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1、四大材料各自的特征 及不同功能的内在机理,一、金属材料的特点,硬度、强度较高。 加工性能好：切削加工性能好，可锻性 ，可铸性 ，可焊性 。 导电性好。 热膨胀系数大。 密度大。 易发生锈蚀，防护要求高。,内在机理：,导电原因：金属原子最外层电子处于自由运动状态，导电性是由于电子的定向移动造成，温度升高使其运动杂乱无章，导电性降低。 物理性质的内在原因：实际金属材料的内部结构一般为多晶体，每个晶粒内原子按一定方式（体心立方、面心立方、密排六方等）有序排布。,二、无机非金属材料,新型无机非金属材料,新型无机非金属材料,传统无机非金属材料 特点,1 性质稳定 2 抗腐蚀耐高温 3 质脆 4 经不起热
2、冲击,新型无机非金属材料的特征,（1）耐高温、强度高,（2）具有电学性质,（3）具有光学性质,（4）具有生物功能,无机非金属材料的内在机理：,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。,三。高分子材料的特点,1.密度小，质轻。 2.加工温度低，能耗小。 3.分子结构可以设计，性能可控。 4.易改性，容易实现功能化。 5.缺点：使用温度低，易燃烧；强度和模量较低。
3、,有机硅橡胶,高分子,高吸水性树脂,高分子材料性能的内在机理：,1. 分子量很大，具有多层次结构，十分复杂。高分子的分子链结构，聚集态结构以及取向和织态结构对材料的性能都有很大影响。这也是高分子材料性能可控的根本原因。 2. 由于聚合物分子的分子量很大，分子运动具有时间和温度依赖性，因此具有与小分子物质不同的性质，如特殊的粘弹性和流变性质。,四。复合材料,纤维增强被认为是最有效的增强方式，常用的纤维有：碳纤维，芳香族聚酰胺纤维（Kevlar），碳化硅纤维等。,碳纤维复合材料,美国B-2隐形轰炸机表面为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料,（）轻质高强，比强度和比刚度高 、增强剂或者基体是比重小的物
4、质，或两者的比重都不高，且都不是完全致密的； 、增强剂多是强度很高的纤维。 比强度（指强度与密度的比值）和比弹性模量是各类材料中最高的。,复合材料的性能特点：,(2)可设计性好 复合材料可以根据不同的用途要求，灵活 地进行产品设计，具有很好的可设计性。 对于结构件来说，可以根据受力情况合理布置增强材料，达到节约材料、减轻质量的目的。,对于有耐腐蚀性能要求的产品，设计时可以选用耐腐蚀性能好的基体树脂和增强材料； 对于其他一些性能要求，如介电性能、耐热性能等，都可以方便地通过选择合适的原材料来满足要求。复合材料良好的可设计性还可以最大限度地克服其弹性模量、层间剪切强度低等缺点。,(3)电性能好 复
5、合材料具有优良的电性能，通过选择不同的 树脂基体、增强材料和辅助材料，可以将其制成绝 缘材料或导电材料。例如，玻璃纤维增强的树脂基 复合材料具有优良的电绝缘性能，并且在高频下仍 能保持良好的介电性能，因此可作为高性能电机、 电器的绝缘材料,(4)耐腐蚀性能好 聚合物基复合材料具有优异的耐酸性能、耐海水性能、也能耐碱、盐和有机溶剂。因此它是一种优良的耐腐蚀材料，用其制造的化工管道、贮罐、塔器等具有较长的使用寿命、极低的维修费用。,(5)热性能良好 玻璃纤维增强的聚合物基复合材料具有较低的导热系数，是一种优良的绝热材料。 选择适当的基体材料和增强材料可以制成耐烧蚀材料和热防护材料，能有效地保护火箭、导弹和宇宙飞行器在2000以上承受用温、高速气流的冲刷作用。如碳/碳复合材料。,为什么复合材料具有优越的性能？ 材料性能主要取决于增强材料的性能、含量及分布状况，基体材料的性能、含量，以及它们之间的界面结合情况，作为产品还与成型工艺和结构设计有关。 复合材料不仅保留了原组成材料的特点，而且通过各组分的相互补充和关联可以获得原组分所没有的新的优越性能；,
