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常用有机非金属材料

1．非金属材料的特点和分类

(1)特点非金属材料具有金属所不具备的特点，主要表现在以下几方面。

a．耐蚀性良好在许多场合，非金属材料能起到金属材料，包括贵金属材料起不到的作用。例如聚四氟乙烯可

以安全地应用于高温十高腐蚀性的介质中，包括耐王水的腐蚀；相反，白金和黄金却会溶解于王水中。聚氯乙

烯、玻璃钢、玻璃、搪瓷等是耐盐酸腐蚀的，而不锈钢却不能应用于盐酸介质中。

b．原料来源丰富，价格比较宜石灰石、石材、食盐、天然气、石油裂解气和农副产品等，都是非金属材料

取之不尽，用之不竭的原料。因此，多数非金属材料的价格相对比较宜。

但是，非金属材料的机械强度较低、刚性较小，在长时间载荷下，容易发生形变与破坏。除石墨以外，导热性

不良，耐热性、热稳定性低。

(2)非金属材料的分类非金属材料的种类很多。按常用的非金属材料的化学组成，可分为有机非金属材料和

无机非金属材料。

a．有机非金属材料包括塑料、橡胶、涂料、木材等。

b．无机非金属材料工业上常用的无机非金属材料有硅酸盐材料、石墨、铸石等。

2．塑料

(1)塑料的组成塑料是以合成树脂为主要原料，加入必要的添加剂，在二定的温度和压力条件下，塑制而成

的具有一定塑性的材料。塑料的主要成分是树脂；塑料的性质主要由树脂决定的。为子满足各种实际应用的要

求，往往要加人必要的添加剂，以改善性能，塑料中常用到的添加剂有：

a．填充剂可改善塑料的强度、刚性、抗冲击韧性、耐热性等物理、机械性能。一般选用碳纤维、玻璃纤维、

石墨、云母、辉绿岩粉和金属粉等。所用质量分数一般在50％以下。

b．稳定剂可抑制塑料在加工和使用过程中，因光和热等的作用引起的性质变化，延长其使用寿命。常用的有

硬脂酸钡、硬脂酸铅等金属盐和紫外线吸收剂等。

c．增塑剂可使塑料在加工过程中易于塑化，增加制品的柔软性。例如，邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛

酯、癸二酸二辛酯和磷酸三丁酯等。

d．着色剂可改变塑料制品的色泽。

e．润滑剂用以防止塑料在加工过程中粘附于模具和设备上；以于脱模，使制品的表面光洁。常用的有硬脂

酸及其盐等。

(2)塑料的特性

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a.轻质无填料的塑料的相对密度在0.82〜22之间，是钢铁的/8〜74。有填料的塑料的相对密度也只有铝

的／。因此，塑料的比强度反而比金属大。表列出部分增强塑料和几种金属的比强度。

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表2-2部分金属和增强塑料的比强度

①抗张强度指塑料在受拉时，抵抗被扯断的能力，用k/cm2表示。

b.耐腐蚀性良好塑料在水、水蒸气、酸、碱、盐、汽抽等化学介质中；大多比较稳定，不起化学变化。在某

强腐蚀性介质中，有的塑料的耐蚀性甚至超过某贵金属。因此，在工业生产中，许多设备是由塑料制造的。

所谓“塑料王”一聚四氟乙烯，在很宽的温度范围内，对许多强腐蚀性的优学介质，甚至王水是稳定的。[pae]

c.加工和成型的工艺性能良好塑料的加工成型方法很多，而且加工方法简单。热塑性的塑料在很短的时间内

即可成型出制品。比金属加工成零件的车、铣、刨、钻、磨等工序简单得多。塑料也可以采用机加工，大多数塑

料于焊接。

d．优良的电绝缘性大多数塑料有优良的电绝缘性，在高频电压下，可以作为电容器的介电材料和绝缘材料，

也可以应用于电视、雷达等装置中。

e．摩擦系数小，润滑性能好因此塑料制成的机械传动部件，机械动力的损耗小，有的甚至可以不加润滑剂，

或用水润滑即可。这是金属材料所无法相比的。

f•热性能不好，耐热性差大多数塑料的耐热性差，一般只可在100C以下使用，有的使用温度不能超过

60C，少数可以在200C左右的条件下使用。高于这温度，塑料即软化、变形、甚至丧失使用性能。

．塑料较容易变形大多数塑料比金属容易变形，这是作为工程材料的塑料的最大缺点。金属

材料在较高温度下，才有显著的蠕变现象；而塑料即使在室温下，经过长时间受力，也会缓慢变形厂并随温度升

高，蠕变加剧。热塑性塑料的蠕