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材料导论课件翻译 1 1 材料概论 材料简介 课程安排 章 简介 2 小时 第 章材质属性 6 小时 章 高分子材料 12 小时 章 复合材料 6 小时 第 陶瓷材料 2 小时 章 金属材料 2 小时 评论 2 小时 总 32hrs 第一章材料概述第一章材料概述 第一章 简介材料 简介 1 1 材料简介 1 2 材料周期 1 3 材料家庭 1 1 材料简介 1 1 1 定义材料 1 1 2 材料科学与工程 1 1 3 材料的发展 1 1 1 材料定义 材料已使他们有用的机器 机器 结构 建筑物 宇宙 宇宙 的物质 设备 设备 产品 产品 系统 系统 例如 PDF 1 4 21 简史材料 PDF 1 22 36 1 1 2 材料科学与工程 材料科学与工程 MSE 已成为一个主要的研究领域 一个关键的涉及到许多其他领域 MSE 的定义由美国科学院研究所的研究 涉及到有关的知识的组成 结构和材料处理其性 能和用途的发现和应用 科学 专注于发现的材料 这反过来又导致理论解释结构如何组成 性质和行为的性质 工程 另一方面 涉及使用的科学 以开发 开发 准备 修改和申请材料 以满足 特定的需求 材料科学与工程是跨学科或跨学科 交叉学科 拥抱 包含 领域 如冶金 冶金学 陶瓷 固态物理 高分子物理与化学 等等 科学家和工程师是专家谁是完全参与调查和材料设计 材料导论课件翻译 2 2 为什么要研究材料科学与工程 要了解材料 要选择材料 设计材料 1 1 3 材料的发展 材料飞机 第一架飞机纯铝 于 1930 的 Al 合金的开始 1970 CC 复合材料 材料成熟度曲线 1 2 材料循环 的制造商 制造业者 开始的原料如原油 天然气 树木 和棉花 以化学化合物 如乙 烷 三氯甲烷 氟化氢 包括氯化乙烯 从这些原料的单体 单分子 的生产和乙烯 甲基丙烯酸甲酯和氯乙烯 如果我们使总的材料循环效率 从而保护环境和自然资源 为子孙后代 我们必须制定正 确的态度和习惯 在我们的公民 养成 1 3 材料家庭 聚合物 1 电气绝缘 2 保温 3 耐化学性 4 极轻的重量 5 透明度 6 韧性 陶瓷 1 高耐热性 耐热 2 耐化学性 耐化学品 3 高熔点和硬度 4 高强度和模量 5 高脆性 脆性 其他材料 生物材料 的是受雇于生物材料植入人体的组件更换受损的身体部位 先进材料 利用高科技应用材料有时被称为先进的材料 纳米材料 材料导论课件翻译 3 3 这些材料的积木 无论是金属 陶瓷或聚合物 纳米大小的颗粒 材料的特性可以设计控制在 1 100 纳米范围和自己组装这些积木的大小 参考 1 詹姆斯 F Shackelford Introduction 的材料科学工程师 新泽西 Prentice Hall 出版社 1992 2 莫之民等 材料科学与工程基础 上海交通大学出版社 1997 3 陈光等 新材料概论 科学出版社 2003 4 张留成 高分子材料导论 化学工业出版社 1993 第二章第二章 要正确选择的材料 我们的最终目标 是要了解这些属性是什么意思 它们是如何测量 以及他们如何在选择过程中 应该比较 性质 化学性质 涉及到的材料的结构及其形成的材料特性 这些属性通常是在化学实验室测量 它们不能用肉眼观察确定 物理性质 物理性质的材料的特性有关的 属于 与各种形式的能量和与其他形式的物质 这些材料 的相互作用 在本质 本质 他们涉及到物理学的科学 他们通常可以在不破坏或改变材料的计量 色彩是一种物理属性 它可确定 只是在寻找一种物质 机械性能 机械性能的材料时所显示的力施加到材料的特性 它们通常涉及到弹性或无弹性 弹性或 非弹性 的材料的行为 它们常常需要测量材料的破坏 2 1 物理化学性质 组成 组成 微观结构 微观结构 晶体结构和立体定向 晶体结构与立体定向性 耐腐蚀性 抗腐蚀性 2 1 1 组成 定义 元素或化学成分的材料 以及这些成分的相对比例 材料导论课件翻译 4 4 在金属 组合物通常是指金属的各种元素的百分比 不同元素的百分比 聚合物的组合物 包括与链的长度 数均分子量 表示的单体 单体 的化学符号 化学 符号 由单体化学符号及链长表示 一个陶瓷的组合物 通常是化学计量比 化学计量 组成 元素和组合的定量关系 的化 合物或化合物 例如 三氧化二铝的陶瓷组合物 将氧化铝 一个复合的组合物 要求表的细节的基体 基体 和增强材料 增强体 每一个的体积分 数 体积分数 2 1 2 显微 定义 该结构揭示了显微镜的放大倍率 显微镜放大 结构包括相 相 目前阶段的形态 形貌 其体积分数 显微组织的研究表明粒径 颗粒尺寸 本阶段 夹杂物 掺杂物 等 的擦亮和蚀刻 蚀刻 程序是用来揭示金属 陶瓷和矩阵 基体 复合材料的微观结构 聚合物的微观结构常常显露出特殊染色 染色 和照明技术 因为聚合物耐化学蚀刻的 化 学腐蚀 2 1 3 晶体结构和立体定向 复杂 复杂的 技术 如 X 射线衍射 X 射线衍射 是必需的 晶体结构只适用于结晶材料 但可以有许多聚合物具有足够的结构被认为是结晶的顺序 立体定向性的属性 是指在聚合物分子中的元素的三维空间排列 2 1 4 耐腐蚀 定义 抵抗能力的材料通过化学或电化学 电化学 反应与它的环境恶化 从本质上讲 腐蚀是通过与它的环境反应的材料的降解 许多聚合物变脆暴露在阳光下 