21十二月20221航空航天材料工程-2-非金屬材料19十二月20221航空航天材料工程-2-非金屬材料內容提綱非金屬材料分類、結構和特點6.1非金屬材料的改性及其強化6.2非金屬材料在航空航天中的應用6.3內容提綱非金屬材料分類、結構和特點6.1非金屬材料的改性及其6.1非金屬材料分類、結構和特點復合材料金屬材料非金屬材料有機聚合物纖維橡膠塑料無機材料水泥玻璃陶瓷工程材料按組織成分分類在航天航空工程中，非金屬材料一般不單獨使用，主要作為復合材料的基體或增強體材料。6.1非金屬材料分類、結構和特點復合材料金屬材料非金屬材料6.1.1高分子材料：1.概念高分子化合物（Polymer）：是由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。相對分子質量大（103-107）。由于高分子多是由小分子通過聚合反應而制得的，因此也常被稱為聚合物或高聚物，用于聚合的小分子則被稱為“單體”。n(CH2=CH2)→[CH2-CH2]n單體[CH2-CH2]：鏈節n：聚合度M=nm，M為高分子聚合物的相對分子量，m為鏈節的相對分子量6.1.1高分子材料：1.概念高分子化合物（Polymer按高分子鏈分：碳鏈高分子雜鏈高分子元素有機高分子按成品的性能與用途分塑料橡膠纖維其它（涂料、粘合劑）三大合成材料6.1.1高分子材料：2.分類按高分子鏈分：三大合成材料6.1.1高分子材料：2.分類6.1.1高分子材料：2.分類碳鏈高分子分子主鏈全部由碳原子以共價鍵相連接。一般由加成聚合反應制得，如PE、PP、PVC、PMMA等6.1.1高分子材料：2.分類碳鏈高分子分子主鏈全部由碳原滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酯）分子主鏈除含有碳原子外，還含有O、N、S等兩種或兩種以上原子并以共價鍵相連接。一般由縮聚反應和開環聚合制得。雜鏈高分子6.1.1高分子材料：2.分類聚己二酰己二胺（聚酰胺66、尼龍66）數字表示單元鏈節中酸和胺的碳原子數mp型聚酰胺是由二元酸HOOC—（C-H2）m-COOH與二元胺H2N(CH2)pNH2制成的聚己內酰胺（聚酰胺6、錦綸、尼龍6）由單體己內酰胺經開環聚合反應生成線型聚酰胺滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酯）分子主鏈除含有碳原子聚苯硫醚雜鏈高分子6.1.1高分子材料：2.分類聚苯硫醚雜鏈高分子6.1.1高分子材料：2.分類6.1.1高分子材料：2.分類6.1.1高分子材料：2.分類單體聚合物聚合反應聚合反應分類：按元素組成和結構變化：加聚，縮聚按反應單體：均聚、共聚按反應活性中心：自由基聚合和離子（陰、陽離子）聚合按反應類型：線形，開環，環化，轉移，異構化6.1.1高分子材料：3.聚合方式單體聚合物聚合反應聚合反應分類：6.1.1高分子材料：3.高分子鏈的柔順性

：一個典型的線形高分子鏈長度與直徑之比是很大的。例如聚異丁烯大分子所以這就是說，這個大分子長度是直徑的5萬倍。這樣一根細而長的“網絲”，在無外力作用下，不可能是一條直線，而是自然的曲線。這就使得聚異丁烯大分子有著“柔順性”，也使聚異丁烯材料有著它獨特的“高彈性”。6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子鏈的柔順性：一個典型的線形高分子鏈長度與直徑之比高分子的柔順性的實質：高分子的柔順性的實質就是大量C-C單鍵的內旋轉造成的。極端情況：當高分子鏈上每個鍵都能完全自由旋轉（自由聯接鏈），“鏈段”長度就是鍵長——理想的柔性鏈（不存在）。當高分子鏈上所有鍵都不能內旋轉——理想的剛性分子（不存在），“鏈段”長度為鏈長。6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子的柔順性的實質：高分子的柔順性的實質就是大量C-C單鍵6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子結構高分子鏈結構高分子聚集態結構近程結構遠程結構化學組成單體單元鍵合單體高分子鏈的鍵接（交聯與支化）單體單元主體構型（空間排列）高分子的大小（聚合度、分子量）高分子鏈的形態（構象）晶態非晶態取向態液晶態織態6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子結構高分子鏈結6.1.1高分子材料：4.1高分子的大小大分子鏈內原子間以共價鍵相連接，而大分子鏈之間的力為范德華力。相對分子量越大，則大分子間結合力越強，高分子化合物的強度越高。相對分子量超過100萬的聚乙烯的抗拉強度比50萬的高一倍。6.1.1高分子材料：4.1高分子的大小大分子鏈內原子大分子鏈的形態有:-線型

-支化

-網狀6.1.1高分子材料：4.2大分子鏈的形態大分子鏈的形態有:6.1.1高分子材料：4.2大分子鏈的（1）線型大分子鏈一般高分子是線型的。分子長鏈可以卷曲成團，也可以伸展成直線，這取決于分子本身的柔順性及外部條件。線型高分子間無化學鍵結合，所以：-在受力情況下分子間可以互相移動（流動）塑性、彈性-可在適當溶劑中溶解或溶脹可溶性

-可反復軟化、熔化又固化，易于加工成型可熔性例如聚氯乙烯和聚酯等熱塑性樹脂（1）線型大分子鏈一般高分子是線型的。分子長鏈可以卷曲成團（2）支鏈形高分子由于加聚過程中有自由基的鏈轉移發生，形成支鏈，常易產生支化高分子。支鏈的存在使線性高分子的性能鈍化，如熔點升高、黏度增加。

