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习题四高分子材料一、名词解释塑料：塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。增塑剂：用于提高树脂的可塑性和柔软性的物质。稳定剂：用于防止塑料老化，延长其使用寿命的物质。固化剂：用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构的物质。润滑剂：用于防止塑料加工时粘在模具上，使制品光亮的物质。热固性塑料：是指在树脂中加入固化剂压制成型而形成的体型聚合物。热塑性塑料：是指在树脂中加入少量稳定剂、润滑剂、增塑剂而形成的线型或支链型结构的聚合物。通用塑料：是指产量大、用途广、价格低廉的一类塑料，主要包括聚烯烃类塑料、酚酸塑料和氨基塑料。工程塑料：作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。特种塑料：用千特定场合及具有某些特殊性能的塑料。注射成型：利用专用设备，将粉状或颗粒状的塑料置于注射机的机筒内加热熔融，然后注射成型的方法。浇注成型：类似于金属的浇注成型，将液态树脂浇入模具型腔中，在常压或低压下固化或冷却凝固成型。挤压成型：将原料放在加压筒内加热软化，利用加压筒中螺旋杆的挤压力，使塑料通过不同型孔或口模连续挤出成型的方法。聚酰胺：聚酰胺(PA)又称为尼龙或锦纶，是一种热塑性材料，它的强度较高，耐磨及自润滑性好，广泛用作机械、化工及电气零件。聚甲醛：以线型结晶高聚物为基的塑料。聚砜：以透明微黄色的线型非晶态高聚物聚砚树脂为基的塑料。ABS:以丙烯腊A、丁二烯B、苯乙烯S的三元共聚物ABS树脂为基的塑料。酚醛树脂：由苯酚和甲酪在催化剂条件下缩聚，烃中和、水洗而制成的树脂。橡胶：以高分子化合物为基础的、具有显著高弹性的材料。合成纤维：以石油、煤、天然气为原料制成的、保待长度比本身直径大100倍的均匀条状或丝状的、具有一定柔韧性的高分子材料。胶粘剂：是指通过粘附作用，使同质或异质材料紧密地结合在一起，并在胶接面上具有一定强度的物质。涂料：即油漆，是一种有机高分子胶体的混合溶液。二、填空题1.按应用范围分类，可将塑料分为通用塑料、工程塑料、特种塑料。2．工程高聚物按断裂特性可分为五大类型：硬而脆型如酚醛树脂，硬而强型如硬质聚氯乙烯，硬而韧型如聚酰胺，软而韧型如橡胶制品，软而弱型如聚合物软凝胶3．热塑性工程塑料主要包括聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚砚(PSF)、聚碳酸醛(PC)、ABS塑料、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。热固性工程塑料主要有酚醛塑料、环氧塑料(EP)。4.某厂使用库存已两年的尼龙绳吊具时，在承载能力远大于吊装应力时发生断裂事故，其断裂原因是老化。三、选择题1.制作电源插座选用制作齿轮选用b,制作飞机窗玻璃选用c，制作化工管道选用a齿轮选用da.酚醛树脂b.聚氯乙烯c.聚甲基丙烯酸甲醛d.尼龙2.橡胶是优良的减震材料和摩阻材料，因为它具有突出的a。a.高弹性b.粘弹性c.塑料d.减摩性四、判断题1.塑料之所以用于机械结构是由于其强度和硬度比金属高，特别是比强度高。错2.聚酰胺是最早发现能够承受载荷的热固性塑料。错3.聚四氟乙烯由于具有优异的耐化学腐蚀性，即使在高温下及强碱、强氧化剂下也不受腐蚀，故有“塑料之王”之称。对4.聚甲基丙烯酸甲醛是塑料中最好的透明材料，但其透光率仍比普通玻璃差得多。错5.酚醛树脂具有较高的强度和硬度、良好的绝缘性等性能，因此是用于电子、仪表工业中的最理想的热塑性塑料。错五、综合题1.何谓高聚物的老化？怎样防止老化？高分子材料在长期储存和使用过程中，由于受氧、光、热、机械力、水蒸气及微生物等外因的作用，使性能逐渐退化，直至丧失使用价值的现象称为老化，其实质是高分子材料发生了交联或裂解反应。防止老化的措施有改变高聚物结构、添加防老剂及表面处理。2.试述常用工程塑料的种类、性能和应用。常用工程塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。