2 2 力学性能 2 2 1 拉伸性能 2 2 2 剪切强度和弯曲强度 2 2 3 韧性 2 2 4 疲劳强度 2 2 5 蠕变 2 2 6 硬度 2 2 1 拉伸性能 拉伸试验的应力 应力 用于申请材料和记录材料的响应这种压力 应力 的定义是分布在身体的横截面面积 A 在身体上的负荷 F 材料导论课件翻译 5 5 抗张强度 极限强度 拉伸强度 极限强度 原来的横截面面积 初始横截面积 的试 棒在拉伸试验的最大负荷 最大负荷 的比例 屈服强度 屈服强度 的应力水平下的材料的塑性变形 塑性形变 塑性变形时 材料被 永久地拉伸 典型高分子材料的应力 应变曲线 偏屈服强度 偏屈服强度 应力下的材料具有指定的偏差 一定偏移 约定为 0 2 的 比例应力和应变 应力与应变之比 2 2 2 剪切强度和弯曲强度 剪切强度 剪切强度 应力断裂所需的形状的横截面的平面内的应变计 标准 的长度平 行于试样骨折 特殊夹具 夹具 更换拉伸试样的剪切测试 可以在一台测试机 弯曲强度 弯曲强度 挠曲强度 外层纤维应力 当材料被加载为简支梁 简支梁 和偏转到一定 值时的应变 2 2 3 韧性 冲击强度 冲击强度的经典定义是骨折一定体积的材料所需的能量 材料断裂时单位体积所吸收的能 量 在金属和聚合物的冲击强度是最常用的测量由摆锤式冲击机 摆锤式冲击仪 陶瓷和脆性 金属如灰铸铁 灰铸铁 可以忽略不计的韧性 无韧性 轴的应力与所受力的关系 2 2 5 蠕变 蠕变用于持续载荷作用下塑性变形的材料的电阻率 定义 与时间相关的应变下的永久应力 恒定值 应力下随时间缓慢塑性形变的过程 蠕变曲线 铁铬镍合金应力断裂曲线 材料导论课件翻译 6 6 2 2 6 硬度 定义 材料抵抗塑性变形 通常由压痕 压痕法 常常等同于材料的硬度与耐磨性耐磨性和耐用性 耐久性 测量硬度大概有 100 种 莫氏硬度 布氏硬度 维氏硬度 洛氏硬度计 邵氏硬度计 洛氏硬度计 邵氏硬度计 聚合物和弹性体 像橡胶塑料 是一种常见的硬度测试邵氏硬度测试 硬度的测量是由一个弹簧加载的 弹簧支撑 针推入材料 硬度与拉伸强度关系 2 3 物理性质 热性能 电气性能 磁学性质 2 3 1 热性能 热容 热膨胀系数 导热率 热容 热容 材料通过获得或失去声子来获得或失去热量 热容 将材料的温度提高 1K 所需的能量 J K 比热容量 比热容 在所需要的热量的单位质量的物质的温度上升 摄氏的 1Celsius 的比率 CP CV 热膨胀系数 热膨胀 原因 吸收热能 相邻原子的间距变大 线胀系数 线性膨胀系数 每度温度升高产生的应变 材料导论课件翻译 7 7 应变 温差 T 与线胀系数的关系 L L0 L T 热膨胀系数 速率的材料伸长 伸长 时加热 率表示为单元的温度上升 在规定的温度范围内的长度每增加一个单位 不同材料线胀系数的大小 10 6 金属材料的线胀系数与熔点有关 金属键 熔点越高 线胀系数越低 聚合物的线胀系数最高 大分子间的作用力主要是范德华力 热应力 T 材料被加热时 其尺寸变化受到限制时产生的应力 热应力 热应力 与线胀系数 弹性模量之间的关系 T L T 应用 温控开关 TDS 金属表面涂有陶瓷 纤维复合材料 导热系数 热导率 热导率 热能在材料内部流动能力的度量 单位面积的热能流与温度梯度 温度梯度 成比例关系 Q A T D 单位 单元 W m 1 K 1 热导率 导热系数 不同材料的热导率 金属材料 取决于声子与自由电子 非金属材料 声子 聚合物材料 导热性差 热绝缘体 无晶格与自由电子 窗玻璃应为 90 毫米厚 面积为 1 平方米 厚度为 90 毫米的玻璃有多重 0 09x1x2500 225 千克 但这样厚的设计尺寸是不合理的 要降低厚度 可以使用有机玻璃 其热导率比陶瓷玻璃小一个数量级 2 3 2 电气 电阻率和电导率 介电性质 介电性质 材料导论课件翻译 8 8 压电性和电 压电性与电致伸缩 2 3 2 1 电器的电阻率和导电性 电阻率与电导率 电阻率 电阻的材料每单位长度和横截面面积 或每单位长度和单位重量 电阻率 微观水平上阻碍电流流动的度量 RA 升 电导率 电阻率的倒数 电流通过材料容易程度的度量 nQ 材料的电阻率受温度 结构影响 以金属为例子 无论是空穴 位错 都会阻碍电子的运动而使电阻率升高 在半导体材料中 温度升高使材料内载流子的数目增加 所以电阻率降低 陶瓷和聚合物经常使用的用作电气绝缘材料 绝缘体 它们的相对绝缘能力是衡量诸如耐电弧 耐电弧性 介电强度 电介质强度 和损耗因数 损耗因子 2 3 2 2 介电性能 介电性质 介电质 凡是不传导电流的物质 电场中的介电质的功能 作为绝缘体 绝缘体 与电容 电容 介电常数电介质存在下的电容 电容 与真空电容 真空电容 之比 C C0 介电常数表征介电质贮存电能能力的大小 真空的介电常数为 1 电介质的介电常数大于 1 是由于材料的极化造成的 温度对介电常数也有影响 一般情况下 介电常数随温度的升高而升高 电容材料需要高介电常数 而绝缘材料需要低介电常数 介电强度 材料可以经受的最大电压梯度 电压梯度 单位厚度的电压 影响因素 键的类型与晶体结构 湿度 湿度 电流形式 直流 交流 另外温度越高 材料越容易被击穿 绝缘强度 材料导论课件翻译 9 9 最高的电势差 电压 给定厚度的绝缘材料 能承受指定的时间而不发生电击穿 通过其 大量 2 3 2 3 