（2）支鏈形高分子由于加聚過程中有自由基的鏈轉移發生，形成支（3）網狀（交聯）大分子大分子鏈之間通過支鏈或化學鍵形成了三維網絡或體型結構。熱固性：一經固化成型不得再次成型耐熱、機械強度高但脆性大、硬度高，彈性和塑性很低，不能塑性加工交聯與支化有本質區別支化（可溶，可熔，有軟化點）交聯（不溶，不熔，可膨脹）（3）網狀（交聯）大分子大分子鏈之間通過支鏈或化學鍵形成了三線型、支化、網狀分子的性能差別：線型分子：可溶，可熔，易于加工，可重復應用，一些合成纖維，“熱塑性”塑料（PVC，PS等屬此類）支化分子：一般也可溶，但結晶度、密度、強度均比線型差網狀分子：不溶，不熔，耐熱，耐溶劑等性能好，但加工只能在形成網狀結構之前，一旦交聯為網狀，便無法再加工，“熱固性”塑料（酚醛、環氧樹脂屬此類）線型、支化、網狀分子的性能差別：線型分子：可溶，可熔，易于6.1.1高分子材料：4.3大分子的聚集態結構高分子聚合物一般為固態或液態，無氣態。固態聚合物分為無定形和結晶型兩種類型。無定形聚合物：遠程無序，近程有序結晶型聚合物：具有晶區與非晶區隨著結晶度的提高，高聚物的密度、強度、硬度、剛度、熔點、耐熱性、化學惰性、及液氣滲透性提高，而彈性、塑性、韌性降低。6.1.1高分子材料：4.3大分子的聚集態結構高分子聚6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態溫度不同高聚物處于不同的力學狀態，表現的性能也不同。線型非晶態高聚物有三種力學狀態：玻璃態、高彈態、和粘流態。體型高聚物交聯密度低時，可有玻璃態和高彈態，沒有粘流態；交聯密度大時，只有玻璃態。完全結晶的高聚物無高彈態，當溫度高于熔點時，直接從玻璃態融化成粘流態。所以使用溫度范圍較寬。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態溫度不同高6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態玻璃態：T<Tg時，高聚物處于玻璃態。高聚物大分子鏈熱運動處于停止狀態。力學性能與無機的低分子材料相似，有一定剛度。是塑料的應用狀態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態玻璃態：6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態高彈態：Tg<T<Tf時，高聚物處于高彈態。分子鏈動能增加，部分連段可進行內旋運動，而整個分子鏈并沒有運動。受外力作用時，原卷曲鏈沿受力方向伸展，產生彈性變形。是橡膠的應用狀態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態高彈態：6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態粘流態：Tf<T<Td時，高聚物處于粘流態。大分子鏈可自由運動，是高聚物變成流動的黏液。是高聚物成型加工的工藝狀態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態粘流態：6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態皮革態：高聚物中有部分結晶區域時，當溫度大于Tg但小于晶體熔點時，非結晶區為高彈態，而結晶區由于分子鏈無法產生內旋運動而仍具有較高剛度和硬度，兩者復合成一種既韌又硬的皮革態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態皮革態：幾個實例：LDPE(LowDensityPE)（自由基聚合）這種聚合方式易發生鏈轉移，則支鏈多，密度小，較柔軟。用于制食品袋、奶瓶等等HDPE（配位聚合，Zigler催化劑）這種聚合方法不同與前，獲得的是幾乎無支鏈的線型PE，所以密度大，硬，規整性好，結晶度高，強度、剛性、熔點均高。可用作工程塑料部件，繩纜等等幾個實例：LDPE(LowDensityPE)（自由基聚密度熔點結晶度用途低密度聚乙烯（LDPE）0.91-0.94105oC60-70%薄膜（軟性）包裝膜、保鮮膜、地膜、棚膜等高密度聚乙烯（HDPE）0.95-0.97135oC95%瓶、管、棒等（硬性）裝食品油、酒類、汽油及化學試劑的桶，玩具，給水、輸氣、灌溉、吸管、筆芯等用的管材

LDPE和HDPE的性能和用途比較密度熔點結晶度用途低密度聚乙烯0.91-0.94105oC適用于家用電器制品，如電視機外殼、冰箱內襯、吸塵器等，

以及儀表、電話、汽車工業用塑料制品。適用于家用電器制品，如電視機外殼、冰箱內襯、吸塵器等，

應用于瀝青改性、粘結劑、鞋底材料、汽車方向盤和保險杠應用于瀝青改性、粘結劑、鞋底材料、汽車方向盤和保險杠6.1.1高分子材料：6.性能特點（1）力學性能比強度高高彈性和低彈性模量低硬度（2）物理性能電絕緣性優良耐熱性差導熱性低、膨脹大6.1.1高分子材料：6.性能特點（1）力學性能6.1.1高分子材料：6.性能特點（3）化學性能在酸、堿、鹽溶液中耐腐蝕性較強在特定的有機溶劑中發生軟化和溶脹等現象。（4）高分子材料的老化在熱、光、輻射、氧和臭氧等作用下，使聚合物內部分子結構發生變化，導致性能隨時間推移逐漸惡化，直至失效。不可逆原因：①分子鏈交聯或支化，使其變硬變脆②大分子鏈斷裂，相對分子量下降，發生降解6.1.1高分子材料：6.性能特點（3）化學性能6.1.1高分子材料：7.工程塑料塑料：是以高分子聚合物為基本原料，加入一定量的添加劑而組成的有機高分子材料。（1）塑料的組成1）樹脂：是塑料的主要組分，決定塑料的類型和基本性能。2）填料（增強或增韌）：是塑料改性的主要部分。主要包括無

機顆粒或纖維。3）固化劑：使熱固性樹脂受熱時產生交聯作用，形成體型結構。4）增塑劑：提高塑性和加工性能。5）阻燃劑：阻止燃燒或造成自熄。6）穩定劑、潤滑劑、著色劑6.1.1高分子材料：7.工程塑料塑料：是以高分子聚合物（2）分類1）按塑料中合成樹脂的分子結構分類熱塑性塑料：樹脂的大分子鏈形狀是線型或支鏈型結構。

-例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、

有機玻璃等。

-優點：易加工成型，力學性能較好

-缺點：耐熱性和剛性差熱固性塑料：樹脂在受熱之初大分子為線型結構，可塑制成一定形狀，但受

熱后，線型大分子鏈間發生交聯反應，分子鏈變為網狀結構，

隨著交聯反應進一步發展，使樹脂既不能溶解也不能熔化。

-例如：酚醛樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂

-優點：耐熱性好、受熱受壓不易變形

-缺點：只能塑制一次，廢料不可回收再利用6.1.1高分子材料：7.工程塑料（2）分類6.1.1高分子材料：7.工程塑料2）按塑料的性能和用途分類通用塑料：產量大（占塑料總產量的75%以上）、用途廣、價格低廉的塑料。

