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一、工程材料及其分類

工程材料有各種不同的分類方法。一般都將工程材料按化學(xué)成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類。

(一)金屬材料

金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分：

1.黑色金屬材料

鐵和以鐵為基的合金(鋼、鑄鐵和鐵合金)

2.有色金屬材料

黑色金屬以外的所有金屬及其合金。

應(yīng)用最廣的是黑色金屬。以鐵為基的合金材料占整個(gè)結(jié)構(gòu)材料和工具材料的90%以上。黑色金屬材料的工程性能比較優(yōu)越，價(jià)格也較便宜，是最重要的工程金屬材料。

有色金屬按照性能和特點(diǎn)可分為：輕金屬、易熔金屬、難熔金屬、貴金屬、稀土金屬和堿土金屬。它們是重要的有特殊用途的材料。

(二)非金屬材料

非金屬材料也是重要的工程材料，包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕(酸)非金屬材料和陶瓷材料等。

1.耐火材料

耐火材料是指能承受高溫作用而不易損壞的材料，它是煉鋼、煉鐵、熔化鐵及其他冶煉爐和加熱爐爐襯的基礎(chǔ)材料之一。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。

2.耐火隔熱材料

耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料，它是各種工業(yè)用爐(冶煉爐、加熱爐、鍋爐爐膛)的重要筑爐材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛭石、玻璃纖維(又稱礦渣棉)、石棉以及它們的制品。

3.耐蝕(酸)非金屬材料

耐蝕(酸)非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等，它們的耐蝕性能高于金屬材料(包括耐酸鋼和耐蝕合金)，并具有較好的耐磨性和耐熱性能，在某些情況下它們是不銹鋼和耐蝕合金的理想代用品。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

4.陶瓷材料

陶瓷材料主要是以粘土為主要成分的燒結(jié)制品，它具有結(jié)構(gòu)致密、表面平整光潔，耐酸性能良好等特點(diǎn)，常用的有日用陶瓷、電器絕緣陶瓷、化工陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷和耐酸陶瓷等。

(三)高分子材料

高分子材料為有機(jī)合成材料，也稱聚合物。它具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、較強(qiáng)的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能，在工程上是發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。

高分子材料種類很多，工程上通常根據(jù)機(jī)械性能和使用狀態(tài)將其分為三大類：

1.塑料

主要指強(qiáng)度、韌性和耐磨性較好，可制造某些機(jī)器零件或構(gòu)件的工程塑料，一般分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。

2.橡膠

通常指經(jīng)硫化處理后彈性特別優(yōu)良的聚合物，有通用橡膠和特種橡膠兩種。

3.合成纖維

指由單體聚合而成且強(qiáng)度很高，通過機(jī)械處理所獲得的聚合物纖維材料。

(四)復(fù)合材料

復(fù)合材料就是用兩種或兩種以上不同材料組合的材料，其性能是其他單質(zhì)材料所不具備的。復(fù)合材料可以由各種不同種類的材料復(fù)合組成。它在強(qiáng)度、剛度和耐蝕性方面比單純的金屬、陶瓷和聚合物都優(yōu)越，是特殊的工程材料，具有廣闊的發(fā)展前景。

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