压电性和电 压电性与电致伸缩 电致伸缩 材料在电场中因极化而改变尺寸的现象 2 3 3 磁学性质 磁导率 表征在外磁场作用下物质磁化难易的物理量 磁导率不是常数 随磁场强度改变 0 B0 H B0 磁流密度 磁电流密度 H 磁场强度 磁感应强度 我们定义具体材料的磁导率与真空磁导率之比为相对磁导率 根据相对磁导率可以将材料分为三大类 反磁材料 顺磁材料 铁磁材料 第三章第三章 第 3 章高分子材料 3 1 高分子科学基金会 3 2 塑料 3 3 弹性体 3 4 改性塑料和弹性体 3 5 涂料 3 6 胶粘剂 3 7 纤维 3 8 高分子材料的加工和制造 聚合物是什么 来自聚古典希腊字 意思是 多 和聚体 意为 部分 一词聚合物 简单地说 聚合物 的长链分子 大量的相同的 同样的 结构的重复单元所组成的 聚合物的概念是二十世纪化学的一个伟大思想 它在 20 世纪 20 年代中出现长时间的争论 在持续争议中 和接受是密切相关的名称赫尔 曼 施陶丁格在 1953 年获得了诺贝尔奖 聚合物 或大分子 的概念的影响迅速蔓延到许多自然科学和技术领域 一般特性 绝缘静态静电积累 易成型难回收 材料导论课件翻译 10 10 透明度低的机械性能 极轻的重量老化 耐化学品易燃 着色低服务 聚合物产生年代表 生产的聚合物为基础的产品从原材料 3 1 高分子科学基金会 3 1 1 聚合反应 聚合 3 1 2 分子组成和结构 分子的组成与构造 3 1 3 凝结国聚合物 聚合物的凝聚态 3 1 1 聚合反应 聚合 聚合过程 连锁聚合 链增长的聚合 逐步聚合 逐步聚合 链增长的聚合 链增长的聚合涉及几个连续的阶段 链引发 链增长和链终止 链引发 链增长 链终止 链增长聚合划分为几个亚取决于机制 自由基聚合 阴离子聚合 阳离子聚合或配位聚合 自由基聚合 阴离子聚合 阳离子聚合 配位聚合 逐步聚合 步增长聚合反应形成的聚酯和聚酰胺的参与 具有不同分子结构的聚合物 可以使用不同功能的单体 官能度 三官能单体产生分支 并最终交联聚合物 3 1 1 聚合方法 本体聚合 本体聚合 溶液聚合 溶液聚合 悬浮聚合 悬浮聚合 乳化聚合 乳液聚合 3 1 2 分子组成和体系结构 分子的组成与构造 组成 均聚物 均聚物 只有一种类型的重复单元组成 PVC PS PP 的共聚物 共聚物 由两个或两个以上的重复单元 A B 等等 材料导论课件翻译 11 11 几类共聚物是可能的 嵌段共聚物 嵌段共聚物 交替共聚物 交替共聚物 接枝共聚 物 接枝共聚物 和无规共聚物 无规共聚物 架构 分子结构的聚合物分子的形状处理 而不同分子量的聚合物的例子示于图 3 5 和图 3 6 3 1 3 凝结国聚合物 聚合物的聚集态 由于在聚合过程中 链增长混合 缠结 在随机模式 这将导致一种无定形 无定形 结 构 在理论上 实际上 聚合物是半结晶的程度不同 具有无定形结构聚合物仅具有轻微的规律性 有序 性 而其它的聚合物可具有高度的 crystallity 液晶聚合物的发展方向强度增加的高度取向 取向 棒状 分子 液晶聚合物 取向聚合物纤维得到的绘制通过一个模具 模具 从而提高了自己的长处或在拉伸方向取 向的无定形聚合物 取向聚合物纤维 3 2 塑料 介绍 热塑性塑料 热固性 高分子材料工程使用 塑料形成生产量最大的一组 细分到热塑性塑料和热固性树脂 热 固性树脂 的塑料 这是常见的 热塑性塑料 热固性塑料 热塑性塑料可以细分为两类 一般的热塑性塑料和工程热塑性塑料 通用塑料与工程塑 料 为了说明这一点 可以使用的热塑性片材可作为最终产品 或加热到重塑 已成型一次的热固性树脂部分 它可以不再被进一步整形再加热 不同点 热塑性塑料的分子结构的非网络 也就是说 直链或支链的链 对于热固性树脂的情况下 一旦固化 形成交联网络 热塑性塑料 一般热塑性塑料 工程热塑性塑料 热塑性塑料包括四个最重要的商品材料 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚 氯乙烯 连 同一些更专门的工程聚合物 术语 热塑性 表示 这些材料在加热熔化 并可能被处理的各种成型和挤出成型技术 挤 材料导论课件翻译 12 12 出法 一般的热塑性塑料包括 我们每天都会遇到的大部分塑料 如丙烯酸 丙烯酸 和乙烯基 化合物 乙烯基 工程塑料是那些代替传统的工程材料 如钢和木头 有些工程塑料被认为是结构性塑料轴 承配套负载能力 每年在中国销售的 四大 通用热塑性塑料 聚乙烯 PE 聚氯乙烯 PVC 聚苯乙烯 PS 聚丙烯 PP 占所有塑料的 70 左右 PE 产量居第一位 合成方法 高压聚合法 中压法 低压法 乙酸酯 共聚物 PE 可分为低密度聚乙烯 LDPE 高密度聚乙烯 HDPE 中密度乙烯 MDPE 和超高分 子量聚乙烯 UHMWPE 基于聚合方法 挤出和注射成型技术可处理的 PE 被用作薄膜 管材 商品等 由于其高度支化的结构 支化结构 低密度聚乙烯具有高的体积 因此密度低 然而 这 是 50 以上的结晶 其结果 厚 LDPE 模塑制品是不透明的 不透明的 低密度聚乙烯被广泛用于吹塑成型的薄膜 电线和电缆 电缆 涂层 和挠性管 软管 由于支化的情况下 高密度聚乙烯 HDPE 具有更小的体积和更高的密度比 LDPE 由于这 个规律 高密度聚乙烯 HDPE 也是结晶 具有较高的熔点比 LDPE HDPE 被用作挤压钢管 