本试题 “下列有关材料的说法不正确的是[ ]A.航天飞机使用的隔热陶瓷瓦为复合材料B.复合材料由基体和增强体组成C.复合材料既保持原有材料的特点,又有优于原材料的特性...” 主要考查您对合金
复合材料
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
合金的概念:
由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
合金的特性:
合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学和机械性能。
(1)合金的硬度一般比它的成分金属的大。
(2)合金的熔点一般比它的成分金属的低。
钢:
(1)钢和生铁同属于铁的合金。将铁矿石冶炼成生铁,生铁进一步冶炼可成为钢。
(2)钢是用量最大、用途最广的合金,按其化学成分可分为两大类:碳素钢和合金钢。
(3)碳素钢俗称普通钢。根据含碳量的多少,碳素钢又可以分为三类,见下表:
合金名称 | 含碳 | 主要性质 |
低碳钢 | <0.3% | 韧性、焊接性好,但强度低 |
中碳钢 | 0.3%~0.6% | 强度高,韧性及加工性好 |
高碳钢 | >0.6% | 硬而脆,热处理后弹性好 |
名称 | 其他主要合金元素 | 主要特性 | 主要用途 |
锰钢 | 锰 | 韧性好,硬度大 | 钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲 |
不锈钢 | 铬、镍 | 抗腐蚀性好 | 医疗器械、容器、炊具等 |
硅钢 | 硅 | 导磁性好 | 变压器、发电机和电动机的铁芯 |
钨钢 | 钨 | 耐高温,硬度大 | 刀具 |
其他几种常见合金的主要成分,性能和用途:
合金 | 主要成分 | 主要性能 | 主要用途 |
球墨铸铁 | 铁,碳,硅,锰 | 机械强度好 | 在某些场合可代替钢 |
黄铜 | 铜,锌 | 强度高、可塑性 好、易加工、耐腐蚀 |
机器零件、仪表、日用品 |
青铜 | 铜,锡 | 强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀 |
机器零件如轴承、齿轮等 |
白铜 | 镍,铜 | 光泽好、耐磨、 耐腐蚀、易加工 |
钱币、代替银做饰品 |
焊锡 | 锡,铅 | 熔点低 | 焊接金属 |
硬铝 | 铝,铜,锰,镁,硅 | 强度和硬度好 | 火箭、飞机、轮船等制造业 |
钛合金 | 钛,铝,钒 | 耐高温、耐腐蚀、高强度 | 用于宇航、飞机、造船,化学工业 |
金合金 | 金,银,铜,稀土元素 | 有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电 | 金饰品、电子元件、钱币、笔尖 |
Ti-Fe合金 | Ti,Fe | 室温下吸收H2快,且吸收H2量大,稍稍加热放H2速率快 | 储氢合金 |
合金的分类:
(1)铝合金:常见的有镁铝合金、硬铝等。硬铝密度小,强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和字宙飞船的理想材料。
(2)铜合金
(3)
(4)新型合金:钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。
几种有色金属材料的比较及新型金属材料:
1.金,银,铜的重要物理性质,性能及应用比较
金 | 银 | 铜 | ||
物理性质 | 颜色 | 黄色 | 银白色 | 紫红色 |
硬度 | Au<Ag<Cu | |||
延展性 | Au>Ag>Cu | |||
导电性 | Ag>Cu>Au | |||
导热性 | Ag>Cu>Au | |||
性能 | 极高的抗腐蚀性 | 催化,抗腐蚀性 | 在潮湿空气中易锈蚀 | |
应用 | 电子工业,航空,航天工业 | 有机合成,能源开发,医用材料制造 | 电气和电子工业,建筑材料 |
2.新型金属材料
(1)铀(U)用作核电站反应堆的核燃抖
(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料
(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”,是一种“亲生物金属”
金属资源的合理开发和利用:
1.合理开采矿物地球上的金属矿产资源是有限的,而且是不可再生的。随着人类不断地开发利用,矿产资源日渐减少,节约并合理地开采矿产资源是合理利用金属资源最直接,最基本水的措施
2.防止金属腐蚀金属制品在使用过程中会因腐蚀而损坏,每年因腐蚀造成的钢铁资源损失占当年总产量的10%以上,因此防腐是避免金属资源损失、浪费的重要手段
3.回收和利用废旧金属回收的废旧金属制品,大部分可以重新制成金属或它们的化合物,再进行使用。例如废旧钢铁可以用于炼钢;废铁屑可用于制铁盐
4.寻找金属替代品随着金属资源的目益减少,利用可再生资源开发、研制出新型材料代替金属材料的应用,是当今社会的一项重要科研课题,例如已经研制出并已实际运用的高硬度、耐高温材料;新型的替代钢铁的无机非金属材料料;有机化工合成的各种强度的橡胶、塑料,复合材料等
复合材料:
是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。
形形色色的复合材料:
(1)生产、生活中常用的复合材料
复合材料 | 玻璃钢 | 碳纤维增强复合材料 | |
组成 | 基体 | 合成树脂 | 合成树脂 |
增强体 | 玻璃纤维 | 碳纤维 | |
特性 | 密度小,质量轻,耐水,耐磨,耐撞,耐腐蚀,良好的绝缘性和机械加工性能 | 韧性好、强度高、质量轻 | |
合成方法 | 把玻璃纤维制成纱或织物或切成短纤维加到合成树脂中形成的 | 合成树脂中加入碳纤维而形成 | |
用途 | 大量用于制造游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅、地下废水管道等 | 高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、滑雪板和冲浪板等体育用品 |
材料名称 | 基体 | 增强体 | 主要优点 | 主要用途 |
碳纤维增强金属基复合材料 | 金属 | 碳纤维 | 耐高温,强度高,导电、导热性好,不吸湿,不易老化等 | 飞机、火箭的机冀和机身,导弹的壳体、尾翼 |
隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷) | 陶瓷 | 碳纤维 | 耐高温、有韧性 | 航天飞机机身 |
无机非金属材料、金属材料、复合材料的比较:
无机非金属材料、金属材料、复合材料是三种类型的材料,各自具有其独特的性能。
无机非金属材料 | 金属材料 | 复合材料 | |
制法 | 传统无机非金属材料是 以含硅物质为原料经高 温烧制而成的 |
(1)纯金属材料可由金属单质经 过形状改变或表面处理而成的 (2)合金是由两种或两种以上的 金属(或金属跟非金属)熔合而成的 |
将两种或两种以上性质不 同的材料经特殊加工而制 成的材料,由基体和增强体组成 |
性能 | (1)传统无机非金属材料大多 具有稳定性强、硬度大、熔点 高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀 等特点,但质脆,抗冲击性差 (2)新型无机非金属材料能承受 高温,高强度;具有电学特性、 光学特性、生物功能等特性 |
(1)纯金属具有良好的可塑性,较好的导电性和导热性,抗腐蚀性能差 (2)合金具有良好的物理、化学或机械性能,在许多方面优于其成分金属 |
既保持了原材料的特点,又使各组分之间协同作用,其性质优于原材料。不同原材料常表现出不同的性能 |
实例 | (1)传统无机非金属材料主要有玻璃、水泥、陶瓷等 (2)新型无机非金属材料包括光导纤维、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等 |
(1)金、银、铜、钛等 (2)铝合金、钢铁、不锈钢等 |
玻璃钢、碳纤维增强复合材料、纤维增强陶瓷等 |
复合材料的组成:
复合材料的分类:
(1)
(2)
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