非金属材料与金属材料都是工业发展的重要材料 。随着材料技术的发展,非金属材料在工业发展中的重要性也越来越大 。
非金属材料一般具有以下特点:密度小质量轻、耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀 。可以大概分为有机材料、无机材料及复合材料三种:
1.有机材料:木材、皮革、胶粘剂和高分子合成材料——合成橡胶、合成树脂、合成纤维等;
2.无机材料:耐火材料、陶瓷、磨料、碳和石墨材料、石棉等;
3.以非金属纤维增强树脂基所构成的复合材料 。
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在机械工程中,非金属材料的应用也是越来越广,下面把在工作中较为常见的非金属材料做了汇总,以方便比较选用:
一、普通工程塑料
1.聚氯乙烯
【牌 号】PVC
【俗 称】PVC
【代 号】PVC
【英文名】Polyvinyl Chloride
【颜 色】透明/灰色/白色/蓝色
【密 度】1.380
【特 性】
1.聚氯乙烯的最大特点是阻燃,因此被广泛用于防火应用 。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英 。
2.聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可作低频绝缘材料,其化学稳定性也好 。由于聚氯乙烯的热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出HCL气体,使聚氯乙烯变色,所以其应用范围较窄,使用温度一般在-15~55℃之间 。
3.聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一.聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末.根据不同的用途可以加进不同的添加剂,使聚氯乙烯塑件呈现不同的物理性能和力学性能.在聚氯乙烯树脂中加人适量的增塑剂,就可制成多种硬质、软质和透明制品.纯聚氯乙烯的密度为1.4g/cm3,加进了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.15 ~ 2.00g/cm3范围内.硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能,可单独用作结构材料.软聚氯乙烯含有较多的增塑剂,它的柔软性、断裂伸长率、耐冷性增加,但脆性、硬度、拉伸强度会降低 。
【应 用】由于聚氯乙烯的化学稳定性高,所以可用于防腐管道、管件、输油管离心泵、鼓风机等.聚氯乙烯的硬板广泛用于化学产业上制作各种贮槽的衬里,建筑物的瓦楞板、门窗结构、墙壁装饰物等建筑用材.由于电气尽缘性能优良而在电气、电子产业中,用于制造插座、插头、开关、电缆.在日常生活中,用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等 。
2. 聚乙烯
【牌 号】PE
【俗 称】PE
【代 号】PE
【英文名】Polyethylene
【颜 色】本色(白)/黑色
【密 度】0.91-0.97
【特 性】聚乙烯塑料是塑料产业中产量最大的品种 。按聚合时采用的压力不同可分为高压、中压和低压三种 。低压聚乙烯高分子链上支链较少,相对分子质量、结晶度和密度较高,故又称高密度聚乙烯(HDPE),所以比较硬、耐磨、耐腐蚀、耐热及电尽缘性较好 。高压聚乙烯高分子带有很多支链,因而相对分子质量较小,结晶度和密度较低,故又称低密度聚乙烯(LDPE),且具有较好的柔软性、耐冲击及透明性 。
【应 用】低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件,如齿轮、轴承筹;高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气产业的尽缘零件和包覆电缆等.
3. 超高分子量聚乙烯
【牌 号】UPE
【代 号】UHMWPE
【英文名】Ultra-high molecular weight PE
【颜 色】本色(白)/黑色/黄色/绿色
【密 度】0.94
【特 性】超高分子量聚乙烯是利用特殊的加工过程将聚乙烯的分子量提高到100万以上(一般聚乙烯的分子量为5~30万).因分子量非常高,一般的成形机无法加工.优点:耐磨耗性非常优异、摩擦系数小(0.13~0.24);耐冲击强度大;吸水性低、可用于食品;抗噪音;低介电常数(2.3~2.5).缺点:黏度非常高;伸长率较一般聚乙烯低;刚性较差;耐温性较差 。
【应 用】农业、土木用途、储存塔的内衬、运动器材与场地、雪橇、保龄球球道、食品用途
4. 聚甲醛
【牌 号】POM
【俗 称】赛钢
【代 号】POM
【英文名】Polyoxymethylene polyacetal
【颜 色】本色(白)/黑色
【密 度】1.42-1.43
【特 性】聚甲醛表面硬而滑,呈淡黄或白色薄壁部分半透明.有较高的机械强度及抗拉、抗压性能和突出的耐疲惫强度,特别适合干用作长时间反复承受外力的齿轮材料,聚甲醛尺寸稳定、吸水率小,具有优良的减摩、耐磨性能.能耐扭变,有突出的回弹能力,可用于制造塑料弹簧制品、常温下一般不溶于有机溶剂,能耐醛、酯、醚、烃、弱酸和弱碱,但不耐强酸.耐汽油及润滑油性能也很好.有较好的电气尽缘性能.其缺点是成型收缩率大,在成型温度下的热稳定性较差 。
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