挤出管 和挤出单丝 单丝 包括网 网 坦克和电气应用 实际上是线型低密度聚乙烯 LLDPE 的共聚物分子量高的 烯烃 乙烯与少量的脂肪烃 如 1 丁烯或 1 己烯 优于那些挤压成型的管材 电线和电缆绝缘层 膜的拉伸强度和低温韧性的 LLDPE 在一些 应用中 例如吹塑 吹制 膜 它是用少量的 LDPE LLDPE 的共混物 优选使用 超高分子量聚乙烯 UHMWPE 当聚合物的粘度急剧增大 分子量增加 一些合乎需要的物理性能得到提高到足以证明进 行加工所需的能量增加 后的分子量超过一个适中的值 PVC 聚氯乙烯 产量居第二位 性能 无定形聚合物 难燃 T 170 或受光的作用易分解 应用 薄膜 人造革 管材 门窗 地板等 PVC 是一种商品热塑性塑料 日用塑料 硬质 PVC 硬质 PVC 被广泛应用于建筑 管道和其他应用程序 由于其良好的机械性能 良好的加工性能和良好的阻燃性本身 材料导论课件翻译 13 13 不幸的是 PVC 是容易的 当温度高于 170 时分解 PS 聚苯乙烯 产量居第三位 应用 工业装饰 照明指示 电绝缘材料 玩具 日用品 泡沫塑料 商业聚苯乙烯是一种无定形的脆的聚合物具有高折射率 折射率 1 59 由于其优良的电性能 它被用在许多电气应用 如线圈的形式 线圈管 高频变压器 变 频器 电视柜 电视机外壳 它也被用于家具和一次性餐具 餐具 PP 聚丙烯 产量居第四位 性能 白色蜡状 优异介电性 透明度大于 PE 应用 薄膜 电绝缘体 容器 包装品 汽车零部件 管道 丙纶 商业聚丙烯 它是高度结晶的 具有低的密度 0 90 公克 立方公分 和高熔点 然而 它会降低在户外使用时 除非存在一种抗氧化剂 抗氧剂 PP 的输出是在第四位 PP 可广泛用作薄膜 包装 电绝缘体 容器 管 纤维等 PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 合成方法 自由基聚合 无规立构 PMMA 阴离子聚合 有规立构聚甲基丙烯酸甲酯 聚合方式 四种 氟 种类 PTFE 聚四氟乙烯 PVDF 聚偏氯乙烯 PCTFE 聚三氟氯乙烯 PVF 聚氟乙烯 聚四氟乙烯 PTFE 四氟乙烯的均聚物 力学性能优异 耐化学腐蚀性极强 塑料王 应用 化工机械和容器的防腐 耐磨密封 电绝缘 不粘锅等 聚四氟乙烯 PTFE 特氟龙 聚四氟乙烯是顽固性的 难加工的 但是可以通过冷压细碎成预型体 预成型坯 然后 将其在模具中加热 在温度大于 300 的聚合物成有用的形状形成 材料导论课件翻译 14 14 聚四氟乙烯具有优异的抗高温和腐蚀性 低摩擦系数 摩擦系数 和电性能优良 聚氯 PCTFE PCTFE 是不太好 但它是在它的抗高温和化学品更容易模制 它用于垫片 密封垫 阀座 阀门座 和观察窗口 观察窗 3 2 2 工程塑料 聚酰胺 聚碳酸酯 聚甲醛 聚甲醛 聚酯 尼龙 PA 聚酰胺 分类 PA66 PA6 PA610 PA612 PA12 PA1010 应用 各种机械 电气部件 齿轮 轴承 风扇叶片 绳索等 改性与新型 PA 增强尼龙 芳香尼龙 单体浇铸尼龙等 所有的尼龙是因为亲水性 亲水的 酰胺基团的存在下对水敏感的 显然 这种敏感性的 比率的亚甲基 CH 2 酰胺基团的增加而减小 最近的研究表明 在适度的高的温度下的降解尼龙的酰胺基氧化的结果 的情况一样 与其他结晶的聚合物 热挠曲温度 热变形温度 尼龙 66 增加的热膨胀系 数降低 当聚合物被加强 补强 与添加剂 如纤维玻璃 高岭土 高岭土 和云母 云 母 PC 聚碳酸酯 合成方法 可由双酚 与光气 碳酰氯 缩聚得到 拜耳公司 美国 GE 帝人 性能 微黄色 刚硬而韧 良好的尺寸稳定性 耐溶剂 耐碱性差 分类 双酚 A 型 双酚 A 与芳香族 芳香 PC 应用 机器零部件 工具箱 安全帽 泵叶轮 齿轮等 聚碳酸酯 PC 第二个使用最广泛的工程聚合物 是由光气 氯化钴 和双酚 A 然而 这些聚合物不商业化 直到 20 世纪 50 年代后期 当拜耳公司和通用电气公司 销 售这些工程分别聚合物的商品名称模克隆和 Lexan PC 具有优良的耐冲击性 但连续的影响下可能会发生一些变形 变形 材料导论课件翻译 15 15 聚碳酸酯具有良好的透光性 90 韧性 耐适度高的温度下 用于玻璃聚碳酸酯 装配玻璃 汽车应用 大型容器和器皿 烤箱器皿 POM 聚甲醛 合成方法 以甲醛 甲醛 或三聚甲醛 三聚甲醛 为单体 分类 均聚甲醛与共聚甲醛 热稳定性好 应用 轴承 齿轮 法兰 仪表外壳 容器等 POM 塑料具有良好的机械强度和刚性 硬度 低的摩擦系数 摩擦 润滑性 光滑 以及优异的耐疲劳 冲击 磨损 磨损 和溶剂 这些聚合物中 通常的注射成型 在成型过程中 通常是高的收缩率 收缩 必须对其进 行补偿 补偿 在模具的设计 的商业树脂被广泛用于汽车行业的化油器 汽化器 和油箱 在硬件 五金器具 手柄和便携式 手提式 工具组件 在通信 电话和立体声音响组件 在工业应用中作为阀 阀 机械部件 泵叶轮 泵叶轮 聚酯 PET 性能 TM 260 冲击强度高 耐磨 良好的耐蠕变性 硬度大 尺寸稳定性好 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET 是一种结晶性聚合物 用于软饮料瓶的吹塑 PET 是高度无定 形 但 PET 用于工程中的应用是高度结晶 