包括6大品種：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑

料、和氨基塑料。工程塑料：強度較高、剛性較大、可以代替鋼鐵和非鐵合金制造機械零件和

工程結構的塑料。包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、有機玻璃和ABS樹脂等。特種塑料：耐高溫或具有特殊用途的塑料。包括氟塑料、有機硅樹脂、環氧樹脂、聚酰亞胺等。6.1.1高分子材料：7.工程塑料2）按塑料的性能和用途分類6.1.1高分子材料：7.工程6.1.1高分子材料：7.工程塑料（3）特性1）塑料的使用性能物理性能：-密度小，1-2g/cm3

-有一定透氣性和透濕性

-透明性、透光率較好-優良的消音、吸振性

-電氣絕緣性化學性能：-良好的耐化學腐蝕性能

-易降解和老化，耐候性、耐老化性、光穩定性較差。力學性能：-強度、剛度比金屬差，但比強度、比剛度較高

-硬度較低，摩擦系數較小，可作為密封、耐磨和自潤滑材料與金屬相比，總體缺點：使用溫度低，導熱導電性差、熱膨脹系數高、易老

化、易燃燒、易變形6.1.1高分子材料：7.工程塑料（3）特性2）塑料的工藝性能熱塑性塑料的工藝性能：收縮性、黏度、流動性、吸水性等。熱固性塑料的工藝性能：收縮性、流動性、比體積和壓縮比、水分和揮發物

含量、固化溫度和速度等。塑料的聚集狀態與加工性：（a）玻璃態：可進行車、銑、鉆、刨等切削加工。（b）高彈態：真空成型、延壓成型、中空成型等加工。（c）黏流態：注射、擠出、吹塑等成型加工。6.1.1高分子材料：7.工程塑料2）塑料的工藝性能6.1.1高分子材料：7.工程塑料6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝1.注射成形注射成型也稱注塑成形，是工程塑料加工的主要成形方法（80%），一般用于熱塑性塑料，占其制品的20%-30%。是用注塑機將融化的塑料快速注入模具型腔，冷卻固化得到各種塑料制品的工藝過程。注射成形過程包括：熔融塑化、注射、保壓、和冷卻定形注射溫度、模具溫度、注射壓力、保壓時間、冷卻速率等工藝參數對產品質量和生產效率有很大影響。優點：可制造形狀復雜的塑件、可鑲嵌金屬、注塑時間短、生產效率高、可達較高精度、且容易自動化。缺點：成本較高，不適合小批量生產。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝1.注射成形2.擠出成形也稱擠塑成形，占熱塑性塑料制品的40%-50%，也可用于某些熱固性塑料和復合材料成形。由擠出機將熱塑性塑料連續擠出，使之形成各種不同截面的塑料型材（管材、棒材、片材、型材等）優點：產品內部組織均勻致密，尺寸穩定，成形過程簡單，生產效率高，成本較低。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝2.擠出成形6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝3.吹塑成形也稱中空成形，僅用于熱塑性塑料成形。現將塑料用擠出或注射成形法制成筒狀坯料，坯料軟時放入打開的模具內，模具閉合后通過向坯料內通入壓縮空氣，將坯料吹脹并緊貼模壁，冷卻后形成中空制品。用來制造中空制品，如箱、瓶等。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝3.吹塑成形6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝4.吸塑成形也稱真空成形，適用于熱塑性塑料成形。先將熱塑性塑料板夾持起來，固定在模具上，加熱使材料軟化，然后用真空泵抽去板材和模具之間的空氣，在大氣壓作用下，板材拉伸變形貼合到模具內腔表面，冷卻定形后成為制品。用來制造包裝盒、餐盒、冰箱內膽等。5.壓延成形是產生塑料薄膜和片材的成形方法。將加熱塑化的原料經過一對或幾對相對旋轉的滾筒，滾筒被加熱且有一定間隙，塑料每通過一次滾筒就被壓薄一次，最后一對滾筒間隙決定制品厚度。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝4.吸塑成形6.模壓成形也稱壓塑成形或壓制成形，主要用于熱固性塑料，如酚醛、環氧、和有機硅等。將液態樹脂原料和各助劑加入模具，然后將模具閉合并加熱，在模具內樹脂與固化劑反應、固化、定形，然后脫模制得塑料制品。壓力、溫度、和加料量是主要的工藝參數。優點：設備簡單，技術成熟，易于生產大型制品。缺點：生產周期長、效率低、難以實現自動化，勞動強度大，難以形成厚壁制品及形狀復雜的制品。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝7.澆注成形又稱鑄塑成形，一般用于熱固性塑料，也可用于橡膠制品生產。是將流動狀態的高分子材料注入特定的模具中，在一定條件下使之反應固化，從而得到與模具型腔一致的制品的工藝流程。6.模壓成形6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝76.1.1高分子材料：9.橡膠橡膠：是指使用溫度范圍內處于高彈態的、具有輕度交聯的線型或支鏈型高分子材料。（1）橡膠的組成以生膠為原料，加入適量配合劑，經過硫化以后得到橡膠。1）生膠：未加配合劑、未經硫化的橡膠，也稱膠料或橡料。它決定橡膠制品的性質。分為天然和合成橡膠。2）添加劑包括硫化劑、促進劑、填料、防老化劑和軟化劑硫化劑使橡膠分子鏈由線型結構變為網狀結構，以提高其抗拉強度、彈性和化學穩定性。一般硫化劑包括：硫磺、含硫化合物、金屬氧化物和有機過氧化物等。6.1.1高分子材料：9.橡膠橡膠：是指使用溫度范圍內處6.1.1高分子材料：9.橡膠6.1.1高分子材料：9.橡膠（2）橡膠的性能特點1）高彈性能：在很大的溫度范圍內（-40~150oC）具有高彈性。2）力學性能：彈性模量低（~1MPa），變形量大（100%~1000%），同時強度也低。3）耐磨性能較差4）易老化5）黏彈性能6.1.1高分子材料：9.橡膠（2）橡膠的性能特點6.1.1高分子材料：9.橡膠6.1.2陶瓷材料：1.概念什么是陶瓷？“陶瓷”一詞還沒有十分嚴格的、為國際所公認的定義。從狹義來說，它是指以粘土為主要原料經高溫燒制得到的制品。通常包括陶器、炻器和瓷器。6.1.2陶瓷材料：1.概念什么是陶瓷？“陶瓷”一詞還沒有鸛魚石斧圖彩陶虹新石器時代仰韶文化（距今約7000年）半坡類型彩陶人面魚紋彩陶盆唐三彩是一種盛行于唐代的陶器，以黃、褐、綠為基本釉色，后來人們習慣地把這類陶器稱為"唐三彩"。

