然硅酸盐或人工合成无机化合物为原料，用粉末冶金法生产的无机非金属材料。 它同金属材料、高分子材料一起被称为三大固体材料。 1.陶瓷的特性 陶瓷的硬度很高，抗压强度高，耐高温、耐磨损、抗氧化和耐蚀性都很好。 但质脆韧性很差，受冲击载荷时易碎裂，急热急冷条件下性能也较差。 2.陶瓷的分类及用途 陶瓷按原料不同分为普通陶瓷和特种陶瓷；按用途不同分为日用陶瓷和工业陶瓷。工业陶瓷又分为工程结构陶瓷和功能陶瓷。 普通陶瓷又称传统