一个瓶子换一件衣服 PET 是今天的主要纤维和重要的工程聚合物 PBT 聚酯 1 4 丁二醇的直接酯交换法 性能 TM 225 耐化学药品及耐油性优良 耐热性高 优异的绝缘材料 应用 电气 电子 汽车 机械仪表 电器开关 集成电路基座等 芳香的可加工性芳香族聚酯增强了在重复单位引进更多的亚甲基 因此 由下列公式所示 聚对苯二甲酸丁二醇酯 PBT 相比 在 PET 中的两个亚甲基四亚 甲基 3 2 3 高级工程塑料 聚苯聚苯撑 聚苯硫醚 PPS 材料导论课件翻译 16 16 聚砜 PSU 聚砜 聚芳砜 PAS 聚芳砜 聚醚砜 PES 聚醚砜 聚酮聚酮 热塑性聚酰亚胺 TPI 聚酰胺酰亚胺 PAI 聚苯撑 一个良好的耐热性 分解温度 400 的顺序 该聚合物是脆的 不溶不熔的 难熔 3 2 4 热固性塑料 酚醛树脂 PF 不饱和聚酯 UP 环氧树脂 EP 氨基树脂 热固性塑料 热固性树脂 热固性材料是由直接形成的网状聚合物的单体 或通过交联的线性预聚物 一旦形成的聚合物不能退回到一个塑料的状态加热 最重要的热固性树脂是酚醛树脂 氨基树脂 UF 和 MF 环氧树脂 不饱和聚酯树脂和交 联聚氨酯 不太重要的是交联的硅树脂 呋喃树脂 呋喃 酚醛树脂 性能 优良的电绝缘性 低吸湿性和较高的使用温度 酚醛树脂 有两种类型的酚醛树脂 酚醛清漆 热塑性酚醛 和甲阶酚醛树脂 可溶性酚醛树脂 类 型的 酚醛清漆树脂几乎不能未经固化剂交联 可以得到直链结构 通过采用低 F P 摩尔比为 甲 醛 苯酚 和控制 pH 酚醛树脂 PF 被广泛地用作粘合剂层压板 层压板 酚醛塑料用于电器开关 齿轮 齿轮 和断路器 电路断路器 不饱和聚酯 UP 材料导论课件翻译 17 17 玻璃纤维增强 玻璃纤维增强 聚酯 FRP 中使用的应用程序需要适度的高和高性能 这些不饱和预聚物 由缩合产生的乙二醇 乙二醇 和马来酸酐 马来酸酐 不饱和聚酯塑料 固化不饱和聚酯预聚物和苯乙烯作为反应性溶剂 可自由基的机制 催化预聚物用于浸渍 充满 玻璃纤维毡 毡席 或混合切碎的玻璃纤维和加热固化 环氧树脂 EP 环氧树脂 分子中含有环氧基团的聚合物 种类 卤代双酚 A EP 有机钛 EP 有机硅 EP 酚醛 EP 胺基 EP 等等 合成方法 例如双酚 与环氧氯丙烷缩聚 由于极性基团的存在 EP 树脂具有优良的粘接剂 弹性体 金属 木材 玻璃 EP 树脂广泛用作涂料和其它涂料 如丙烯酸树脂 酚醛树脂 尿素树脂和煤焦油的组成部 分 它们也可以用来代替聚酯树脂的纤维增强塑料 除了用作防护涂料和胶粘剂 环氧树脂也被用来作为粉末成型 这些树脂可与纤维玻璃增强 或可填充有空心玻璃球 氨基树脂 脲醛树脂 UF 合成方法 脲与甲醛缩聚 性能与应用 成本低 表面硬度高 耐矿物油 可制成玉状塑料制品 三聚氰胺树脂 MF 合成方法 三聚氰胺与甲醛缩聚 由于它们的性质有点相似 脲醛 UF 和三聚氰胺甲醛树脂 MF 通常被归类为氨基树脂 不同的是深色的酚醛树脂 UF 和 MF 是无色的 三聚氰胺树脂是稍微更耐比脲醛树脂的热 量和水分 它们的物理性质类似 UF 和 MF 作为充满纤维素模塑化合物和粘合剂积层板 MF 已经广泛接受餐具 餐具 仿 材料导论课件翻译 18 18 瓷的 3 3 弹性体 弹性体是指橡胶状的弹性行为 包括天然橡胶 合成橡胶及热塑性弹性体的聚合物表现出 的组 美国材料与试验协会 ASTM 定义 elestomers 高分子材料由弱压力和释放的应力约为初 始尺寸和形状相当程度的变形后迅速返回 天然橡胶 NR NR 的问题是 它是太软了 有太多的反应点 双键 导致快速氧化和干腐病 干腐 这也是有些塑料和高应力将无法恢复 硫磺硫化的橡胶 或改变成热固性聚合物 通过双键的分子链在其连接在一起 硫化天然橡胶具有优异的抗弯强度 弯曲强度 拉伸强度和耐磨性 抗磨损性 但它是 攻击的石油润滑油 润滑脂 油脂 和汽油 天然橡胶合成材料相比 具有优越的整体工程能力 合成橡胶 顺丁橡胶 1 3 聚丁二烯橡胶 丁苯橡胶 苯乙烯 丁二烯橡胶丁腈橡胶 丁腈橡胶 丁腈橡胶丁腈橡胶 氯丁橡胶 氯丁氯丁橡胶 丁基橡胶 丁基橡胶 乙丙橡胶 乙丙橡胶 1 3 聚丁二烯橡胶 最佳弹性 以及耐低温 优良的耐磨性 与其它橡胶的相容性好 较低的拉伸和剪切强度 苯乙烯 丁二烯橡胶 SBR 德国人在二战期间 称为弹性丁腈橡胶 该弹性体是现在所谓的苯乙烯 丁二烯橡胶 SBR 低成本 良好的耐磨性 耐热 耐油和老化 低弹性 较低的耐寒性 材料导论课件翻译 19 19 丙烯腈 丁二烯橡胶 NBR 优越的耐油性 非极性溶剂中的优异的耐 更好的耐热性 耐老化 耐磨损 耐腐蚀性比 NR 较低的抗臭氧和冷 丁腈橡胶是用于燃料电池 燃料电池 的衬管 燃料管 燃料软管 油封等耐油弹性体是 必需的应用程序 氯丁橡胶 优越的燃烧性 优良的抗油 溶剂和老化 最好的水阻力 较低的耐寒性 的存储空间的不稳定 丁基橡胶 聚异丁烯 聚异丁烯 中使用了许多年作为一个灵活的塑料和石油添加剂 但因为它的高 的流动性 它不能被用于作为弹性体 托马斯和的火花克服这方面的不足阳离子共聚异丁烯与少量异戊二烯 5 95 这 些共聚单体中进行聚合 在 100 用氯化铝 三氯化铝 在氯甲烷溶液中 最好的气密性 气密性 优秀的耐热性 气候 气候 和臭氧 臭氧 良好的耐化学品和水 降低硫化速度和抗油 固化 与其它橡胶的相容性较低 乙丙橡胶 