陶器：是指以粘土為胎，經過手捏、輪制、模塑等方法加工成型后，在800~1000℃高溫下焙燒而成的物品，坯體不透明，有微孔，具有吸水性，叩之聲音不清。6.1.2陶瓷材料：1.概念鸛魚石斧圖彩陶虹新石器時代仰韶文化（距今約7000年）半坡類炻(shi)器：介于陶器和瓷器之間的陶瓷制品，如水缸、沙鍋

瓷器：隨著高溫技術的不斷改進，加上釉的發明，到了大約2000多年前的東漢晚期，人們開始利用含鋁量較高的天然瓷土作原料，使陶器步入了瓷器的階段，這是陶瓷技術發展史上十分重要的里程碑。粉彩桃枝題詩燈籠瓶

故宮琺瑯彩瓷器明洪武釉里紅6.1.2陶瓷材料：1.概念炻(shi)器：介于陶器和瓷器之間的陶瓷制品，如水缸、沙鍋

從廣義來說，陶瓷還包括磚瓦、耐火材料、玻璃、琺瑯、各種元素的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、氧化物等無機非金屬材料，也包括水泥和石墨等。6.1.2陶瓷材料：1.概念從廣義來說，陶瓷還包括磚瓦、耐火材料、玻璃、琺瑯、各種6.1.2陶瓷材料：2.分類陶瓷材料按材料成分和用途分為：普通陶瓷（傳統陶瓷）和特種

陶瓷（現代陶瓷）（1）普通陶瓷普通陶瓷的主要原料是粘土、石英和長石。又分為日用陶瓷和普通工業陶瓷兩大類。日用陶瓷主要用作日用器皿和瓷器。普通工業陶瓷按用途分為建筑陶瓷、電工陶瓷和化工陶瓷。6.1.2陶瓷材料：2.分類陶瓷材料按材料成分和用途分為（2）特種陶瓷特種陶瓷主要由人工合成的純度較高的化合物，如氧化物、氮化物、碳化物、和硅化物，為原料制成，具有特殊的力學、物理或化學性能。常用的特種陶瓷有以下幾種：1）氧化物陶瓷航空航天領域最常用的是Al2O3和ZrO2陶瓷，熔點在2000oC以上，燒結溫度1800oC左右。一般用作熱防護材料。缺點：較脆，抗震性差。6.1.2陶瓷材料：2.分類（2）特種陶瓷6.1.2陶瓷材料：2.分類Q氈：二氧化硅纖維制成Cerrachrome氈：氧化鋁纖維和二氧化硅纖維制成

Saffil隔熱氈：一種高純度、多晶陶瓷纖維，最大工作溫度可高達1600oC。由96％的氧化鋁和4％的二氧化硅組成。

X-33熱防護系統的高溫合金蜂窩夾芯結構飛行過程中防熱結構板的外表面最高溫可達982℃～1037℃,而內層結構的溫度最大值僅約為177℃.6.1.2陶瓷材料：2.分類Q氈：二氧化硅纖維制成X-33熱防護系統的高溫合金蜂窩夾芯6.1.2陶瓷材料：2.分類2）氮化物陶瓷常用的有氮化硅（Si3N4）和氮化硼（BN）3）碳化物陶瓷航空航天領域常用的有SiC陶瓷，用來制造發動機的高溫部件。6.1.2陶瓷材料：2.分類2）氮化物陶瓷6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點（1）陶瓷材料的鍵合類型陶瓷材料主要以離子鍵和共價鍵結合，通常不是單一的鍵合類型，而是兩種或兩種以上的混合鍵。一般含金屬元素的陶瓷材料以離子鍵為主，如Al2O3和MgO。一般由非金屬元素形成的陶瓷材料以共價鍵為主，如SiC等。（2）陶瓷材料的組織陶瓷是由金屬或非金屬的化合物構成的多晶固體材料，其結構比金屬晶體復雜得多。陶瓷材料的組織結構由晶體相、玻璃相和氣相3部分組成。6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點（1）陶瓷材料1）晶體相晶體相是陶瓷的主要組成相，其結構、形態、數量及分布決定陶瓷材料物理、化學和力學性能。包括硅酸鹽、氧化物、和非氧化物3種。①硅酸鹽是普通陶瓷的主要原料，也是特種陶瓷組織中的重要晶體相。②氧化物（MgO、CaO等）是大多數陶瓷，特別是某些特種陶瓷的主要晶體相。③非氧化物，包括碳化物、氮化物、硅化物、硼化物等，是特種陶瓷的主要晶體相。6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點1）晶體相6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點2）玻璃相玻璃相是一種非晶體的低熔點固體相，它是陶瓷材料內各種組成物和混入的雜質在高溫燒結時產生物理、化學反應形成的，玻璃相主要存在于晶界處。在陶瓷中常見SiO2的玻璃相。玻璃相對陶瓷材料的正面影響：將分散的晶體相粘結起來，提高致密度；降低燒結溫度；阻止晶體轉變和長大，獲得一定的玻璃特點。負面影響：降低陶瓷強度、電絕緣性和耐熱性。工業陶瓷中玻璃相的體積分數應控制在20%~40%。6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點2）玻璃相1400oC燒結的碳化硅（SiC）中分散的晶體相與玻璃相的高分辨率透射電鏡（HRTEM）照片。插圖為選擇性區域電子衍射環圖譜。1400oC燒結的碳化硅（SiC）中分散的晶體相與玻璃相的高6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點3）氣相氣相指陶瓷內部殘留下來的氣孔。可存在于晶粒內部、晶界上、及玻璃相中。負面影響：氣相會造成應力集中，導致強度下降，脆性增加，熱導率和抗電擊穿性能下降。所以，對于結構材料用陶瓷，應盡量減少殘留氣孔率。如特種陶瓷應在5%以下。正面影響：對于用作隔熱材料的陶瓷，應盡量增多其封閉氣孔量，并使其分布均勻，大小一致。6.1.2陶瓷材料：3.陶瓷材料的結構特點3）氣相航空航天材料工程-2-非金屬材料課件6.1.2陶瓷材料：4.陶瓷材料的性能（1）力學性能1）硬度高，是3大類固體材料（金屬、高分子和陶瓷）中最高的。2）強度：-抗拉強度較低，抗彎強度較高，抗壓強度非常高。