常用热塑性塑料包括：○1聚酰胺(PA),又称为尼龙或锦纶，强度较高，耐磨及自润滑性好，广泛用作机械、化工及电气零件；○2聚甲酸(POM),具有优良的综合性能，广泛用于汽车、机床、化工、电气仪表、农机等行业；○3聚砜(PSF),热稳定性高是其最突出的特点，使用温度为150-174℃,用于机械设备等行业；○4聚碳酸酯(PC),具有优良的力学性能，透明无毒，应用广泛；○5ABS塑料，坚韧、质硬、刚性，应用广泛；○6聚四氟乙烯(PTFE、特氟隆），俗称“塑料王'具有极优越的化学稳定性和热稳定性以及优越的电性能，几乎不受任何化学药品的腐蚀，摩擦因数极低，缺点是强度低、加工性差，主要用作减摩密封件、化工耐蚀件以及高频或潮湿条件下的绝缘材料；○7聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA、有机玻璃），它是目前最好的透明材料，透光率达到92%以上，比普通玻璃好。常用热固性塑料包括：○1酚醛塑料，以酚醛树脂为基，加入填料及其他添加剂制成，广泛用于制作各种电信器材和电木制品（如插座、开关等）、耐热绝缘部件及各种结构件；○2环氧塑料(EP),它是以环氧树脂为基，加入各种添加剂经固化处理形成的热固性塑料。3.用全塑料制造的零件有何优缺点？因为塑料的散热性差、弹性大，易老化，加工整件塑料制品时容易引起工件变形、表面粗糙，有时可能出现开裂、分层，甚至崩落或伴随发热等。4.与金属相比，在设计塑料零件时，举出四种受限制的因素。刚性差、强度低、耐热性差、膨胀系数大、有老化现象等。5.橡胶为什么可以用作减振制品？橡胶在较小的外力作用下即产生较大的变形，且当外力去掉后又能很快恢复到近似原来的状态，其宏观弹性变形可达100%-1000%。同时，橡胶具有优良的伸缩性和可贵的积储能量的能力，因此有良好的减振性和耐磨性、绝缘性、隔声性和阻尼性，所以可以用作减振制品。6.用塑料制造轴承，应选用什么材料？选用依据是什么？尼龙，因为尼龙具有较高的强度和冲击韧性、良好的耐磨性和耐热性，另外还有较高的绝缘性和化学稳定性，以及易成型、机械加工性好等优点。7.简述常用合成纤维及胶粘剂的种类、性能特点及应用。合成纤维的种类包括：○1涤纶，又叫的确良，是很好的衣料纤维；○2尼龙，又叫锦纶；○3腈纶，有人造羊毛之称；○4维纶，原料易得，成本低；○5丙纶，其纤维以轻、牢、耐磨著称；○6氯纶，难燃、保暖、耐晒、耐磨，弹性好，但热收缩大，限制了它的应用。胶粘剂的种类包括：○1环氧胶粘剂，其基料主要使用环氧树脂；○2改性酚醛胶粘剂，常加入其他树脂改性后使用；○3聚氨酯胶粘剂，通常作非结构胶使用；○4α-氝基丙烯酸酯胶，又称为瞬干胶：○5厌氧胶；○6无机胶粘剂，在高温条件下使用。习题五陶瓷材料一、名词解释陶瓷：是指除了金属和高聚物以外的无机非金属材料，它是以天然硅酸盐（粘土、长石、石英等）或人工合成化合物（氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、瓶化物等）为原料，烃过粉碎、配制、成型和高温烧结而成的无机非金属材料。金属陶瓷：是指以金属氧化物或金属碳化物为主要成分，再加入适量的金属粉末，通过粉末冶金方法制成，具有金属某些性质的陶瓷。特种陶瓷：用于特定场合及具有某些特殊性能的陶瓷，包括氧化铝陶瓷、氧化钴陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化钍陶瓷。刚玉陶瓷：以Al2O3为主要原料，以刚玉α-Al2O3为主要矿物质的陶瓷。氮化硅陶瓷：以氮化硅Si3N4凡为主要成分的陶瓷。硬质合金：是金属陶瓷的一种，是指以金属氧化物或碳化物为基体，再加入适量金属粉末作粘结剂而制成的具有金属性质的粉末冶金材料。二、填空题1．按原料来源不同，可将陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷，按用途可分为日用陶瓷和工业陶瓷，按性能可分为高强度陶瓷、高温陶瓷和耐酸陶瓷。2．陶瓷的生产过程一般都要烃过胚料制备、成型与烧结三个阶段。3．传统陶瓷的基本原料是粘土、长石和石英。4．可制备高温陶瓷的化合物是氧化物、碳化物、氮化物和硼化物，它们的键主要共价键和离子键。5.YT30是钨钴钛类硬质合金其成分由66%碳化钨、30%碳化钛和4%钴组成，可用于制作切削刀具、量具、耐磨零件。三、选择题1.A12O3陶瓷可用作e,SiC陶瓷可用作a、d,Si3N4陶瓷可用作c。a.砂轮b.叶片c.刀具d.磨料e.