最好的耐老化性 优越的耐臭氧 耐热性好 低 T 和化学攻击 高弹性 降低硫化速度 抵抗力低下的火焰 石油和天然气亏损 有机硅 在 20 世纪 30 年代的第一个开发的有机硅弹性体是聚二甲基硅氧烷 这种聚合物类型被称 为 SE 76 由 Genreal 电气 物理性能差 材料导论课件翻译 20 20 难以处理 稳定在很宽的温度范围内 60 至 300 不受臭氧和热油 优良的电气性能 广泛用于电线和电缆绝缘 衬垫 垫圈 在航空航天应用 的热塑性 Elastoplastics TPE 热塑性弹性体 在 1965 年被引入苯乙烯和丁二烯的共聚物作为热塑性橡胶 的 elastoplastics 有加热时软化处理能力 冷却后 变成固体 但仍维持其弹性行为 聚氨酯热塑性弹性体 嵌段共聚物 3 4 改性塑料和弹性体 改性热塑性 热塑性塑料的添加剂 改性热固性 改性弹性体 3 4 1 Thermolastics 修改 塑料的改性 混合聚合物和聚合物合金 杂化聚合物与聚合物合金 混合材料的第一个重要的例子是高冲击聚苯乙烯 HIPS 一个成功实现简单的两相的物理混合物 陶氏化学公司 但在 1952 年引入了一个两阶段的 HIPS 其中的接枝共聚物形成在 PS 基体 基体 之间的接口 SBR 或 BR 弹性体颗粒分散 过了一会儿 第一橡胶增韧 增韧 材料 ABS 热塑性塑料 引入商业的另一个主要类型 这些聚合物还具有一个两阶段的形态 形态 由弹性体颗粒分散在苯乙烯 丙烯腈 SAN 共聚物基质 这些趋势导致在 20 世纪 60 年代和 70 年代的出现也给聚合物合金 橡胶增韧材料应用的名 称 在该矩阵是一个类型的聚合物的混合物的混合聚合物材料 其中建立的聚合物合金 ABS PVC ABS PC PMMA PVC 3 4 2 热塑性塑料的添加剂 作为主要商品 日用品 生产 PVC PS 和 PE 均聚物克服的缺陷在他们的工程性质 使用 添加剂 添加剂助剂 材料导论课件翻译 21 21 填料与增强填料及增强剂 增塑剂增塑剂 稳定剂稳定剂 润滑剂润滑剂 抗静电剂抗静电剂 阻燃剂阻燃剂 增塑剂 增塑剂 的开发极大地改变 PVC 的力学性能 矿物填料被发现 以改善风化 风化 增加刚性和稳定剂 以防止热熔融加工过程中分解 PE 光降解对稳定适合户外使用 改性添加剂 现在几乎无一例外地纳入商业热塑性 在聚合物材料中的添加剂的主要类型如下 抗冲改性填料 抗静电剂 抗静电剂 润滑油 发泡剂 的吹塑剂 增塑剂 着色剂 着色剂 的援军 阻燃剂 稳定剂 润滑剂和热稳定剂 协助处理 填料 冲击改性剂 增塑剂 增强材料和修改中使用的材料的机械性能的耦合剂 偶联剂 修改材料的防火性能的阻燃剂 稳定剂 抗氧化剂和抗臭氧剂 从而增加使用的材料的降解性 3 4 3 改性弹性体 在咀嚼状态 加工 橡胶可以混合添加剂 包括最重要的硫化剂 硫化剂 稳定剂和补 强填充剂 稳定剂的物质 从而抑制 阻止 的氧化老化和臭氧攻击 的补强填充剂 其中细碎的碳粉由远及最重要的 有助于改善机械的最终使用性能 如弹 性模量 模量 和硬度 耐磨损和耐撕裂性 硫化剂反应形成交联的不饱和聚异戊二烯链的 NR 分子聚集在一起 并试图化学在整个固体 材料的某些点 3 5 涂料 涂料 一种涂料 是在液相中时 适用于以形成固体膜的表面干燥的固体颜料颗粒的悬浮液 表面涂层的功能可能是保护性或装饰性 装饰 或两者 聚合物粘合剂 基体 被选择为 一个各种特质 包括强度 硬度和耐磨损性超过一个的温度的工作范围 耐候性能和电阻化 学侵蚀和光的光学性质如折射率 折射率 和透明度 涂料的组成 涂料由主要成膜物质 次要成膜物质 辅助成膜物质组成 主要成膜物质是粘结剂 也称漆料或漆基 次要成膜物质是颜料和增韧剂 材料导论课件翻译 22 22 辅助成膜物质是溶剂和助剂 涂料的组成 涂料的作用 2 装饰作用 3 色彩标志 4 特殊用途 导电涂料可移去静电 而电阻大的涂料却可达到加热保温的目的 吸收声音的涂料可使潜艇增加下潜深度 其他如示温涂料 伪装涂料 防辐照涂料等 都在各行业起看特殊作用 5 其它作用 分类 据稀释介质分类 溶剂型 水溶型 水乳型 按用途分类 例如建筑涂料 船舶涂料 汽车涂料 电气绝缘涂料等 按施工方法分类 例如刷用漆 喷漆 烘漆 电泳涂料等 根据成膜物质分类 也是目前最广泛使用的分类方法 聚酯涂料 氨基树脂 丙烯酸树脂 环氧树脂 聚氨酯 酚醛树脂 高分子涂料的成膜机理 3 5 2 干性油和油性涂料 3 5 3 醇酸树脂涂料 性能 附着力强 光泽好 硬度大 保光性好 耐候性好 3 5 4 聚酯树脂涂料 不饱和聚酯 3 5 5 氨基树脂 三聚氰胺甲醛树脂 3 5 6 丙烯酸树脂 丙烯酸树脂性质 材料导论课件翻译 23 23 丙烯酸树脂的交联反应 3 5 7 环氧树脂涂料 分子结构中含有环氧官能团的聚合物称为环氧树脂 双酚 型环氧树脂 环氧树脂的固化 胺固化 3 5 7 聚氨酯 定义 是分子结构中含有相当数量氨酯键的一类树脂 3 6 粘合剂 的粘接剂是一种物质 能够保持材料结合在一起的功能的方式由表面附着 介绍 优点 缺点 捆扎机制 分类 粘合剂的类型 优点 提供更均匀的应力分布和较大的应力承载面积比传统的机械紧固件 加入任何形状的厚或薄的材料 加入相似或不相似的材料的任意组合 异种金属间防止电化学腐蚀 抗疲劳和循环载荷 提供平滑的轮廓 轮廓 隔热和电力 常见更快 更便宜 