1.5 非金属材料
1.5.1 高分子材料
? 高分子材料, 相对分子量很大的有机化合物，远比普通
的有机物或无机物等低分子化合物 的相对分子量大的
多。
高分子材料可分为 天然的 和 人工合成 的两大类。
合成方法常见的有两种，即加成聚合和缩合聚合 。
图 1-40 PEEVA高分子风管系统
1.塑料
即以高聚物为主要成分，并在加工为
成品的某阶段可流动成形的材料。
塑料的分类：塑料的品种很多，
可按用途和受热时的性能进行分类。
（ 1）按用途分类,
1） 通用材料,
即力学性能和使用温度较低的塑料。
2） 工程材料,
即力学性能和使用温度较高的塑料。
机械工程材料中常见的高分子材料有
塑料、橡胶、合成纤维、涂料和胶粘剂 等。
胶粘剂
涂料 合成纤维
橡胶
塑料
高分子
材料
（ 2） 按受热时的性能分类,
1）热塑性材料,
即具有热塑性的材料，在塑料整个特征
温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，
且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。
2）热固性塑料,
即具有热固性的塑料，加热或通过其他方
法，能变成基本不溶、不熔的产物。
工程塑料的性能特点和应用,
与金属材料相比，工程塑料密度小，比强度高，
耐磨性、减振性较好，且易于成形；但强度、硬度较
低，导热性、耐热性较差，且易老化。可用于替代金
属制造工程构件和机械零件。
图 1-41 工程塑料轴承
2.橡胶
橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。
(1)橡胶的分类,
按原料来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
1)天然橡胶,即从植物巴西三叶胶树中提取的高弹性物质。
2)合成橡胶,即有一种或多种单体聚合生成的橡胶。
按性能和用途的不同，合成橡胶可分为通用合成橡胶和特种
合成橡胶两大类。
①通用合成橡胶,即性能与天然橡胶相同或相近，能广泛
用于轮胎和大多数橡胶制品的合成橡胶。
②特种合成橡胶,即大多数性能较差，但具有某些特殊性
能的合成橡胶。
天然橡胶 是应用最早和最广泛的橡胶品种，但数
量和性能上都难以满足工业发展的要求。
合成橡胶 的出现弥补了天然橡胶的不足。
图 1-42 天然橡胶的生产
1.5.2 工业陶瓷材料
工业陶瓷 除日用陶瓷、艺术
装饰陶瓷及建筑卫生陶瓷以外，
能使用于工业等部门的陶瓷材料
之总称。
传统陶瓷 是由粘土、长石和
石英等天然原料，经粉碎、制坯
和烧结等传统工艺获得的制品。
精细陶瓷 又称特种陶瓷，
指经过精确控制化学组成、显微
结构、形状及制备工艺获得的具
有高性能特性、能够用于各种高
技术领域的陶瓷材料。
按化学成分的不同，常用
的陶瓷材料分为 氧化铝陶瓷, 氮
化硅陶瓷碳 和 化硅陶瓷 等。
图 1-43 传统陶瓷
1.氧化铝陶瓷
主要成分为 AL2O3的陶瓷材料，硬度
高（ 99~93HRA）、耐高温，且有良好的
绝缘性、化学稳定性和耐蚀性。
2.氮化硅陶瓷
主要化学成分是 Si3N4的陶瓷材料，除
了具有陶瓷的共同特点外，线膨胀系数比其
他陶瓷材料小，同时还有良好的自润滑性，
抗振性、绝缘性、耐蚀性和化学稳定性。
3.碳化硅陶瓷
主要成分为 SiC的陶瓷材料，具有良好
的耐磨性、耐蚀性、热稳定性和优异的高温
强度。
图 1-44 氧化铝陶瓷
图 -45 氮化硅陶瓷
图 1-46碳化硅陶瓷
思考题
1.比较热塑性塑料和热固性塑料的性能特点及应用。
2.天然橡胶和合成橡胶的性能特点及应用有何区别？
3.常用的粉末冶金材料有哪些？各有何性能特点及
应用？
4.按化学成分不同，常用的陶瓷材料有哪几种？它
们在性能上有何特点？
