4非金属材料成形

第4章 非金属材料成形,4.1 高分子材料成形,4.2 陶瓷材料成形,4.1 高分子材料成形,4.1.1 高分子材料成形基础,4.1.2 高分子材料成形加工,4.1.3 常用高分子工程材料,高分子材料是以高分子化合物为主要组分的有机材料，又称为高分子化合物或高聚物。,4.1.1 高分子材料成形基础(简介),1.高分子材料的基本知识 2.高分子材料的分类和命名 3.高分子材料的结构 4.高分子材料的性质,1.高分子材料的基本知识,高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000以上，有的甚至高达几百万，如聚乙烯、有机玻璃、淀粉等。 高分子材料的性质与分子量直接相关，高分子量使其具有较好的弹性、塑性和强度。 高分子化合物是相对分子质量大到使其力学性能具有工程意义的化合物。,天然高分子材料包括蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉和蛋白质等。 合成高分子材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂和涂料等。 工程上使用的主要是合成的高分子材料。 高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但其化学组成一般却比较简单，通常由C、H、O、S、N等元素构成。,高分子材料的合成,单体 ：组成高分子化合物的低分子化合物，高分子化合物的合成原料 。 链节 ：聚合物就是由成千上万个结构相同的基本单元通过共价键重复连接而成的长链大分子化合物，组成大分子链的这种结构单元称作链节，或称为重复单元。如聚氯乙烯可简写为：,聚合度 ：聚合物的每个大分子由大量链节组成，链节的重复次数叫做聚合度，以n表示。 相对分子质量M（略） ：链节相对分子质量m和聚合度n的乘积，即M = nm。 相对分子质量的多分散性（略） ：聚合物的各个大分子链的链节数不同，分子的长短不一，即相对分子质量不等。聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物，这种相对分子质量的不均一性，是聚合物与低分子化合物不同的一大特点。,聚合反应,加聚反应：指一种或几种单体相互加成而连接成聚合物的反应。反应过程中没有副产物生成，因此生成物与其单体具有相同的成分。 缩聚反应：指一种或几种单体相互混合而连接成聚合物，同时析出(缩去)某种低分子物质(如：水、氨、醇、卤化氢等)的反应。,2.高分子材料的分类和命名 (1) 高分子材料的分类（简介）,1）塑料 是以树脂为主要成分，加入（或不加入）添加剂，其成品状态为非弹性体的柔韧体或刚性固体，在加工过程中能流动成形的材料。 2）橡胶 是具有可逆形变的高弹性聚合物材料。 3）合成纤维 是以人工合成的高分子材料为原料加工而成的柔韧而纤细的丝状物，由一类能被高度拉伸的高聚物制成。 其他：涂料、粘合剂、功能高分子。,(2) 高分子材料的命名（简介）,1）按高聚物的原料单体命名 2）按聚合物结构特征命名 3）商业名称 4）系统命名法,1）按高聚物的原料单体命名（简介）,由一种单体合成的聚合物，其习惯命名是在单体名称前冠以“聚”字。 由两种单体合成的聚合物，缩聚反应的常取两个单体的简名，后缀“树脂”二字命名，加聚反应的一般在词尾加“共聚物”即可。 对橡胶一般也是在原料简名后加“橡胶”作为词尾 。,2）按聚合物结构特征命名（略）,按特征基团命名：聚酯类含有 酯 基（COO），聚酰胺类含有酰胺基（NHCO），又称尼龙，聚醚类含有醚键（O）等。,3）商业名称,（略） 如我国普遍以“纶”作为合成纤维的词尾，涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维）、锦纶（聚酰胺纤维）、氯纶（聚氯乙烯纤维）、氨纶（聚氨酯纤维）、腈纶（聚丙烯腈纤维）、氟纶（聚四氟乙烯纤维）等 。这种商业命名虽然简单，但是非常混乱 。,4）系统命名法,（略）是由国际纯化学和应用化学联合会（IUPAC）制定的以聚合物的结构重复单元为基础的一种命名法。 命名按如下步骤进行：首先确定结构重复单元，再排好其次序，然后按小分子有机化合物的IUPAC命名规则给结构重复单元命名并加括弧，最后在名称前冠以“聚”字即成聚合物的名称。例如聚氯乙烯的系统命名为聚（1-氯代乙烯）。,3 高分子材料的结构（简介）,(1) 高分子的链结构 (2) 高分子的聚集态结构,(1) 高分子的链结构,1）高分子链的化学组成（略） 2）高分子链的形态 3）高分子链的柔（顺）性,1）高分子链的化学组成（略）,链的不同组成将赋予高分子以不同的化学与物理性能，从而为高分子材料满足各种应用提供了保证。 碳链高分子 杂链高分子 元素有机高分子（硅橡胶等）,2）高分子链的形态,线型分子链 受热或受力的作用，分子间可互相移动而发生流动。因此线型高聚物可以溶解在某些溶剂中，加热可熔融 。,支化型分子链 支化高分子的性能与线型高分子的性能相似，但由于支链的存在使得分子与分子之间堆砌不紧密，增加了分子之间的距离，使分子之间的作用力减少，提高了高聚物的弹性和塑性，降低了结晶度、成型加工温度和强度。,体型(网型或交联型)分子链,又称为热固性聚合物，例如酚醛塑料、环氧树脂、硫化橡胶等。这类材料一般具有较高的强度、耐热性、尺寸稳定性及化学稳定性等。,3） 高分子链的柔（顺）性 （略）,柔（顺）性：高分子链可以改变其构象的性质。