比传统的紧固 缺点 需要仔细的表面处理 相对较长的时间 有时需要设置粘合剂 上温度限制 热和压力可在装配时需要 材料导论课件翻译 24 24 夹具及固定装置 夹具和固定设备 可能需要进行组装 联结机制 机械联锁 机械互锁 形成的共价化学键 静电 静电作用 扩散 吸收 粘合剂选择的主要考虑因素 被粘材料材质与粘结形式 进行粘结的条件 粘结产物的强度与耐久性 粘合剂及粘结过程的成本 粘合剂的分类 四种类型 热塑性塑料解决方案 包括未硫化橡胶 债券亏损溶剂 分散体 乳液 在水或有机液体损失液相键的热塑性塑料 无溶剂的热塑性塑料 热熔胶 的聚合物组合物 该组合物后发生化学反应形成的交联聚合物 热固性 接头总成 按固化类型和粘结特征 结构 热熔胶 压敏 水基 紫外线和电子束固化电子束固化 3 6 1 结构胶粘剂 债券可以强调服务的环境下 以高比例的最大破坏载荷 材料导论课件翻译 25 25 大部分是热固性 单组份或双组份系统 室温或高温固化 范围广 成本 各种化学家庭具有不同的优势和灵活性 优点 高强度 能够抵抗负载 适合的升高的温度下的电阻 良好的耐溶剂性 良好的抗蠕变性 一些可用的薄膜形式 交联 限制 双组分系统需要仔细 配比和混合按比例混合的 部分剥离强度差剥离强度 有些是难以去除和修复 有些需要加热固化 一些产量固化后的副产品 冷凝 环氧 高强度 良好的耐溶剂性 良好的间隙填充能力填充性 灌注胶 相对较低的成本 最佳性能所需的精确比例 聚氨酯 不同固化时间 出色的灵活性 即使在低温下 成本适中 一个或两个组分 房或升高的温度下固化 未固化和治愈湿气敏感 特别混合和分配所需设备 改性丙烯酸 良好的柔韧性 良好的剥离强度和剪切强度 无需混合 债券脏表面 油性 室温固化 材料导论课件翻译 26 26 成本适中 固化减慢 有毒的 易燃的 有限的开放时间 时间后的一个表面上的粘接剂中的应用 在此期间 保持足够的流动性 粘合剂的第二被粘接表面 需要点胶设备 3 6 2 热熔胶 100 固体热塑性塑料 熔体大幅一种低粘度的液体 这是适用于表面 快速设置 无药可治 特性 100 固体 无溶剂 快速键的形成 良好的间隙填充能力缝隙填充性能 小渗透渗透性由于快速冷却后的粘度增加 3 6 3 压敏粘合剂 简要施加的压力在室温时保持基板 作为有机溶剂基 水基 或热熔的系统的可利用的 主要用于标签胶带和标签 优点 标签和胶带厚度均匀 没有激活所需的热量 水分或溶剂 软或商号硬的胶带和标签 容易申请 3 6 4 水基胶粘剂 的水基粘合剂可以被分类 其中聚合物是完全溶于水 或作为胶乳的聚合物在水性介质中 的稳定分散体 它由作为一个解决方案 优点 成本低 不易燃 无害的溶剂 保质期长的保存期 材料导论课件翻译 27 27 容易申请 良好的耐溶剂性 在高固体含量的 具有低粘度的高分子量的分散体 限制 耐水性差 慢干 冻结倾向 在外力作用下的低强度 耐热性有限 3 7 纤维 在实践中 几乎所有重要的非金属的纤维 即 不包括电线 天然的和合成的聚合材料 这样的天然纤维 如羊毛和棉的长度直径比为 103 或更大的顺序 合成纤维通常为连续长 丝生产的 有机纤维是碳或杂链杂链聚合物 主要的无机纤维玻璃和石棉的石棉聚合硅酸盐硅酸盐 纤维具有两种主要用途在制造纺织品和纤维增强复合材料的生产 纤维 与此相反 合成纤维的连续长丝生产 从熔体中 或由溶液纺丝 紧急纤维的初始形态取决于凝血条件速率冷却熔融纺丝 凝结或蒸发 在纺丝溶液中 在 纤维上的应力 部分取向的聚合物链 然后实现拉制纤维 一些其原始长度的 4 5 倍 高性能聚合物纤维用于生产工程复合材料是碳纤维 CF CF 卡是由一个受控热解聚丙烯腈纤维在高温分解过程 3 8 高分子材料的加工和制造 挤出成型 挤出 注塑 注射 吹塑成型 吹塑 压缩成型 压制 日历 压延 热成型 加热 铸造 浇铸 挤出和注塑成型 是最广泛使用的进程 该挤出机接受原料的热塑性材料以颗粒形式球状 并进行通过挤出机机筒桶的材料被加热 与被加热的桶面接触 也可以由螺旋螺杆的机械作用 并最终通过形模具挤出成型模形成 材料导论课件翻译 28 28 管 板材 棒材 挤出成型挤出成型 挤出成型 挤出吹塑 挤出成型过程 聚合物熔融 注塑成型 注塑成型描述一种方法 其中的聚合物熔体被强制进入模具中 在那里冷却 直到固体 然后模具分成两半 以使要喷射的产品 其后的部分的模具夹紧夹紧在一起一次 再加入 一定量的熔融材料注入循环反复 注射成型 注射成型 注射成型 注射成型 双色注射机 注射成型 反应注塑 压缩成型 压缩成型的方法 其中成型的模制材料 通常预热和预先测量的 被放置在一个开放的模 腔 与盖半模具闭合定模态 热和压力被施加并保持压力 直到填充材料的腔和治疗 这是最广泛使用的热固性材料的过程 由于固化的热固性聚合物是一个随时间变化的反应 循环时间通常远长于在注塑成型 压制成型 砑光 压延是通过通过通过一系列加热辊的材料的热塑性塑料片材或薄膜形成的过程中 最后一对加热辊之间的间隙决定的板厚 弹性体片材在这个过程中往往形成 压延成型 浇注成型 3 9 聚合物的回收 对聚合物垃圾的治理 减少来源 回收利用 焚烧发电 堆肥与填埋 聚合物回收 第四章第四章 材料导论课件翻译 29 29 复合材料 4 1 简介 4 2 混合原理 4 3 聚合物基 4 4 增强纤维 定义 将两个更多的材料是不同的组合物的形式 每个存在显着数量 