-彈性模量E大，彈性變形困難，剛度大。3）塑性：-常溫下只出現彈性變形，不出現塑性變形，脆性很

大。

-高溫下可出現塑性變形。4）高溫性能：-高溫強度比金屬高得多，抗蠕變能力較強。

-耐急冷急熱性能不好。6.1.2陶瓷材料：4.陶瓷材料的性能（1）力學性能（2）化學性能陶瓷的組織結構非常穩定，即使在高溫下也不易氧化。對酸、堿、鹽都有極好的耐腐蝕性能。（3）物理性能導熱性差線膨脹系數小，陶瓷<金屬<高分子材料電絕緣性好有些陶瓷（如鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛二元系）有壓電效應，可做傳感器。抗熱沖擊性差6.1.2陶瓷材料：4.陶瓷材料的性能（2）化學性能6.1.2陶瓷材料：4.陶瓷材料的性能6.1.2陶瓷材料：5.陶瓷件成型工藝陶瓷的生產工藝流程：配料→成形→燒結（1）配料首先是粉末的制備，以人工合成的化合物為原料，通過機械或化學方法使化合物成為極細（微米甚至納米級）的粉末。粉末的質量對陶瓷件的性能影響很大，高質量：粒度均勻、外形圓整、純度高。粒度的大小決定陶瓷制品的應用范圍，粒度越小，陶瓷性能越好。粉末制備好后還有混料、塑化、造粒等工序。6.1.2陶瓷材料：5.陶瓷件成型工藝陶瓷的生產工藝流程6.1.2陶瓷材料：5.陶瓷件成型工藝（2）成形1）干壓成形：又稱模壓成形，將混合均勻的粉末置于模具中，在壓力機上制成一定形狀的坯料。2）等靜壓成形：分濕式等靜壓和干式等靜壓兩種3）熱壓成形4）注漿成形5）注射成形6）可塑法成形：-擠出成型法-軋膜成形法7）流延成形法6.1.2陶瓷材料：5.陶瓷件成型工藝（2）成形（3）燒結燒結是加熱已形成的坯體，使其中的微粒在加熱中擴散遷移，牢

固的粘結在一起形成致密化的陶瓷制品的工藝過程。常用的燒結方法有：常壓燒結、熱壓燒結、和氣氛燒結。6.1.2陶瓷材料：5.陶瓷件成型工藝（3）燒結6.1.2陶瓷材料：5.陶瓷件成型工藝6.2非金屬材料的改性及其強化高分子材料得改性要求：-耐高、低溫

-增強

-增韌

-功能/結構一體化陶瓷材料的改性要求：增韌主要改性途徑：復合化（詳見第7章）6.2非金屬材料的改性及其強化高分子材料得改性要求：-耐21十二月202265航空航天材料工程-2-非金屬材料19十二月20221航空航天材料工程-2-非金屬材料內容提綱非金屬材料分類、結構和特點6.1非金屬材料的改性及其強化6.2非金屬材料在航空航天中的應用6.3內容提綱非金屬材料分類、結構和特點6.1非金屬材料的改性及其6.1非金屬材料分類、結構和特點復合材料金屬材料非金屬材料有機聚合物纖維橡膠塑料無機材料水泥玻璃陶瓷工程材料按組織成分分類在航天航空工程中，非金屬材料一般不單獨使用，主要作為復合材料的基體或增強體材料。6.1非金屬材料分類、結構和特點復合材料金屬材料非金屬材料6.1.1高分子材料：1.概念高分子化合物（Polymer）：是由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。相對分子質量大（103-107）。由于高分子多是由小分子通過聚合反應而制得的，因此也常被稱為聚合物或高聚物，用于聚合的小分子則被稱為“單體”。n(CH2=CH2)→[CH2-CH2]n單體[CH2-CH2]：鏈節n：聚合度M=nm，M為高分子聚合物的相對分子量，m為鏈節的相對分子量6.1.1高分子材料：1.概念高分子化合物（Polymer按高分子鏈分：碳鏈高分子雜鏈高分子元素有機高分子按成品的性能與用途分塑料橡膠纖維其它（涂料、粘合劑）三大合成材料6.1.1高分子材料：2.分類按高分子鏈分：三大合成材料6.1.1高分子材料：2.分類6.1.1高分子材料：2.分類碳鏈高分子分子主鏈全部由碳原子以共價鍵相連接。一般由加成聚合反應制得，如PE、PP、PVC、PMMA等6.1.1高分子材料：2.分類碳鏈高分子分子主鏈全部由碳原滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酯）分子主鏈除含有碳原子外，還含有O、N、S等兩種或兩種以上原子并以共價鍵相連接。一般由縮聚反應和開環聚合制得。雜鏈高分子6.1.1高分子材料：2.分類聚己二酰己二胺（聚酰胺66、尼龍66）數字表示單元鏈節中酸和胺的碳原子數mp型聚酰胺是由二元酸HOOC—（C-H2）m-COOH與二元胺H2N(CH2)pNH2制成的聚己內酰胺（聚酰胺6、錦綸、尼龍6）由單體己內酰胺經開環聚合反應生成線型聚酰胺滌綸（聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酯）分子主鏈除含有碳原子聚苯硫醚雜鏈高分子6.1.1高分子材料：2.分類聚苯硫醚雜鏈高分子6.1.1高分子材料：2.分類6.1.1高分子材料：2.分類6.1.1高分子材料：2.分類單體聚合物聚合反應聚合反應分類：按元素組成和結構變化：加聚，縮聚按反應單體：均聚、共聚按反應活性中心：自由基聚合和離子（陰、陽離子）聚合按反應類型：線形，開環，環化，轉移，異構化6.1.1高分子材料：3.聚合方式單體聚合物聚合反應聚合反應分類：6.1.1高分子材料：3.高分子鏈的柔順性