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1.5.1 高分子材料
? 高分子材料, 相对分子量很大的有机化合物，远比普通
的有机物或无机物等低分子化合物 的相对分子量大的
多。
高分子材料可分为 天然的 和 人工合成 的两大类。
合成方法常见的有两种，即加成聚合和缩合聚合 。
图 1-40 PEEVA高分子风管系统
1.塑料
即以高聚物为主要成分，并在加工为
成品的某阶段可流动成形的材料。
塑料的分类：塑料的品种很多，
可按用途和受热时的性能进行分类。
（ 1）按用途分类,
1） 通用材料,
即力学性能和使用温度较低的塑料。
2） 工程材料,
即力学性能和使用温度较高的塑料。
机械工程材料中常见的高分子材料有
塑料、橡胶、合成纤维、涂料和胶粘剂 等。
胶粘剂
涂料 合成纤维
橡胶
塑料
高分子
材料
（ 2） 按受热时的性能分类,
1）热塑性材料,
即具有热塑性的材料，在塑料整个特征
温度范围内，能反复加热软化和反复加热硬化，
且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。
2）热固性塑料,
即具有热固性的塑料，加热或通过其他方
法，能变成基本不溶、不熔的产物。
工程塑料的性能特点和应用,
与金属材料相比，工程塑料密度小，比强度高，
耐磨性、减振性较好，且易于成形；但强度、硬度较
低，导热性、耐热性较差，且易老化。可用于替代金
属制造工程构件和机械零件。
图 1-41 工程塑料轴承
2.橡胶
橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。
(1)橡胶的分类,
按原料来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
1)天然橡胶,即从植物巴西三叶胶树中提取的高弹性物质。
2)合成橡胶,即有一种或多种单体聚合生成的橡胶。
按性能和用途的不同，合成橡胶可分为通用合成橡胶和特种
合成橡胶两大类。
①通用合成橡胶,即性能与天然橡胶相同或相近，能广泛
用于轮胎和大多数橡胶制品的合成橡胶。
②特种合成橡胶,即大多数性能较差，但具有某些特殊性
能的合成橡胶。
天然橡胶 是应用最早和最广泛的橡胶品种，但数
量和性能上都难以满足工业发展的要求。
合成橡胶 的出现弥补了天然橡胶的不足。
图 1-42 天然橡胶的生产
1.5.2 工业陶瓷材料
工业陶瓷 除日用陶瓷、艺术
装饰陶瓷及建筑卫生陶瓷以外，
能使用于工业等部门的陶瓷材料
之总称。
传统陶瓷 是由粘土、长石和
石英等天然原料，经粉碎、制坯
和烧结等传统工艺获得的制品。
精细陶瓷 又称特种陶瓷，
指经过精确控制化学组成、显微
结构、形状及制备工艺获得的具
有高性能特性、能够用于各种高
技术领域的陶瓷材料。
按化学成分的不同，常用
的陶瓷材料分为 氧化铝陶瓷, 氮
化硅陶瓷碳 和 化硅陶瓷 等。
图 1-43 传统陶瓷
1.氧化铝陶瓷
主要成分为 AL2O3的陶瓷材料，硬度
高（ 99~93HRA）、耐高温，且有良好的
绝缘性、化学稳定性和耐蚀性。
2.氮化硅陶瓷
主要化学成分是 Si3N4的陶瓷材料，除
了具有陶瓷的共同特点外，线膨胀系数比其
他陶瓷材料小，同时还有良好的自润滑性，
抗振性、绝缘性、耐蚀性和化学稳定性。
3.碳化硅陶瓷
主要成分为 SiC的陶瓷材料，具有良好
的耐磨性、耐蚀性、热稳定性和优异的高温
强度。
图 1-44 氧化铝陶瓷
图 -45 氮化硅陶瓷
图 1-46碳化硅陶瓷
思考题
1.比较热塑性塑料和热固性塑料的性能特点及应用。
2.天然橡胶和合成橡胶的性能特点及应用有何区别？
3.常用的粉末冶金材料有哪些？各有何性能特点及
应用？
4.按化学成分不同，常用的陶瓷材料有哪几种？它
们在性能上有何特点？
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