5 的 两种或多种不同组成 不同存在形式材料的混合物 各以显着的量存在 的复合材料或复合材料是一种由两种或多种材料组成的复杂的固体材料 在宏观尺度上 形成一个有用的材料 复合材料通常由被称为基体和填料或增强材料的某些类型 如纤维 晶须 晶须 颗粒 或纺织品织物的散装物料 复合材料基体 作用 肩负着通过成型过程制成具有特定形状整体材料的责任 填充剂的载体 保护填充剂免受外界环境作用和物理损伤 向增强型填充剂传递载荷 特点 加工温度低 耐湿耐热性差 热导 抗烧蚀性差 种类 热固性树脂 热塑性树脂 金属基体 特点 耐热 导热 导电 不存在老化和变质 尺寸稳定 种类 钛钛合金铜铜合金铝铝合金镁镁合金 无机非金属基体 特点 种类 材料导论课件翻译 30 30 水泥 玻璃 陶瓷 碳 复合材料命名 根据增强材料与基体材料的名称命名 玻璃纤维 增强材料 环氧树脂 基体 复合材料 玻璃纤维 环氧树脂复合材料 玻璃 环氧树脂复合材料 功能型复合材料 光电 隔热 复合材料 复合材料的分类 性能高低 常用 先进 基体材料 增强材料 增强材料几何形状 复合材料按基体分类 金属基复合材料 MMC 聚合物基复合材料 PMC 陶瓷基复合材料 CMC 碳基复合材料 CBMC 确定其基质材料分为三大类 金属 聚合物或无机非金属复合材料通常分为 复合材料按增强体分类 纤维增强复合材料 颗粒增强复合材料 叠层复合材料 根据可分为三种类型 纤维增强复合材料的增强材料的复合材料 颗粒增强的复合材料和 复合材料层合板 复合材料按增强体几何形状分类 第一种类型是粒状 片状和短切纤维作为增强材料为连续相分散相 矩阵 二是连续的纤维编织和蜂窝增强材料和基体是连续相 最后是层的定义阶段没有任何意义 4 2 5 复合材料的强度 聚合物基体作用和特点 一个矩阵的功能 以支持和保护光纤 并提供一种手段 分配负载 更低的密度 刚度 弹性模量 和增强纤维材料强度比 纤维与基体的结合 产生高强度和刚度 同时仍然具有相对低的密度 材料导论课件翻译 31 31 热塑性基体 PEEK 聚醚醚酮 PA 尼龙 PSU 聚砜 聚苯硫醚聚苯硫醚 PAI 聚酰胺酰亚胺 酚醛树脂 PF 酚醛由苯酚和甲醛缩合来制备的 在普通塑料中具有最高的弹性模量 具有良好的电绝缘性质 它可以与任何增强材料配合 可以用纸增强 布增强 玻璃纤维增强 环氧树脂 EP 环氧树脂最大宗的应用是涂料 环氧树脂耐热温度不够高 通常在 160 度以下 不饱和聚酯 UP 不饱和聚酯大部分是热固性的 需要外加固化剂才能固化 4 4 增强体 增强体是复合材料中能提高基体材料力学性能的组元物质 是复合材料的重要组成部分 它可以提高基体的强度 韧性 模量 耐热 耐磨等性能 增强体应具备特性 应具有能明显提高基体某种所需特性的性能 应具有良好的化学稳定性 与基体有良好的润湿性 润湿性 或通过表面处理后能与基体良好的润湿 增强体的分类 纤维类增强体 颗粒类增强体 晶须类增强体 金属丝 片状物增强体 无机非金属纤维 碳纤维 CF 硼纤维 BF 碳化硅纤维 氧化铝纤维 氮化硅纤维 材料导论课件翻译 32 32 玻璃纤维 GF 重要特征 一个小直径 高纵横比长径比 一个非常高的程度的灵活性 碳纤维 碳 石墨 纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维 其最高强度可达 7000MPa 最高 弹性模量达 900GPa 具有低热膨胀 高导热 耐磨 耐高温等优异性能 碳纤维的特点 高强度 高模量 质轻 耐高温 耐化学腐蚀 导电 导热 可编织 缠绕等 性脆 色黑 碳含量在 92 95 之间 模量在 344GPa 以下的为碳纤维 碳含量在 99 以上 模量在 344GPa 以上的为石墨纤维 在 1300 左右分解的称为碳纤维 在 1900 以上分解的称为石墨纤维 碳纤维分类 据原材料分类 潘 CF 沥青碳纤维 黏胶碳纤维 据性能分类 高强度碳纤维 高模量碳纤维 据用途分类 受力结构用 CF 耐焰 CF 活性 CF 导电用 CF 耐磨 CF 聚丙烯腈碳纤维 预氧化纤维中仍存在大量的 N H O 等非 原子 沥青碳纤维 沥青 CF 的制备过程与潘 黏胶碳纤维 A 稳定化处理 B 碳化处理 C 石墨化处理 碳纤维的性能 力学性能 材料导论课件翻译 33 33 碳纤维具有很高的强度和弹性模量 一般用作结构材料的碳纤维 其直径约为 6 11 m 的 物理和化学性能 密度在 1 5 2 0g cm3 很好的导热 导电性能 热膨胀系数小 优异的耐热和耐腐蚀性能 惰性气氛下在 2000 能耐一般的酸 碱腐蚀 具有良好的耐低温性能 硼纤维 硼纤维是一种新型的纤维 美国最早研制 用硼纤维增强铝的复合材料制成的航天飞机主仓框架强度高 刚性好 硼纤维 硼纤维是由钨或碳丝的基板上由化学汽相沉积的 灯丝被加热到约 1260 然后拉过三氯化硼 氢环境 硼纤维的应用 航天工业 航空工业 F 14 F 15 等军用飞机 B 2 洲际战略轰炸机 原子能工业 中子减速剂 碳化硅纤维 碳化硅纤维是以碳和硅为主要成分的一种陶瓷纤维 具有高强度 高模量 高化学稳定性以及良好的高温性能 制备方法有化学气相沉积法 95 140 微米 和先驱体法 10 微米 主要生产国美国 日本 性能与应用 由于它们的与熔融铝相的相容性 高温稳定性 其成本低 碳化硅纤维成为先进的金属基 质复合体的理想的组成部分