,C1,C2,109 28,b1,b2,（2） 高分子材料的聚集态结构（略）,1）高分子之间的相互作用 2）高分子的聚集态结构,1）高分子之间的相互作用,大分子链中原子之间、链节之间的相互作用是强大的共价键结合，称为主价力。主价力的大小取决于链的化学组成，化学组成不同，共价键的键长和键能也不同。主价力的大小对高聚物的性能，特别是熔点、强度等具有重要的影响。 大分子之间的相互作用是范德华力和氢键，这类结合力称为次价力。,几种主要共价键的键长和键能,范德华力是永远存在于分子间或分子内非键合原子间的作用力，是一种相互吸引的力，它包括以下三种： 静电力 诱导力 色散力 范德华力没有方向性和饱和性，有加和性，其大小强烈依赖分子间距离，只有在两个分子非常靠近时（一般为0.30.5nm）才显现出来。,氢键是另一种分子间的作用力。它是氢原子在分子中与一个原子A键合时，还能形成与另一个原子B的附加键。氢键的作用较范德华力强，一般为1030 kJmol-1。 当分子间有氢键形成时，其分子间作用力较强，形成的聚合物材料具有较高的强度、刚性，耐热性能等。如聚酰胺类材料由于分子间氢键的作用，具有良好的力学性能和高熔点，适合于作为工程塑料和合成纤维 。,2）高分子的聚集态结构,按照大分子排列是否有序，高聚物的聚集态结构可分为晶态和非晶态(无定形体)两种。晶态高聚物分子排列规整有序，非晶态高聚物分子排列无规则。,非晶态高聚物的结构, 晶态高聚物的结构,晶区,非晶区,聚乙烯单晶的电子显微镜照片,聚合物晶态结构缨状微束模型示意图,聚合物的性能与其聚集态有密切的联系。 非晶态聚合物，由于分子链无规则排列，分子链的活动能力大，故其弹性、延伸率和韧性等性能好； 晶态聚合物，由于分子链规则排列而紧密，分子间吸力大，分子链运动困难，故其熔点、相对密度、强度、刚度、耐热性和抗熔性等性能好，随结晶度增加，熔点、相对密度、强度、刚度、耐热性和抗熔性均提高，而弹性、延伸率和韧性则降低。,4. 高分子材料的性质（简介）,(1) 高分子材料的物理力学状态（略） (2) 高分子材料的力学性能 (3) 高分子材料的成形性能 (4) 高分子材料的其它性能,(1) 高分子材料的物理力学状态,高聚物没有气态。 （略）按受力时形变特性的不同，高分子材料的力学状态可分为玻璃态、高弹态和粘流态等三种物理状态。,非晶态聚合物的温度应变曲线,Tb-脆化温度 Tg-玻璃化温度 Tf-粘流温度 Td-分解温度。,聚合物的形变特性 a 玻璃态 b 高弹态 c 粘流态,晶态高聚物的力学状态,Tg,Tm,Tf,1,2,形变,温度,高度结晶聚合物的温度应变曲线图 1低分子量 2高分子量,O,Tg,Tm,Tf,温度,分子量,硬结晶态,皮革态,橡胶态,粘流态,部分结晶聚合物的力学状态与温度、分子量的关系,O,体型高聚物的力学状态,(2)高分子材料的力学性能,1）高弹性 高分子材料的弹性变形量大，可达到100%1000%，而一般金属材料只有0.1%1.0%。 高分子材料的强度平均为100MPa，比金属低得多；高聚物的弹性模量低，约为2MPa20MPa，而般金属材料为103MPa2105MPa。但由于其重量轻、密度小，许多高分子材料的比强度还是很高的，某些工程塑料的比强度比钢铁和其他金属还高。,2） 粘弹性,塑料同时具有类似固体的特性，如弹性，强度，也有类似液体的特性如变形随时间，温度，负荷大小和速率而变化的流动特性，且受力响应（形变）与外力不成正比，且有滞后。 根据高分子材料受到外部作用的情况不同，粘弹性的主要表现有蠕变、应力松弛和内耗等。 蠕变 蠕变是在应力保持恒定的情况下，应变随时间的增长而增加的现象。,a 蠕变前,b 蠕变后,蠕变前后高分子构象变化示意图, 应力松弛,高聚物受力变形后所产生的应力随时间而逐渐衰减的现象就叫应力松弛。, 滞后与内耗,蠕变和应力松弛都属于静态粘弹行为，滞后与内耗则属于动态粘弹行为。 滞后：高分子材料在交变应力作用下，应变的响应与应力的变化不同步，由于内摩擦的原因，大分子链的构象的变化跟不上应力的变化，出现应变的滞后现象。 内耗 ：由于应变对应力的滞后，在重复加载时，就会出现上一次变形还未来得及回复时，或分子链的构象跟不上改变时，又施加了下一次载荷，于是造成分子间的内摩擦，产生所谓内耗，而那部分未来得及释放的、由变形所引起的弹性储能转变为热能。,3）高分子材料的拉伸断裂行为,1,2,应变,高聚物的应力应变曲线 1硬而脆 2强而硬 3强而韧 4软而韧 5软而弱,应力,O,3,4,5,A,硬而脆的高聚物，例如聚苯乙烯，酚醛树脂等。 强而硬的高聚物，例如硬聚氯乙烯、有机玻璃等。 强而韧的高聚物，例如尼龙、聚碳酸酯等工程塑料。 软而韧的高聚物，例如各种硫化橡胶。 软而弱的高聚物，例如未硫化的天然橡胶。,4）韧性,冲击韧性是材料在高速冲击状态下的韧性或对断裂的抗力，在高分子材料中也被称为冲击强度。其大小为冲击断裂时断裂面单位面积所吸收的能量。 为了提高高聚物的韧性，可以采用增强纤维增强塑料，也可以用橡胶增韧塑料，都能使冲击韧性大幅度提高。,5）减摩、耐磨性,大多数塑料对金属、塑料对塑料的摩擦系数值一般在0.20.4范围内，但有一些塑料的摩擦系数很低。例如，聚四氟乙烯对聚四氟乙烯的摩擦系数只有0.04，几乎是所有固体中最低的。 塑料(一部分)除了摩擦系数低以外。更主要的优点是磨损率低。其原因是它们的自润滑性能较好，消音、吸震能力强，同时，对工作条件及磨粒的适应性、就范性和埋嵌性好，所以是很好的轴承材料及其他耐磨件材料。