坩埚2.传统陶瓷包括f，而特种陶瓷主要有b、c、d、e、g。a.水泥b.氧化铝c.碳化硅d.氮化硼e.耐火材料f.日用陶瓷g.氮化硅h.玻璃3.热电偶套管用c合适，验电笔手柄用a合适，汽轮机叶片用b合适。a.聚氯乙烯b.20Cr13c.高温陶瓷d.锰黄铜四、判断题1.陶瓷材料的强度都很高。对2.立方氮化硼（BN)的硬度与金刚石相近，是金刚石很好的代用品。错3.陶瓷材料可以作为高温材料，也可以作为耐磨材料使用。对4.陶瓷材料可以作为刃具材料，也可以作为保温材料使用。对五、综合题1.何为传统陶瓷？何为特种陶瓷？两者在成分上有何异同？传统陶瓷是指用粘土(A12O3·2SiO2·2H2O)、长石(K2O·Al2O3·6SiO2,Na2O·Al2O3·6SiO2)和石英(SiO2)为原料，烃成型、烧结而成的陶瓷。其组织中主晶相为莫来石(3Al2O3·2SiO2),占25%-3O%,玻璃相占35%-6O%,气相占1%-3%。特种陶瓷是采用纯度高的人工合成物(Al2O3、SiC、ZrO2、Si3N4、BN),烃配料、成型、烧结而制得的，纯净度高。2.陶瓷材料的显微组织中通常有哪三种相？它们对材料的性能有何影响？晶相、玻璃相和气相（气孔）。晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理和化学性质。玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘接晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。气相是在材料加工制备过程中形成并保留下来的。3.简述陶瓷材料的种类、性能特点及应用(1)普通陶瓷普通陶瓷的加工成型性好，成本低，产量大，除了日用陶瓷、瓷器外，大量用于电器、化工、建筑、纺织等工业部门。(2)特种陶瓷氧化铝陶瓷的耐高温性能好，可使用到1950°C,具有良好的电绝缘性及耐磨性。微晶刚玉的硬度极高（仅次于金刚石）；部分稳定氧化铅的热导率低，绝热性好，热膨胀系数大，接近于发动机中使用的金属，弯曲强度与断裂韧性高，除了在常温下使用外，已成为绝热柴油机的主要候选材料，如发动机气缸内衬、推杆、活塞帽、阀座、凸轮、轴承等；氧化镁／钙陶瓷通常是用热白云石矿石除去CO2制成的；氧化破陶瓷除了具有一般陶瓷的性能特点外，最大的特点是导热性好；氧化针／铀陶瓷是一类具有放射性的陶瓷。氮化硼陶瓷的主晶相是BN,属于共价键晶体，其晶体结构与石墨相仿，为六方晶格，故有白石墨之称，此类陶瓷具有良好的导热性和耐热性，热膨胀系数小，绝缘性好，化学稳定性高，有自润性。碳化硅陶瓷用于制造火箭喷嘴、浇注金属的喉管、热电偶套管、炉管、燃气轮机叶片及轴承、泵的密封圈、拉丝成形模具等。碳化物陶瓷的硬度极高，抗磨粒磨损能力很强，熔点高达2450°C左右，但在高温下会氧化，其使用温度限定在900°C以下，主要用途是制作磨料。其他碳化物陶瓷如碳化铈、碳化钼、碳化锭、碳化钴等的熔点和硬度都很高，通常用作高温材料。最常见的硼化物陶瓷包括硼化铭、铜化铝、铜化钛、铜化钴等，其特点是硬度高、耐蚀性好。4.简述硬质合金的种类、性能特点及应用。硬质合金（金属陶瓷）的硬度高、耐磨性好、热硬性、压缩强度及弹性模量高，此外，硬质合金还有良好的耐蚀性和抗氧化性，热膨胀系数比钢低。弯曲强度低、脆性大、导热性差是硬质合金的主要缺点。○1钨钴类硬质合金由碳化钨和钴组成；○2钨钴钛类硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成；○3通用硬质合金是在成分中添加TaC或NbC来取代部分TiC。硬质合金有着广泛的应用，可作切削刀具、冷作模具、量具、耐磨零件等。5.钢结硬质合金的成分、性能及应用特点是什么？钢结硬质合金是以一种或几种碳化物(WC、TiC)作为硬化相，以合金钢粉末作为粘结剂，烃配料、压型、烧结而成。它具有与钢一样的可加工能力，可以锻造、焊接和热处理，用作刃具、模具及耐磨零件。脆性大、韧性低、难以加工成型是制约工程结构陶瓷发展及应用的主要原因。习题六复合材料－、名词解释复合材料：由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料通过不同的工艺方法人工合成的多相材料。纤维复合材料：是指以各种金属和非金属作为基体，以各种纤维作为增强材料的复合材料。断裂安