非金属材料及其在汽车上应用课件

1、非金属材料及其在汽车上应用第1页，共14页。了解非金属材料的种类；掌握各种非金属材料的基本性能、组成及分类；熟悉各种非金属材料在汽车上应用；了解各种汽车用非金属材料；掌握非金属材料的基础知识，学会恰当选材。教学目的和要求第2页，共14页。橡胶的性能、组成、分类及在汽车上的应用；塑料的性能、组成、分类及在汽车上的应用；汽车用玻璃的性能要求、种类及特点；陶瓷的性能、组成、分类及在汽车上的应用；汽车摩擦材料的性能、组成、分类及在汽车上的应用；黏结剂的性能、组成、分类及在汽车上的应用；复合材料的性能、组成、分类及在汽车上的应用；汽车用涂装的性能、组成、分类及应用；汽车用其他非金属材料。教学内容摘要第3

2、页，共14页。 金属材料在不同的使用场合下，所要求的力学性能、物理和化学性能以及工艺性能各不相同。虽然都是金属材料，不同成分和不同状态下的性能差异也非常大。造成金属材料性能差异的主要原因是由于金属材料内部结构的不同。 1 复 合 材 料第4页，共14页。1.2 橡胶 橡胶是一种具有极高弹性的高分子材料，其弹性变形量可达1001000，而且回弹性好，回弹速度快。同时，橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和不透气、不透水性。它是常用的弹性材料、密封材料、减震防震材料和传动材料。 一、橡胶的分类和橡胶制品的组成 1.橡胶的分类 按照原料的来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。 合成橡胶主要有七大品

3、种：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶。习惯上按用途将合成橡胶分成两类：通用橡胶和特种橡胶。第5页，共14页。 2.橡胶制品的组成 人工合成用以制胶的高分子聚合物称为生胶。 生胶要先进行塑练，使其处于塑性状态，再加入各种配料，经过混练成型、硫化处理，才能成为可以使用的橡胶制品。配料主要包括： (1)硫化剂 变塑性生胶为弹性胶的处理即为硫化处理，能起硫化作用的物质称硫化剂。常用的硫化剂有硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。 (2)硫化促进剂 胺类、胍类、秋兰姆类、噻唑类及硫脲类物质，可以起降低硫化温度、加速硫化过程的作用，称为硫化促进剂。 (3)补强填充剂 为了提

4、高橡胶的机械性能，改善其加工工艺性能，降低成本，常加入填充剂，如碳黑、陶土、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。 第6页，共14页。 1.3 粘结剂 粘结剂 工程上将同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术称为胶结,胶结所用的材料称为粘结剂。 1.粘结剂的组成 粘结剂是由基料（环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、氯丁树脂、和丁腈橡胶等）、固化剂、增塑剂、增韧剂、填料、稀释剂、稳定剂等及其他敷料配制而成。 2.粘结剂的选用 由于同一种粘结剂对不同材料的粘接力各不相同，因此，对不同的胶接对象所选用的粘结剂也就不可能完全一样。选择粘结剂时，应根据被粘结材料、受力条件及工作环境等具体情况来合理地选用。 因

5、此，要做到正确选用粘接剂，保证胶接件的质量及使用要求，首先必须充分把握和了解粘结剂的品种、组成，特别是性能参数。 第7页，共14页。 2 陶 瓷 材 料 “陶瓷”是一种通称，现代陶瓷的概念是指各种无机非金属材料的总称。通常分为陶瓷和玻璃两大类。 1.陶瓷的分类 （1）普通陶瓷 主要以天然酸盐矿物质（粘土、长石、石英等）为原料，经原料粉碎、成型、烧制而成。按用途可将陶瓷分为日用陶瓷、建筑陶瓷、缘陶瓷、卫生陶瓷、电器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶瓷。 （2）特种陶瓷 特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类，主要有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质

6、瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。第8页，共14页。 2陶瓷材料的性能 （1）力学性能 陶瓷最突出的性能特点是高硬度、高耐磨性，这些性能都大大高于金属材料。其冲击韧性低，抗拉强度低，但抗压强度较高，弹性模量高，是金属的几倍。 （2）物理性能 陶瓷的熔点很高，一般在2000左右，其高温抗蠕变能力强，1000以上也不会被氧化，故用作耐高温材料。它的导热系数和膨胀系数都小于金属材料，因此常作为常温绝热材料。 （3）电性能 大多数陶瓷都是良好的电绝缘材料，可直接作为传统的绝缘材料使用，在低温下具有很高的电阻率，因而大量用来制造瓷质绝缘器件。尤其是在高温、高电压工作条件下，陶瓷是唯一的绝缘

7、材料。 （4）化学性能 陶瓷在室温和高温都不会氧化，具有极好的抗氧化性和耐腐蚀性（耐酸、碱和盐），无老化现象，是化学稳定性很高的材料。第9页，共14页。 2.1 玻璃 1玻璃的性能 （1）力学性能 玻璃的力学性能随种类不同差异很大，其共性为硬度高（仅次于陶瓷）、抗压强度高、抗拉弯强度低，塑性小、韧性差，脆性大。 （2）化学稳定性 玻璃具有良好的抗氧化性和耐蚀性。 （3）光学性质 玻璃具有良好的透光性和折光性。 （4）绝缘性 固态玻璃具有良好的绝缘性能。 除此之外，玻璃还具有隔音性、隔热性。特种玻璃还有吸热、防辐射、防爆等特殊性能 。第10页，共14页。3 复 合 材 料复合材料是指由两种或两种

8、以上不同性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的多相材料。 1.复合材料的组成和分类 （1）复合材料的组成 复合材料一般由基体材料和增强材料组成，其中基体材料主要起粘结作用，增强材料起提高强度和韧性作用。 （2）复合材料的分类 按基体相类型可分为金属基体和非金属基体两大类。目前大量使用的是以高聚物材料为基体的复合材料。第11页，共14页。 2.复合材料在汽车上的应用 目前汽车上常用的复合材料主要有玻璃纤维增强复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等几种类型。 4.4 摩 擦 材 料 非石棉基摩擦材料的综合性能的要求： （1）足够高且稳定的摩擦系数。 （2）具有良好的导热性、较大的热容量和一定的高温力学强度。 （3）有良好的耐磨性和抗粘着性。 （4）原材料来源充足。制造工艺比较简单、造价较低。 （5）较好的物理、理学性能。 第12页，共14页。 1.摩擦材料的分类 （1）金属基摩擦材料 金属基摩擦材料可分为熔铸金属和传统粉末冶金摩擦材料。 （2）非金属基非