,性能总结： 高分子化合物分为塑料、橡胶、纤维、功能高分子、及粘合剂五大类，其性能相差悬殊。但其总的特性有以下几个方面： 第一，相对于金属和玻璃而言比较轻，因为它们是由碳、氢、氧、氮等较轻的元素组成的有机化合物。 第二，易于加工，且加工温度低。由于具有可塑性，即在加热或加压后变形，在降温或压力消失后维持原形不变。可以通过挤出，注射等方式加工成各自形状的产品。 第三，不会腐烂也不会生锈。 第四，具有高弹性。某些高分子化合物伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50150）范围内保持有弹性。 第五，具有粘弹性。由于大分子间作用力的存在，受外力作用。产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。,第六，具有缓冲减震作用。与金属、玻璃、陶瓷相比，高分子化合物对声音及振动和传播有不同幅度缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。 第七，电绝缘性。高分子化合物一般都是电绝缘材料。 第八，具有温度依赖性。高分子材料一般都受温度影响。低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。 第九，具有老化现象。如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，高分子化合物也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。但与其他材料相比仍更不易腐烂，无法被自然界吸收、分解，从而造成一定程度的环境污染。 第十，某些功能高分子化合物具有一些特别的光、电、磁及反应特性。如离子交换树脂等。,(3) 高分子材料的成形性能,聚合物粘流态的主要特征是： 流动单元是链段 粘度大、流动困难 流动中伴随有高弹形变,聚合物的成形性能有流动性、收缩性和熔体弹性等。 流动性： 收缩性： 熔体弹性 高分子粘流过程中伴随着可逆的高弹形变。高聚物熔体的弹性流变效应主要有法向应力效应(包轴现象)、巴拉斯效应(挤出胀大)及熔体破裂现象。,高聚物熔体的弹性流变效应 (a) 包轴现象 (b)挤出胀大现象 (c) 熔体破裂现象,小分子液体,高分子熔体或溶液,流动速率或剪切速率增大,(4) 高分子材料的其它性能,绝缘性及隔热隔音性 高聚物的耐热性 耐热性试验方法包括维卡耐热试验 和热变形温度测试 高聚物的耐腐蚀性 高聚物的耐老化性能,4.1.3 高分子材料成形加工,1. 塑料成形 2. 橡胶成形,1. 塑料成形,(1)塑料的配制（简介）,合成树脂,粉状配合剂,粒状配合剂,过筛、吸磁,筛选,过滤,粉碎,粒化,塑化,配料,混合,粉状热塑性塑料,粉状热固性塑料,粒状热塑性和 热固性塑料,原料的准备 混合 塑化 粉碎和粒化,高速混合机结构,密炼机结构示意图,（2）塑料成形方法,1) 注射成型 2) 挤出成型 3) 压缩模塑 4) 吹塑成型 5) 压延成型,1)注射成型,将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒，经加热熔化呈流动状态，然后在注射机的柱塞或螺杆快速而又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具中。,成型设备 注射成型设备主要是注射机和注射模具。,成型特点 注射成型是三维复杂塑料制品批量生产的主要方法。 适用塑料和典型制品 几乎所有的热塑性塑料(除氟塑料外)都可以来用注射成型，另外还有针对热固性塑科(如酚醛塑料)的注射成型。,注 塑 机,2)挤出成型 挤出成型是使加热或未经加热的塑料,在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得制品为具有恒定断面形状的连续型材，如管材、板材、薄膜和中空制品。,单螺杆挤出机结构示意图,成型设备 挤出成型设备主要是挤出机和挤出模具。,双螺杆挤出机结构示意图,同向平行双螺杆挤出机组,成型特点 a.生产连续化且可根据需要制造任意长度的制品。 b.比注射成型生产效率高； c.应用范围广； d.可以完成不同工艺过程的综合性加工，如挤出机 与压延机配合生产薄膜、挤出机与复合机配合生 产复合制品，挤出机与造粒机配合可以造粒等； e.生产操作简单、工艺控制较容易。 适用塑料和典型制品 挤出成型适用于所有的热塑性塑料。典型制品有塑料薄膜、塑料板材和管材、塑料门窗异型材、微发泡板材、棒材、片材、电线电统的包覆物等。,管材的挤出工艺示意图 1-螺杆 2-料简 3-多孔板 4-接口套 5-机头体 6-芯棒 7-调节螺钉 8-口模 9-定径套 10-冷却水11-链子 12-塞子 13-牵引装置 14-夹紧装置 15-塑料管材,3）压缩模塑（压塑成形、压缩成型、模压成形）,(a)加料 (b)压制成型 (c)顶出脱模 1-自动加料装置 2-料斗 3-上模板 4-阳模 5-压缩空气上、下吹管 6-阴模 7-下模板 8-顶出杆,成型设备 压机和模具。 成型特点 可模制较大平面的制品和利用多槽 模进行大批量生产. 适用塑料和典型制品 主要用于热固性塑料制 品的生产。 其制品主要用作机械零部件、电器绝缘件和 日用品等，加汽车配电盘、电器开关、餐具等。,3)吹塑成型,吹塑是用压缩空气使进入型腔的塑料型坯膨胀形成中空制品的方法。