考點：非金屬材料

非金屬材料包括無機非金屬材料和高分子材料。高分子材料包括橡膠、塑料和合成纖維等。

（一）無機非金屬材料

1．耐火材料

常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。

碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低，導熱性高，耐熱震性能好，高溫強度 高。在高溫下長期使用也不軟化，不受任何酸堿的侵蝕，有良好的抗鹽性能，也不受金屬 和熔渣的潤濕，質(zhì)輕，是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。

2．耐熱保溫和絕熱材料

耐熱保溫材料。又稱耐火隔熱材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛭石、玻璃纖維（又稱礦渣棉）、石棉，以及它們的制品如板、管、磚等。

3．耐蝕（酸）非金屬材料

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。

（1）鑄石具有極優(yōu)良的耐磨性、耐化學腐蝕性、絕緣性及較高的抗壓性能。其耐磨性能比鋼鐵高十幾倍至幾十倍。耐化學腐蝕性高于不銹鋼、橡膠、塑性材料及其他有色金屬十倍到幾十倍；但脆性大、承受沖擊荷載的能力低。在要求耐蝕、耐磨或高溫條件下，當不受沖擊震動時，鑄石是鋼鐵（包括不銹鋼）的理想代用材料。

（2）石墨按照來源不同可分為天然石墨和人造石墨。防腐材料中應(yīng)用的主要是 人造石墨。人造石墨經(jīng)過不透性處理，即通過浸漬、壓型澆注等方法制得的新型結(jié)構(gòu)材料 稱為不透性石墨。它不僅具有高度的化學穩(wěn)定性，還具有極高的導熱性能。

（3）玻璃

按形成玻璃的氧化物可分為硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃和鋁酸 鹽玻璃等，其中硅酸鹽玻璃是應(yīng)用最為廣泛的玻璃品種。硅酸鹽玻璃的化學穩(wěn)定性高，抗 酸能力強（但不耐氫氟酸的腐蝕），組織緊密而不透水，若長期在某些介質(zhì)作用下也會受 到侵蝕。玻璃長時期在溫水或水汽作用下能使硅酸鹽水解，玻璃表面分離出二氧化硅凝膠 和苛性堿，使玻璃混濁變色、表面粗糙。硅酸鹽玻璃具有較好的光澤、透明度、化學穩(wěn)定 性和熱穩(wěn)定性，機械強度高，硬度大和電絕緣性強，一般用于制造化學儀器、高級玻璃制品、無堿玻璃纖維和絕緣材料等。

（4）天然耐蝕石料。

（5）水玻璃耐酸水泥。水玻璃耐酸水泥具有能抵抗大多數(shù)元機酸和有機酸腐蝕的能力，但不耐堿及氫氟酸。

（二）高分子材料

1．高分子材料的基本性能及特點

質(zhì)輕、比強度高、有良好的韌性、減摩和耐磨性好、電絕緣性好、耐蝕性好、導熱系數(shù)小、易老化、易燃、耐熱性、剛度小。

2．工程中常用高分子材料

（1）塑料

1）塑料的組成。常用的塑料制品都是以合成樹脂為基本材料，再按一定比例加入填料、增塑劑、著色劑和穩(wěn)定劑等材料，經(jīng)混煉、塑化，并在一定壓力和溫度下制成的。 塑料的性質(zhì)主要取決于樹脂的性質(zhì)。

①樹脂在塑料中主要起膠結(jié)作用。塑料的性質(zhì)主要取決于樹脂的性質(zhì)。按受熱時狀態(tài)不同，可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。

合成樹脂分子結(jié)構(gòu)分為直線型、支鏈型和體型（或稱為網(wǎng)狀型）。聚苯乙烯屬于直線型；低密度聚乙烯屬于支鏈型；酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂屬于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

②填料。填料又稱填充劑，其作用是提高塑料的強度和剛度，減少塑料在常溫下的蠕變（又稱冷流）現(xiàn)象及提高熱穩(wěn)定性，對降低塑料制品的成本、增加產(chǎn)量有顯著的作用，并可提高塑料制品的耐磨性、導熱性、導電性及阻燃性，改善加工性能。 

③ 增塑劑。提高塑料加工時的可塑性及流動性；改善塑料制品的柔韌性。 

增塑劑的作用是提高塑料加工時的可塑性及流動性，改善塑料制品的柔韌 性。常用的增塑劑為醋類和酣類等。

④著色劑。著色劑的種類按其在著色介質(zhì)中的溶解性分為染料和顏料兩大類。

2）工程中常用塑料制品

①熱塑性塑料

a．低密度聚乙烯（LDPE）。又稱高壓聚乙烯。

具有質(zhì)輕、吸濕性小、電絕緣性好、延伸性和透明性強、耐寒性好和化學穩(wěn)定性強等特點，但其強度低、耐老化性能較差。低密度聚乙烯是可燃物，故在儲存和運輸中應(yīng)嚴防火種和高溫。

一般用作耐蝕材料、小荷載零件（齒輪、軸承）及電纜包皮等。

b．高密度聚乙烯（HDPE）。又稱低壓聚乙烯。

具有良好的耐熱性和耐寒性，力學性能優(yōu)于低密度聚乙烯，介電性能優(yōu)良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化學穩(wěn)定性良好，能耐多種酸、堿、鹽類腐蝕，吸水性和水蒸汽滲透性很低，但耐老化性能較差，表面硬度高，尺寸穩(wěn)定性好。

主要用于制作單口瓶、運輸箱、儲罐、電纜護套、壓力管道等。

b．聚丙烯（PP）

具有質(zhì)輕、不吸水，介電性、化學穩(wěn)定性和耐熱性良好（可在100°C以上使用。若無外力作用，溫度達到150°C時不會發(fā)生變形），力學性能優(yōu)良，但是耐光性能差，易老化，低溫韌性和染色性能不好。

d．聚氯乙烯（PVC）

硬聚氯乙烯比軟聚氯乙烯的密度小，抗拉強度好，有良好的耐水性、耐油性和耐化學藥品侵蝕的性能。硬聚氯乙烯塑料板在常溫下容易加工，又有良好的熱成型性能，工業(yè)用途很廣。

硬聚氯乙烯塑料常被用來制作化工、紡織等工業(yè)的廢氣排污排毒塔，以及常用于氣體、液體輸送管。

軟聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工業(yè)包裝等，但不能用來包裝食品。

e．聚四氟乙烯（PTFE，F(xiàn)-4）

聚四氟乙烯俗稱塑料王，具有非常優(yōu)良的耐高、

經(jīng)典習題

【單項選擇題】在熔融的堿液中仍具有良好化學穩(wěn)定性的非金屬材料為(    )。

A.鑄石

B. 玻璃

C.石墨

D. 水玻璃型耐蝕石料