：一個典型的線形高分子鏈長度與直徑之比是很大的。例如聚異丁烯大分子所以這就是說，這個大分子長度是直徑的5萬倍。這樣一根細而長的“網絲”，在無外力作用下，不可能是一條直線，而是自然的曲線。這就使得聚異丁烯大分子有著“柔順性”，也使聚異丁烯材料有著它獨特的“高彈性”。6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子鏈的柔順性：一個典型的線形高分子鏈長度與直徑之比高分子的柔順性的實質：高分子的柔順性的實質就是大量C-C單鍵的內旋轉造成的。極端情況：當高分子鏈上每個鍵都能完全自由旋轉（自由聯接鏈），“鏈段”長度就是鍵長——理想的柔性鏈（不存在）。當高分子鏈上所有鍵都不能內旋轉——理想的剛性分子（不存在），“鏈段”長度為鏈長。6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子的柔順性的實質：高分子的柔順性的實質就是大量C-C單鍵6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子結構高分子鏈結構高分子聚集態結構近程結構遠程結構化學組成單體單元鍵合單體高分子鏈的鍵接（交聯與支化）單體單元主體構型（空間排列）高分子的大小（聚合度、分子量）高分子鏈的形態（構象）晶態非晶態取向態液晶態織態6.1.1高分子材料：4.高分子結構高分子結構高分子鏈結6.1.1高分子材料：4.1高分子的大小大分子鏈內原子間以共價鍵相連接，而大分子鏈之間的力為范德華力。相對分子量越大，則大分子間結合力越強，高分子化合物的強度越高。相對分子量超過100萬的聚乙烯的抗拉強度比50萬的高一倍。6.1.1高分子材料：4.1高分子的大小大分子鏈內原子大分子鏈的形態有:-線型

-支化

-網狀6.1.1高分子材料：4.2大分子鏈的形態大分子鏈的形態有:6.1.1高分子材料：4.2大分子鏈的（1）線型大分子鏈一般高分子是線型的。分子長鏈可以卷曲成團，也可以伸展成直線，這取決于分子本身的柔順性及外部條件。線型高分子間無化學鍵結合，所以：-在受力情況下分子間可以互相移動（流動）塑性、彈性-可在適當溶劑中溶解或溶脹可溶性

-可反復軟化、熔化又固化，易于加工成型可熔性例如聚氯乙烯和聚酯等熱塑性樹脂（1）線型大分子鏈一般高分子是線型的。分子長鏈可以卷曲成團（2）支鏈形高分子由于加聚過程中有自由基的鏈轉移發生，形成支鏈，常易產生支化高分子。支鏈的存在使線性高分子的性能鈍化，如熔點升高、黏度增加。

（2）支鏈形高分子由于加聚過程中有自由基的鏈轉移發生，形成支（3）網狀（交聯）大分子大分子鏈之間通過支鏈或化學鍵形成了三維網絡或體型結構。熱固性：一經固化成型不得再次成型耐熱、機械強度高但脆性大、硬度高，彈性和塑性很低，不能塑性加工交聯與支化有本質區別支化（可溶，可熔，有軟化點）交聯（不溶，不熔，可膨脹）（3）網狀（交聯）大分子大分子鏈之間通過支鏈或化學鍵形成了三線型、支化、網狀分子的性能差別：線型分子：可溶，可熔，易于加工，可重復應用，一些合成纖維，“熱塑性”塑料（PVC，PS等屬此類）支化分子：一般也可溶，但結晶度、密度、強度均比線型差網狀分子：不溶，不熔，耐熱，耐溶劑等性能好，但加工只能在形成網狀結構之前，一旦交聯為網狀，便無法再加工，“熱固性”塑料（酚醛、環氧樹脂屬此類）線型、支化、網狀分子的性能差別：線型分子：可溶，可熔，易于6.1.1高分子材料：4.3大分子的聚集態結構高分子聚合物一般為固態或液態，無氣態。固態聚合物分為無定形和結晶型兩種類型。無定形聚合物：遠程無序，近程有序結晶型聚合物：具有晶區與非晶區隨著結晶度的提高，高聚物的密度、強度、硬度、剛度、熔點、耐熱性、化學惰性、及液氣滲透性提高，而彈性、塑性、韌性降低。6.1.1高分子材料：4.3大分子的聚集態結構高分子聚6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態溫度不同高聚物處于不同的力學狀態，表現的性能也不同。線型非晶態高聚物有三種力學狀態：玻璃態、高彈態、和粘流態。體型高聚物交聯密度低時，可有玻璃態和高彈態，沒有粘流態；交聯密度大時，只有玻璃態。完全結晶的高聚物無高彈態，當溫度高于熔點時，直接從玻璃態融化成粘流態。所以使用溫度范圍較寬。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態溫度不同高6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態玻璃態：T<Tg時，高聚物處于玻璃態。高聚物大分子鏈熱運動處于停止狀態。力學性能與無機的低分子材料相似，有一定剛度。是塑料的應用狀態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態玻璃態：6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態高彈態：Tg<T<Tf時，高聚物處于高彈態。分子鏈動能增加，部分連段可進行內旋運動，而整個分子鏈并沒有運動。受外力作用時，原卷曲鏈沿受力方向伸展，產生彈性變形。是橡膠的應用狀態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態高彈態：6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態粘流態：Tf<T<Td時，高聚物處于粘流態。大分子鏈可自由運動，是高聚物變成流動的黏液。是高聚物成型加工的工藝狀態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態粘流態：6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態皮革態：高聚物中有部分結晶區域時，當溫度大于Tg但小于晶體熔點時，非結晶區為高彈態，而結晶區由于分子鏈無法產生內旋運動而仍具有較高剛度和硬度，兩者復合成一種既韌又硬的皮革態。6.1.1高分子材料：5高聚物的物理、力學狀態皮革態：幾個實例：LDPE(LowDensityPE)（自由基聚合）這種聚合方式易發生鏈轉移，則支鏈多，密度小，較柔軟。用于制食品袋、奶瓶等等HDPE（配位聚合，Zigler催化劑）這種聚合方法不同與前，獲得的是幾乎無支鏈的線型PE，所以密度大，硬，規整性好，結晶度高，強度、剛性、熔點均高。可用作工程塑料部件，繩纜等等幾個實例：LDPE(LowDensityPE)（自由基聚密度熔點結晶度用途低密度聚乙烯（LDPE）0.91-0.94105oC60-70%薄膜（軟性）包裝膜、保鮮膜、地膜、棚膜等高密度聚乙烯（HDPE）0.95-0.97135oC95%瓶、管、棒等（硬性）裝食品油、酒類、汽油及化學試劑的桶，玩具，給水、輸氣、灌溉、吸管、筆芯等用的管材