,注射吹塑成形工艺过程,1-准备 2-注射成形 3-注射模开启4-吹塑成形 5-制品脱模 6-制品,4）吹塑成形,成型设备 吹塑设备除用注射机和挤出机外，主要是吹塑用的模具。 成型特点 适用塑料和典型制品 吹塑成型常用的塑料有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、乙酸纤维和聚缩醛树脂等，其中以聚乙烯使用的最为广泛。典型的吹塑制品有：a.容器类；b.新开发的各种工业零部件和日用制品等。,5)压延成型,压延成形是生产塑料薄膜和片材的主要方法，它是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。,四辊倒L型压延机结构示意图,成型设备 压延制品的生产是多工序作业，其生产流程包括供料阶段和压延阶段，是一个从原料混合、塑化、供料、到压延的完整生产线。 供料阶段包括混合机、开炼机、密炼机和塑化挤出机等组成。 压延阶段由压延机和牵引、轧花、冷却、测厚、张力、卷取和切断等辅助装置组成，其中压延机是压延成形中的关键设备。,型,L型,倒L型,Z型,斜Z型,四辊压延机辊筒的排列方式,成形特点 压延是一种专用于热塑性塑料的一次成型技术，其主要特点是；生产能力大效率高、成型过程容易实现连续化和自动化、塑料在成型过程中发生热降解的危险性小、可制得带有各种花纹与图案的制品和多种类型的薄膜层合制品。 适用塑料及典型制品 各种热塑性塑料原则上均可采用压延技术成型，但目前工业上用量最大的压延塑料品种是聚氯乙烯，其次是聚乙烯、聚丙烯、改性聚苯乙烯、ABS和醋酸纤维素等塑料。用压延技术制造的主要产品是薄膜、片材和人造革。 6）浇注成形（P133-4.1.4.2）,(3)塑料的二次加工,塑料二次加工，即由模塑制件、棒材、管材、片材、挤出型材或其它性状材料，通过适当操作如机加工和装配制成制品。 作用： 其一是作为成型技术的补充。 其二是可提高制品性能和增加制品使用功能。,注：二次成形（如板材热压成型、吹塑）,机械加工： 即采用钻、磨、铣和车削等机械加工方法的二次加工操作。 连接加工： 即采用焊接、胶接、机械连接等方法，使各部件固定在一起的二次加工操作。 修饰加工： 即对塑料制品表层进行修整和装饰，以提高精度和表面质量的二次加工方法。,2.橡胶成形（略）,(1) 塑炼 (2) 混炼 (3) 橡胶成形方法 (4) 硫化,(1)塑炼,作用：塑炼的实质是使橡胶分子链断裂，相对分子量降低，从而降低橡胶的高弹性。 塑炼设备：开炼机、密炼机和螺杆式塑炼机。,开炼机工作示意图,(2)混炼,作用：混炼的基本任务就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀，制造性能符合要求的混炼胶，保证成品具有良好的物理机械性能和良好的工艺性能。 方法和设备：目前混炼加工主要用间歇混炼和连续混炼的两种方法，其中属间歇混炼方法的开炼机混炼和密炼机混炼应用最广泛。,(a)上顶栓下降,(b)混炼开始,(c)配合剂混在橡胶内,(d)下顶栓打开卸料,密炼机混炼工艺过程,(3)橡胶成型方法（简介）,压延成型 挤出成形 注射成型 模压成型,压延成型,成型特点及作用原理：利用两辊筒之间的挤压力，使胶料产生塑性流动，制成具有一定断面形状和尺寸的片材或薄膜材料的工艺，与塑料压延有相似之处 。,橡胶压延成型工艺包括压片、压型、纺织物挂胶和贴合等作业 。常用的压延设备有三辊压延机和四辊压延机。 a.压片 b.压型 c.纺织物挂胶 分为贴胶和擦胶两种。 d. 贴合,挤出成形,橡胶挤出（习惯上叫橡胶压出）是在压出机（挤出机）中对混炼胶加热与塑化，通过螺杆的旋转，使胶料在螺杆和机筒筒壁之间受到强大的挤压作用，不断向前推进，并借助于口型（口模）压出具有一定断面形状的橡胶半成品。 应用：轮胎的胎面、内胎、胶管、胶带、电线电缆外套以及各种异形断面的连续制品。 橡胶挤出成型时为主要设备是橡胶挤出机，其基本结构同塑料挤出机。,注射成型,橡胶注射成型是将胶料通过注射机进行加热，然后在压力作用下从机筒注入密闭的模型中，经热压硫化而成为制品的生产方法。 注射成型的主要设备是橡胶注射机，其基本结构同塑料注射机 。,(a)塑化,(b)注射,(c)加热硫化,(d)制品脱模,橡胶注射成型一般经过预热、塑化、注射、保压、硫化、出模等几个过程。,螺杆式橡胶注射机的工作过程,模压成型,模压成型：将准备好的橡胶半成品置于模具中,在加热加压的条件下，使胶料呈现塑性流动充满型腔，经一定的持续加热时间后完成硫化，再经脱模和修边后得到制品的成型方法。 模压成型过程：包括加料、闭模、硫化、脱模及模具清理等操作步骤。 主要设备：液压机和橡胶压制模具 特点：模压成型的设备成本较低，制品的致密性好，适宜制作各种橡胶制品、橡胶与金属或纺织物的复合制品。,(4)橡胶的硫化,硫化过程作用：,(a)混炼胶,(b)硫化胶,1-拉伸强度 2-定伸应力 3-弹性 4-断裂伸长率 5-硬度 6-永久变形 7-交联度,交联度、力学性能,硫化时间,硫化过程中橡胶力学性能变化,硫化条件,硫化三要素：硫化压力、温度和时间。 a.硫化压力 b.硫化温度 c.硫化时间,硫化方法,a.空温硫化法 b.热硫化法 c.加压硫化法 d.连续硫化法 硫化后的橡胶制品应该是表面平整光滑，无气泡，棱角分明，形状与模型内腔相同，制品尺寸与模型内腔尺寸之间差异应保持在设计时选定的硫化收缩率范围之内。,4.1.3 常用高分子工程材料（简介）,1.塑料 2.橡胶 3.胶粘剂 4.高分子合金,1.塑料,(1)塑料的组成 (2)塑料的分类 (3)热塑性通用塑料 (4)热塑性工程塑料 (5)热固性塑料,(1)塑料的组成,塑料的成分相当复杂，几乎所有的塑料都是以各种各样的树脂为基础，再加入用来改善性能的各种添加剂（也称塑料助剂）所组成的。 1)树脂 塑料的主要组分，在塑料中起粘结各组分的作用，也称为粘料。树脂约占塑料的40%100%，决定了塑料的类型（热塑性或热固性）和基本性能，因此塑料的名称也多用其原料树脂的名称来命名。如聚氯乙烯塑料、酚醛塑料等。,2)添加剂,填料 为了改善性能或降低成本等，在塑料中加入惰性 物质作填料。 增塑剂 在塑料中加入增塑剂的目的是为了更好地改进 塑料的可塑性、流动性和柔软性，改善制件的 脆性与硬度。 稳定剂 稳定剂是一种阻缓材料变质的物质。为了保证 树脂能够顺利地加工、提高加工过程中的耐热 程度而采用稳定剂，通常又称热稳定剂。 抗氧剂 为减慢塑料在热加工及使用过程中的氧化过 程，减缓其变质过程(又称防老剂及氧化防止剂)。 润滑剂 为防止塑料在成型过程中粘在模具或其它设备 上，须加入少量润滑剂。润滑剂还可使塑料制 品表面光亮美观。 固化剂 又称为交联剂、硬化剂。其作用在于通过交联 使树脂由线性结构转变为体型结构。,(2)塑料的分类,1）按塑料受热时的行为分类 热塑性塑料 热固性塑料 2）按塑料的功能和用途分类 通用塑料 工程塑料 特种塑料,热塑性塑料,特点：分子结构为线型或支链型，受热时软化或熔融，冷却时又会变硬，再加热时又会变软，可以反复加工。 优点：加工成形简便，具有较高的力学性能，废品回收后可以再利用。 缺点：耐热性和刚性较差。 常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、氟塑料、聚砜、聚醚醚酮、聚芳酯、聚酚氧、聚苯醚、聚苯砜醚、氯化聚醚、聚乙烯醇缩醛、纤维素塑料等。,热固性塑料,特点：开始受热时软化或熔融，可塑制成型；经过一定时间的加热或加入固化剂后，分子结构由线型变为体型，即固化成形。固化后的塑料不溶不熔。 优点：耐热性好，抗压性好。 缺点：性能较脆，韧性差，常常需加入填料增强。 热固性塑料主要有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯等。,通用塑料,特点：产量大、用途广、价格低。 主要品种：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料(电木)和氨基塑料(电玉)等六大品种。 产量占塑料总产量的75以上，构成塑料工业的主体，是一般工农业生产和日常生活不可缺少的廉价材料。,2）按塑料的功能和用途分类,工程塑料,特点：能在较宽温度范围内和较长使用时间，保持优良性能，并能承受机械应力作为结构材料使用的一类塑料。 通用工程塑料：长期使用温度在100150之间，如五大工程塑料聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、热塑性聚酯等； 特种工程塑料：长期使用温度在150以上，主要有聚苯硫醚、聚酰亚胺类、聚醚类、聚醚酮类、聚芳酯、氟塑料等。 优点：耐热性高、低温性能好、耐腐蚀，自润滑性和尺寸稳定性良好，有较高的强度和刚度。,特种塑料（功能塑料）,指具有特殊性能和特殊用途的塑料。 产量少、价格较高。 导电塑料、导磁塑料、导热塑料、感光性塑料、医用高分子、离子交换树脂等。,(3)热塑性通用塑料（略）,聚乙烯（PE） 聚丙烯（PP） 聚氯乙烯（PVC） 聚苯乙烯（PS） ABS,聚乙烯（PE）,分子结构式 ：,特点：具有优良的电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能和加工流动性能；原料乙烯单体来源丰富、价格低、发展速度非常快，是世界上产量最大的塑料树脂品种。目前的产量约占塑料树脂总产量的13。 主要品种：高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和甚低密度聚乙烯(VLDPE)等。,聚丙烯（PP）,分子结构式为： 结构：线性高结晶聚合物，熔点l65，其相对密度仅为0.890.91，在热塑性塑料中最低。 性能：优良的机械性能，耐弯曲疲劳性能优于其他一般塑料、比PE更坚韧、耐磨、耐热、并有卓越的介电性能和化学惰性。 成型及制品：可以用挤出、注塑、吹塑、模压和真空成型等各种方法加工成型，但以注塑法成型为主。可用于制造各种包装与阻隔性薄膜，各种改性PP可用于汽车保险杠、编织带、吸塑薄片、棉纺粗纱管和低压配电箱等。,聚氯乙烯（PVC）,分子结构式 ： 性能：具有良好的阻燃性和化学稳定性，较高的机械强度，透水率很低。热稳定性差，加工过程中必须加入热稳定剂。 成型及制品：PVC薄膜通常采用吹塑、压延法制造，板材、管材、棒材、线材及异型材以挤出法生产为主；大型板材、层合材料采用模压法成型，工业零件则多用注塑法成型。,聚苯乙烯（PS）,分子结构式为： 性能：熔点较低(约90)，熔限较宽，其熔融充模流动性和加工成型性好。透光率仅次于有机玻璃。 成型与制品：以注塑法为主，主要用于光学玻璃和仪器、灯罩、包装材料、零件；包装、保温及装潢泡沫材料等。,ABS,分子结构式表示为： 结构： ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。丙烯腈使树脂具有耐化学府蚀和一定的表面硬度；丁二烯赋予树脂以良好弹性和冲击强度，而苯乙烯则使树脂具有刚性和流动性。所以，可用改变三种成分配比的方法来控制ABS树脂的性质。