LDPE和HDPE的性能和用途比較密度熔點結晶度用途低密度聚乙烯0.91-0.94105oC適用于家用電器制品，如電視機外殼、冰箱內襯、吸塵器等，

以及儀表、電話、汽車工業用塑料制品。適用于家用電器制品，如電視機外殼、冰箱內襯、吸塵器等，

應用于瀝青改性、粘結劑、鞋底材料、汽車方向盤和保險杠應用于瀝青改性、粘結劑、鞋底材料、汽車方向盤和保險杠6.1.1高分子材料：6.性能特點（1）力學性能比強度高高彈性和低彈性模量低硬度（2）物理性能電絕緣性優良耐熱性差導熱性低、膨脹大6.1.1高分子材料：6.性能特點（1）力學性能6.1.1高分子材料：6.性能特點（3）化學性能在酸、堿、鹽溶液中耐腐蝕性較強在特定的有機溶劑中發生軟化和溶脹等現象。（4）高分子材料的老化在熱、光、輻射、氧和臭氧等作用下，使聚合物內部分子結構發生變化，導致性能隨時間推移逐漸惡化，直至失效。不可逆原因：①分子鏈交聯或支化，使其變硬變脆②大分子鏈斷裂，相對分子量下降，發生降解6.1.1高分子材料：6.性能特點（3）化學性能6.1.1高分子材料：7.工程塑料塑料：是以高分子聚合物為基本原料，加入一定量的添加劑而組成的有機高分子材料。（1）塑料的組成1）樹脂：是塑料的主要組分，決定塑料的類型和基本性能。2）填料（增強或增韌）：是塑料改性的主要部分。主要包括無

機顆粒或纖維。3）固化劑：使熱固性樹脂受熱時產生交聯作用，形成體型結構。4）增塑劑：提高塑性和加工性能。5）阻燃劑：阻止燃燒或造成自熄。6）穩定劑、潤滑劑、著色劑6.1.1高分子材料：7.工程塑料塑料：是以高分子聚合物（2）分類1）按塑料中合成樹脂的分子結構分類熱塑性塑料：樹脂的大分子鏈形狀是線型或支鏈型結構。

-例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、

有機玻璃等。

-優點：易加工成型，力學性能較好

-缺點：耐熱性和剛性差熱固性塑料：樹脂在受熱之初大分子為線型結構，可塑制成一定形狀，但受

熱后，線型大分子鏈間發生交聯反應，分子鏈變為網狀結構，

隨著交聯反應進一步發展，使樹脂既不能溶解也不能熔化。

-例如：酚醛樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂

-優點：耐熱性好、受熱受壓不易變形

-缺點：只能塑制一次，廢料不可回收再利用6.1.1高分子材料：7.工程塑料（2）分類6.1.1高分子材料：7.工程塑料2）按塑料的性能和用途分類通用塑料：產量大（占塑料總產量的75%以上）、用途廣、價格低廉的塑料。

包括6大品種：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑

料、和氨基塑料。工程塑料：強度較高、剛性較大、可以代替鋼鐵和非鐵合金制造機械零件和

工程結構的塑料。包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、有機玻璃和ABS樹脂等。特種塑料：耐高溫或具有特殊用途的塑料。包括氟塑料、有機硅樹脂、環氧樹脂、聚酰亞胺等。6.1.1高分子材料：7.工程塑料2）按塑料的性能和用途分類6.1.1高分子材料：7.工程6.1.1高分子材料：7.工程塑料（3）特性1）塑料的使用性能物理性能：-密度小，1-2g/cm3

-有一定透氣性和透濕性

-透明性、透光率較好-優良的消音、吸振性

-電氣絕緣性化學性能：-良好的耐化學腐蝕性能

-易降解和老化，耐候性、耐老化性、光穩定性較差。力學性能：-強度、剛度比金屬差，但比強度、比剛度較高

-硬度較低，摩擦系數較小，可作為密封、耐磨和自潤滑材料與金屬相比，總體缺點：使用溫度低，導熱導電性差、熱膨脹系數高、易老

化、易燃燒、易變形6.1.1高分子材料：7.工程塑料（3）特性2）塑料的工藝性能熱塑性塑料的工藝性能：收縮性、黏度、流動性、吸水性等。熱固性塑料的工藝性能：收縮性、流動性、比體積和壓縮比、水分和揮發物