,性能： 突出的力学性能和良好的综合性能。尺寸稳定、容易电镀和易于成型以及优良的电绝缘性等优点。 成型及制品： ABS可采用挤出、注射及冷加工的方法进行成型加工。ABS应用范围甚广，可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、冰箱衬里、汽车零部件、电气零件、纺织器材、容器、家具等。也可用作PVC等聚合物的增韧改性剂。,(4) 热塑性工程塑料（略）,聚酰胺（PA） 聚碳酸酯（PC） 聚甲醛（POM） 聚苯醚（PPO） 热塑性聚酯（PETPBT） 氟塑料（PTFE） 聚酰亚胺类（PI）, 聚酰胺（PA）,PA的商品名叫尼龙，尼龙6的分子结构式为： 尼龙66的分子结构式为： 性能：尼龙的最大特点是韧性、耐磨性，自润滑性良好， 成型及制品：尼龙可用多种方法成形，如注射、挤出、模压、吹塑、浇铸、硫化床浸渍涂覆、烧结及冷加工等。尼龙广泛地用于制造各种机械、电气部件，尤其是耐磨、耐腐蚀的零件。,聚碳酸酯（PC）,双酚A型聚碳酸酯分子结构式为： 性能： PC的冲击韧性和延展性突出，在热塑性塑料中是最好的；PC的透光率为7590，接近有机玻璃。 成型及制品：注射、挤出、吹塑、压延，亦可粘合、焊接和冷加工等。PC在电气、机械、光学、医药等工业部门都有广泛应用，。由于透明性好，目前PC已取代聚酯成为用量最大的光盘基体材料。, 聚甲醛（POM）,均聚甲醛分子结构式为： 共聚甲醛分子结构式为：,性能：聚甲醛具有优异的力学性能，是塑料中力学性能最接近金属材料的品种之一。POM具有优良的耐疲劳性和耐磨性，耐疲劳性是热塑性工程塑料中最高的。 成型及制品：注塑、挤出、吹塑、喷涂等。注塑是主要的加工方式。聚甲醛可代替金属和合金在汽车、机床、化工、电气、仪表中应用，用来制造轴承、凸轮、辊子、齿轮、垫圈、法兰、各种仪表外壳、容器等。特别适用于某些不允许用润滑油情况下使用的轴承、齿轮等。, 聚苯醚（PPO）,分子结构式为： 性能：介电性能居工程塑料之首，聚苯醚具有较高的耐热性和机械强度。 成型及制品：聚苯醚主要用注射、挤出、压制方法成形各种制品。聚苯醚最宜用于在潮湿而有载荷情况下需具备优良电绝缘性、力学性能和尺寸稳定性的场合。, 热塑性聚酯（PETPBT）,聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） 性能：PET和PBT为高结晶性树脂，具有较高的机械强度，突出的耐化学试剂性，耐热性和优良的电性能。尤其是玻璃纤维增强的聚酯，其力学强度大大提高，耐热性和使用寿命也有极大的提高。 成型及制品：以注射、挤出、吹塑为主。也可进行涂装、粘结、超声波焊接、攻丝及其他机械加工等多种二次加工。PBT主要用作制造电子电器、汽车、机械设备以及精密仪器的零部件，以取代铜、锌、铝及铸铁等金属材料。,聚四氟乙烯的分子结构式式为： 性能：聚四氟乙烯最突出的特点是耐化学腐蚀性极强，能耐王水及沸腾的氢氟酸，故有“塑料王”之称。 应用：聚四氟乙烯广泛用于化工机械和容器的防腐，特别是作防腐衬里和涂层。还广泛用于耐磨密封、电绝缘等方面。, 氟塑料, 聚酰亚胺（PI）,结构：主链上含有 的高聚物。 聚酰亚胺是目前使用温度最高的高分子材料，除了可作为自润滑、耐磨、密封方面的机电产品的零件外，在特别高温环境，如喷气发动机的零件等方面还没有其他材料可以代替。,(5) 热固性塑料, 酚醛树脂（PF） 环氧树脂 氨基树脂, 酚醛树脂（PF）,苯酚和甲醛的缩聚产物统称为酚醛树脂。 热塑性酚醛树脂单纯受热时不会失去塑性流动性，而必须加入专门的固化剂才能固化。 热固性树脂单用加热即可逐渐交联固化而失去流动性，此为不可逆变化过程，再受热时也不会恢复。 木粉填充的PF塑料，俗称电木或胶木，大量用于制造普通电器开关、仪表外壳和旋钮等电器制品，电绝缘性和成形性好，成本低。, 环氧树脂,由于分子中含有活泼的环氧基团，线性的环氧树脂加入固化剂后形成体型结构，变为热固性树脂。常用的固化剂包括胺类、酸酐类、咪唑类以及催化型固化剂等。 环氧树脂除作塑料外，另外的重要应用是作胶粘剂，环氧树脂型胶粘剂有“万能胶”之称。环氧塑料的强度较高，韧性较好；尺寸稳定性高；耐久性好；具有优良的电绝缘性以及良好的成形工艺性。 环氧胶粘剂是当前使用最广泛的粘结剂之一，由于体系中含有大量的环氧基团和羟基，因此具有优良的粘结能力，对大部分材料如金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、纤维、塑料、皮革等都有很好的粘结作用。, 氨基树脂,脲醛树脂（UF）具有耐燃、耐电弧、易着色、表面硬度高、耐溶剂以及无毒、无臭、无味，本身呈透明状等特点，可制成表面光洁、色彩鲜明的玉状制品。还用于食品用具、纽扣、把手、壳体、装饰品，也可用于电器、仪表等工业配件（被称为“电玉”），但其耐湿性差、易受潮气和水的影响而发生变形和裂纹，而且耐热性较差，长期使用温度在70以下。 三聚氰胺甲醛树脂（MF）不但具有脲醛树脂类似的优点，而且具有更高的耐热性、耐湿性和力学强度。其可在沸水下长期使用。MF塑料制品表面硬度较高、耐污染，能像陶瓷那样方便的除去茶渍等污物，因而广泛的用作餐具、医疗器具以及耐电弧制品。,2.橡胶（略）,(1) 橡胶的分类 (2) 橡胶制品的组成 (3) 通用橡胶 (4) 特种橡胶 (5) 热塑性弹性体,(1) 橡胶的分类,1）天然橡胶： 从自然界含胶植物中提取的一种高弹性物质。 2）合成橡胶： 用人工合成的方法制得的高分子弹性材料。 