含量、固化溫度和速度等。塑料的聚集狀態與加工性：（a）玻璃態：可進行車、銑、鉆、刨等切削加工。（b）高彈態：真空成型、延壓成型、中空成型等加工。（c）黏流態：注射、擠出、吹塑等成型加工。6.1.1高分子材料：7.工程塑料2）塑料的工藝性能6.1.1高分子材料：7.工程塑料6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝1.注射成形注射成型也稱注塑成形，是工程塑料加工的主要成形方法（80%），一般用于熱塑性塑料，占其制品的20%-30%。是用注塑機將融化的塑料快速注入模具型腔，冷卻固化得到各種塑料制品的工藝過程。注射成形過程包括：熔融塑化、注射、保壓、和冷卻定形注射溫度、模具溫度、注射壓力、保壓時間、冷卻速率等工藝參數對產品質量和生產效率有很大影響。優點：可制造形狀復雜的塑件、可鑲嵌金屬、注塑時間短、生產效率高、可達較高精度、且容易自動化。缺點：成本較高，不適合小批量生產。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝1.注射成形2.擠出成形也稱擠塑成形，占熱塑性塑料制品的40%-50%，也可用于某些熱固性塑料和復合材料成形。由擠出機將熱塑性塑料連續擠出，使之形成各種不同截面的塑料型材（管材、棒材、片材、型材等）優點：產品內部組織均勻致密，尺寸穩定，成形過程簡單，生產效率高，成本較低。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝2.擠出成形6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝3.吹塑成形也稱中空成形，僅用于熱塑性塑料成形。現將塑料用擠出或注射成形法制成筒狀坯料，坯料軟時放入打開的模具內，模具閉合后通過向坯料內通入壓縮空氣，將坯料吹脹并緊貼模壁，冷卻后形成中空制品。用來制造中空制品，如箱、瓶等。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝3.吹塑成形6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝4.吸塑成形也稱真空成形，適用于熱塑性塑料成形。先將熱塑性塑料板夾持起來，固定在模具上，加熱使材料軟化，然后用真空泵抽去板材和模具之間的空氣，在大氣壓作用下，板材拉伸變形貼合到模具內腔表面，冷卻定形后成為制品。用來制造包裝盒、餐盒、冰箱內膽等。5.壓延成形是產生塑料薄膜和片材的成形方法。將加熱塑化的原料經過一對或幾對相對旋轉的滾筒，滾筒被加熱且有一定間隙，塑料每通過一次滾筒就被壓薄一次，最后一對滾筒間隙決定制品厚度。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝4.吸塑成形6.模壓成形也稱壓塑成形或壓制成形，主要用于熱固性塑料，如酚醛、環氧、和有機硅等。將液態樹脂原料和各助劑加入模具，然后將模具閉合并加熱，在模具內樹脂與固化劑反應、固化、定形，然后脫模制得塑料制品。壓力、溫度、和加料量是主要的工藝參數。優點：設備簡單，技術成熟，易于生產大型制品。缺點：生產周期長、效率低、難以實現自動化，勞動強度大，難以形成厚壁制品及形狀復雜的制品。6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝7.澆注成形又稱鑄塑成形，一般用于熱固性塑料，也可用于橡膠制品生產。是將流動狀態的高分子材料注入特定的模具中，在一定條件下使之反應固化，從而得到與模具型腔一致的制品的工藝流程。6.模壓成形6.1.1高分子材料：8.常用塑料成形工藝76.1.1高分子材料：9.橡膠橡膠：是指使用溫度范圍內處于高彈態的、具有輕度交聯的線型或支鏈型高分子材料。（1）橡膠的組成以生膠為原料，加入適量配合劑，經過硫化以后得到橡膠。1）生膠：未加配合劑、未經硫化的橡膠，也稱膠料或橡料。它決定橡膠制品的性質。分為天然和合成橡膠。2）添加劑包括硫化劑、促進劑、填料、防老化劑和軟化劑硫化劑使橡膠分子鏈由線型結構變為網狀結構，以提高其抗拉強度、彈性和化學穩定性。一般硫化劑包括：硫磺、含硫化合物、金屬氧化物和有機過氧化物等。6.1.1高分子材料：9.橡膠橡膠：是指使用溫度范圍內處6.1.1高分子材料：9.橡膠6.1.1高分子材料：9.橡膠（2）橡膠的性能特點1）高彈性能：在很大的溫度范圍內（-40~150oC）具有高彈性。2）力學性能：彈性模量低（~1MPa），變形量大（100%~1000%），同時強度也低。3）耐磨性能較差4）易老化5）黏彈性能6.1.1高分子材料：9.橡膠（2）橡膠的性能特點6.1.1高分子材料：9.橡膠6.1.2陶瓷材料：1.概念什么是陶瓷？“陶瓷”一詞還沒有十分嚴格的、為國際所公認的定義。從狹義來說，它是指以粘土為主要原料經高溫燒制得到的制品。通常包括陶器、炻器和瓷器。6.1.2陶瓷材料：1.概念什么是陶瓷？“陶瓷”一詞還沒有鸛魚石斧圖彩陶虹新石器時代仰韶文化（距今約7000年）半坡類型彩陶人面魚紋彩陶盆唐三彩是一種盛行于唐代的陶器，以黃、褐、綠為基本釉色，后來人們習慣地把這類陶器稱為"唐三彩"。

陶器：是指以粘土為胎，經過手捏、輪制、模塑等方法加工成型后，在800~1000℃高溫下焙燒而成的物品，坯體不透明，有微孔，具有吸水性，叩之聲音不清。6.1.2陶瓷材料：1.概念鸛魚石斧圖彩陶虹新石器時代仰韶文化（距今約7000年）半坡類炻(shi)器：介于陶器和瓷器之間的陶瓷制品，如水缸、沙鍋

瓷器：隨著高溫技術的不斷改進，加上釉的發明，到了大約2000多年前的東漢晚期，人們開始利用含鋁量較高的天然瓷土作原料，使陶器步入了瓷器的階段，這是陶瓷技術發展史上十分重要的里程碑。粉彩桃枝題詩燈籠瓶

故宮琺瑯彩瓷器明洪武釉里紅6.1.2陶瓷材料：1.概念炻(shi)器：介于陶器和瓷器之間的陶瓷制品，如水缸、沙鍋

從廣義來說，陶瓷還包括磚瓦、耐火材料、玻璃、琺瑯、各種元素的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、氧化物等無機非金屬材料，也包括水泥和石墨等。6.1.2陶瓷材料：1.概念從廣義來說，陶瓷還包括磚瓦、耐火材料、玻璃、琺瑯、各種6.1.2陶瓷材料：2.分類陶瓷材料按材料成分和用途分為：普通陶瓷（傳統陶瓷）和特種

陶瓷（現代陶瓷）（1）普通陶瓷普通陶瓷的主要原料是粘土、石英和長石。又分為日用陶瓷和普通工業陶瓷兩大類。日用陶瓷主要用作日用器皿和瓷器。普通工業陶瓷按用途分為建筑陶瓷、電工陶瓷和化工陶瓷。6.1.2陶瓷材料：2.分類陶瓷材料按材料成分和用途分為（2）特種陶瓷特種陶瓷主要由人工合成的純度較高的化合物，如氧化物、氮化物、碳化物、和硅化物，為原料制成，具有特殊的力學、物理或化學性能。常用的特種陶瓷有以下幾種：1）氧化物陶瓷航空航天領域最常用的是Al2O3和ZrO2陶瓷，熔點在2000oC以上，燒結溫度1800oC左右。一般用作熱防護材料。缺點：較脆，抗震性差。6.1.2陶瓷材料：2.分類（2）特種陶瓷6.1.2陶瓷材料：2.分類Q氈：二氧化硅纖維制成Cerrachrome氈：氧化鋁纖維和二氧化硅纖維制成

Saffil隔熱氈：一種高純度、多晶陶瓷纖維，最大工作溫度可高達1600oC。由96％的氧化鋁和4％的二氧化硅組成。

X-33熱防護系統的高溫合金蜂窩夾芯結構飛行過程中防熱結構板的外表面最高溫可達982℃～1037℃,而內層結構的溫度最大值僅約為177℃.6.1.2陶瓷材料：2.分類Q氈：二氧化硅纖維制成X-33熱防護系統的高溫合金蜂窩夾芯6.1.2陶瓷材料：2.分類2）氮化物陶瓷常用的有氮化硅（Si3N4）和氮化硼（BN）3）碳化物陶瓷航空航天領域常用的有SiC陶瓷，用來制