通用合成橡胶： 凡性能与天然橡胶相同或相近、广泛用于制造轮胎及其它大量橡胶制品的，称为通用合成橡胶，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。 特种合成橡胶： 凡具有耐寒、耐热、耐油、耐臭氧等特殊性能，用于制造特定条件下使用的橡胶制品，如丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶等。,(2) 橡胶制品的组成,1） 生胶和再生胶 ： 生胶包括未加配合剂的天然橡胶和合成橡胶。再生胶是废硫化橡胶经化学、热及机械加工处理后所制得的，具有一定可塑性，可重新硫化的橡胶材料。 2） 橡胶的配合剂 ： 橡胶中常用的配合剂包括硫化剂、硫化促进剂、防老剂、补强剂，以及软化剂、着色剂、溶剂、发泡剂、隔离剂等，品种很多，可根据橡胶制品的特殊要求进行选用 3） 纤维和金属材料： 橡胶的弹性大，强度低，因此很多橡胶制品必须用纤维材料或金属材料作骨架材料，以增大制品的机械强度，减小变形。,(3) 通用橡胶, 天然橡胶（NR） 丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR） 氯丁橡胶（CR）, 天然橡胶（NR）,天然橡胶是综合性能最好的橡胶。具有良好的弹性；具有较高的机械强度，有自补强作用；具有很好的耐屈挠疲劳性能，滞后损失小，多次变形时生热低。此外还具有良好的耐寒性、优良的气密性、防水性、电绝缘性和绝热性能。天然橡胶的缺点是耐油性差，耐臭氧老化性和耐热氧老化性差。 天然橡胶是用途最广泛的一种通用橡胶。大量用于制造各类轮胎，各种工业橡胶制品，如胶管、胶带和工业用橡胶杂品等。此外，天然橡胶还广泛用于日常生活用品，如胶鞋、雨衣等，以及医疗卫生制品。, 丁苯橡胶（SBR）,主要品种有丁苯10、丁苯30、丁苯50，其中数字表示苯乙烯在单体总量中的质量百分比。数值越大，苯乙烯含量越大，橡胶的硬度和耐磨性越高，而弹性、耐寒性越差。例如丁苯10橡胶能耐低温，用于耐寒橡胶制品；丁苯50橡胶多用来生产硬质橡胶工业制品、轻质海绵制品、登山鞋等。 丁苯橡胶的耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性均比天然橡胶好，但弹性、耐寒性、耐撕裂性和粘结性能均较天然橡胶差。丁苯橡胶成本低廉，其性能不足之处可以通过与天然橡胶并用或调整配方得到改善。因此至今仍是用量最大的通用合成橡胶。可以部分或全部代替天然橡胶，用于制造各种轮胎及其它工业橡胶制品，如胶带、胶管、胶鞋等。, 顺丁橡胶（BR）,顺丁橡胶的弹性、耐寒性及耐疲劳性均优于天然橡胶。又由于顺丁橡胶结构规整，有一定的结晶度，所以其橡胶表面有足够的硬度，具有较好的耐磨性，是制造轮胎的优良材料。它主要的缺点是加工性能差、抗撕裂性差。 主要用于制造轮胎，也可制作胶带、弹簧、减震器、耐热胶管、电绝缘制品、鞋底等。, 氯丁橡胶（CR）,氯丁橡胶的力学性能与天然橡胶相似，而耐油性、耐溶剂性、耐老化性能均优于天然橡胶，耐油性仅次于丁腈橡胶而优于其它通用橡胶。氯丁橡胶还具有良好的粘结性、耐水性和气密性，其耐水性是合成橡胶中最好的，气密性比天然橡胶大56倍。氯丁橡胶具有优异的耐燃性是通用橡胶中耐燃性最好的。 氯丁橡胶主要用于耐热运输带、耐油、耐化学腐蚀胶管和容器衬里、胶辊、密封胶条以及电线、电缆的包皮等。,(4) 特种橡胶, 丁腈橡胶（NBR） 硅橡胶 氟橡胶, 丁腈橡胶（NBR）,丁腈橡胶的耐热性、耐老化性、耐磨性、耐腐蚀及气密性均优于天然橡胶。但是丁腈橡胶的耐臭氧性能，电绝缘性能和耐寒性比较差。 丁腈橡胶主要用于各种耐油橡胶制品。其中丙烯腈含量高的丁腈橡胶适用于直接与油类接触的橡胶制品，如密封垫圈、输油管、化工容器衬里等。丙烯腈含量低的适用于低温耐油制品及耐油减震制品。, 硅橡胶,硅橡胶具有优异的耐气候性、耐臭氧性以及独特的耐高温与耐低温性能，有相当宽的使用温度范围，一般为-100300，并且无味、无毒。分子结构规整对称赋予其优良的电绝缘性。其缺点是强度和耐磨性较差，耐酸碱性，加工性能较差，拉伸强度低，必须补强。 硅橡胶主要用于制造耐高温、低温橡胶制品，如各种垫圈、密封件、高温电线、电缆绝缘层、食品工业耐高温制品及人造心脏、人造血管等人造器官和医疗卫生材料。, 氟橡胶,氟橡胶具有很高的耐热性和耐腐蚀性。其耐热性可与硅橡胶媲美，对日光、臭氧及气候的作用十分稳定；在各种有机溶剂及腐蚀性介质（包括酸、碱、强氧化剂等）中的耐腐蚀能力居各类橡胶之首。其主要缺点是弹性和加工性能较差。 现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术部门及其它工业部门不可缺少的材料，用作各种耐高温、耐特种介质腐蚀的制品。,(5) 热塑性弹性体,热塑性弹性体是指在高温下能塑化成形而在室温下能显示橡胶弹性的一类材料。其既具有类似于硫化橡胶的物理力学性能，又有类似于热塑性塑料的加工特性，而且加工过程中产生的边角料及废料均可重复加工使用。 目前已工业化生产的有聚烯烃类、苯乙烯嵌段共聚物类、聚氨酯类和聚酯类等。,3.胶粘剂,胶粘剂是一种能把各种材料紧密地结合在一起的物质。借助胶粘剂将各种物件连接起来的技术称为“胶接”技术。,金属与非金属胶接用胶粘剂,合成胶粘剂分类：,(1) 热塑性胶粘剂 主要包括聚醋酸乙烯酯和聚酰胺胶粘剂。 (2) 热固性胶粘剂 主要品种有环氧树脂胶粘剂和酚醛树脂胶粘剂。 (3) 橡胶型胶粘剂 以氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、天然橡胶等为基本组分配制成胶粘剂称为橡胶类胶粘剂。 (4) 复合型胶粘剂 复合型胶粘剂是由两种或两种以上高聚物彼此掺混或相互改性而制得的。主要有酚醛聚乙烯醇缩醛、酚醛丁腈橡胶、酚醛氯丁橡胶、环氧丁腈橡胶、环氧酚醛、环氧聚酰胺、环氧聚氨酯等复合型胶粘剂。,4.高分子改性和高分子合金,共混改性指两种或两种以上高聚物经混合制成宏观均匀 材料的过程，高聚物共混物通常又称为高聚物 合金或高分子合金。 填充改性指在高聚物基体中添加于基体组成与结构上不 同的固体添加物。 化学改性包括无规共聚、交替共聚、接枝共聚及嵌段共 聚，其中以接枝共聚和嵌段共聚尤为重要。 表面改性主要在于改变高聚物表面的化学结构或物理特 性，使低表面能或化学惰性的塑料表面引入某 些极性单元，从而使其具有合适的表面特性， 满足表面需要。,4.2 陶瓷材料的成形,6.2.1陶瓷材料成形基础,6.2.2陶瓷材料的成形,6.2.3新型陶瓷材料,6.2.4陶瓷材料产品制造,6.2.5陶瓷材料的发展趋势,6.2.1 陶瓷材料成形基础,1.陶瓷材料概述 2.陶瓷材料的结构（略） 3.陶瓷材料的性能,1.陶瓷材料概述,陶瓷材料是以离子键及共价键为主要结合力、以无机非金属矿物或化合物为原料而制造的无机非金属材料,按原料和组成不同陶瓷材料分为传统陶瓷和新型陶瓷（工程陶瓷、精细陶瓷、特种陶瓷等）。,陶瓷材料特点是：熔点高，耐热性好；硬度高，具有良好耐磨性和抗压能力；化学稳定性好，不老化，具有良好的耐蚀性。但陶瓷的脆性大，受力时很难产生塑性变形，裂纹敏感性强，抗温度急变能力低等，这也是影响其广泛应用的关键。,2.陶瓷材料的结构（略）,陶瓷材料的结合键分为离子键、共价键、金属键和氢键四类，还有分子间的作用力范德华力。固体无机化合物大多数属离子键化合物，陶瓷材料中刚玉型结构是典型的离子化合物。典型的共价化合物是氧化锌和金刚石。 陶瓷的显微组织是由晶相、玻璃相和气相组成。,（1）晶 体 相,陶瓷中晶体相主要有硅酸盐、氧化物、非氧化物。 硅酸盐结构的共同点以硅为中心，周围排布四个氧离子，构成SiO4四面体。如图6.2.1。 氧化物结构的共同特点：较大的氧离子组成密排形式的骨架，较小的金属离子填充间隙之中，形成坚固的离子键。陶瓷最重要的氧化物晶体相有AO(如MgO结构图)、AO2(如UO2结构图)、A2O3(刚玉结构图)、ABO3和AB2O4等（A、B表示阳离子） 非氧化物是指不含氧的金属碳化物、氮化物、硅化物及硼化物等，它们是新型陶瓷,特别是金属陶瓷的主要晶相和晶体相。主要由高键能的共价键结合，但也有离子键和金属键。,（2）玻 璃 相,玻璃由熔体固化而成。在陶瓷中的主要作用：填充晶体相之间的空隙，并将分散的晶相粘结起来，提高材料的致密度；降低烧结温度，促进烧结；阻止晶体转变，抑制晶体长大；获得一定程度的玻璃特性，如透光性等。但其熔点低对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性能等不利，不能成为陶瓷的主导组成相。 陶瓷中的玻璃相以低熔点成分的熔融液相为主要成分，其主要化学成分有Al2O3、SiO2和B2O3等。 物质的玻璃结构与晶体结构相似，是由离子多面体构成的空间网络，只是其排列缺少对称性及重复性，是无规则排列而已 。如图6.2.5所示。,a) 晶体结构,b) 玻璃结构,图6.2.5 物质的玻璃结构与晶体结构,（3） 气 相,气相是残存在陶瓷组织内部的孔隙。除多孔陶瓷外，气孔的存在对陶瓷的性能不利，它常常是裂纹产生的根源，降低陶瓷的强度 。,3.陶瓷材料的性能,陶瓷材料的性能有力学性能、热性能、电性能和化学稳定性等。力学性能包括有塑性、刚度、硬度、机械强度、韧性或脆性。热性能包括有熔点、热容、导热性、热膨胀性能及热稳定性, 力 学 性 能,塑性变形是在切应力作用下，由位错运动引起的密排原子面间的滑移变形。 刚度由弹性模量衡量，陶瓷均有很高的弹性模量。陶瓷是各类材料中最硬的,这是它的最大特点。各种陶瓷的硬度多为10005000HV，淬火钢仅为500800HV，高聚物最硬不超过20HV，见表1。 陶瓷材料的抗压强度远大于抗拉强度，抗压强度约为抗拉强度的10倍。抗折强度约为抗拉强度的12倍。几种典型陶瓷的弹性模量和强度如表2所示。 陶瓷是典型的脆性材料，在室温下受载时，几乎不发生塑性变形就在较低应力下断裂，因此陶瓷的韧性极低或脆性极高。表3是几种陶瓷和金属的断裂韧值。,表1 常见材料的弹性模量和硬度,表2 几种典型陶瓷的弹性模量和强度,表3 几种陶瓷和金属的断裂韧值, 热 性 能,熔点 陶瓷材料的熔融软化是一个渐变的过程，其熔点是一个范围且都比较高。 热容是材料温度升高时所需的热量。绝大多数陶瓷低温下热容小，高温下热容大，即陶瓷的热容随温度的升高而增大。一定温度后热容与温度无关。 陶瓷的导热性比金属均小，是热的不良导体，多为较好的绝热材料。 陶瓷的热膨胀系数比高聚物、金属的都小得多。 热稳定性是指陶瓷抵抗温度急剧变化而不破坏的能力。陶瓷的热稳定性很低，比金属低得多。, 电 学 性 能,陶瓷的电学性能范围很广，由于缺少电子导电机制，大多数陶瓷是电的不良导体。而不少陶瓷既是离子导体，又有一定的电子导电性。因此，陶瓷是良好的绝缘体，又是半导体、导体和超导体。例如，许多氧化物（ZnO、NiO、Fe2O3等）是重要的半导体材料。, 化学稳定性,陶瓷的结构非常稳定。在以离子晶体为主要结构的陶瓷中，