高中化学有哪些是复合材料,新型无机非金属材料,和新型有机高分子材料,
高中化学有哪些是复合材料,新型无机非金属材料,和新型有机高分子材料,
常见复合材料
一.玻璃纤维复合材料----玻璃钢
增强剂:玻璃纤维(SiO2+其他氧化物)比强度和比模量高,耐高温,化学稳定性好,电绝缘性较好.
(1)热塑性玻璃钢
粘结剂:热塑性树脂—尼龙,聚烯烃类,聚苯乙烯类,(热塑性聚脂,聚碳酸脂)机械性能,介电性能,耐热性和抗衰老性能较好
(2)热固性玻璃钢
粘结剂:热固性树脂---酚醛树脂,环氧树脂(不饱和聚酯树脂,有机硅树脂)
性能:轻,比强度高(高于铜合金和铝合金,有高于合金钢),耐蚀性好,介电性能优越,成型性能良好刚度较差,易老化,易蠕变.
用途:玻璃纤维/尼龙—轴承,轴承架,齿轮;玻璃纤维/聚苯乙烯—汽车内装饰制品,机壳.
二.碳纤维复合材料
增强剂:碳纤维(石墨)高强度,高弹性模量且2000° C以上保持不变;-180° C不变脆.
(1)碳纤维树脂复合材料
基体-----环氧树脂,酚醛树脂,聚四氟乙烯性能普遍优于玻璃钢;
用途:航天材料-----飞行器,火箭外层材料,天线支架,壳体,机架 ,齿轮,轴承,活塞,密封圈,化工容器
(2)碳纤维金属复合材料
基体-----金属(主要为熔点较低的金属或合金,如碳纤/铝锡合金)
性能特点:接近于金属熔点仍有很好的强度和弹性模量
用途:碳纤/铝锡合金—高强度高级轴承其减磨性能优于铝锡合金.
三、硼纤维复合材料
增强剂:硼纤维------硼纤维沉积于钨丝
(1)硼纤维树脂复合材料
基体—环氧树脂,聚苯并咪唑,聚酰亚胺树脂
性能:抗压强度为碳纤维复合材料的2~2.5倍,剪切强度高,蠕变小,硬度和弹性模量高,高疲劳强度(340~390MN/m2),耐辐射,化学稳定(水,有机溶剂,燃料,润滑剂),导热性能和导电性能好,硼纤维是半导体.
应用:航空和宇航材料,如:翼面,仪表盘,转子,叶片,直升机螺旋桨叶的传动轴等
(2)硼纤维金属复合材料
基体—铝镁及其合金,钛及其合金应用:航空,火箭
性能:如铝基复合材料的强度,弹性模量,疲劳极限高于高强铝合金和耐热铝合金,比强度高于钢和钛合金.
四.金属基复合材料
金属和陶瓷组成的复合材料,属颗粒增强复合材料,又称金属陶瓷.
硬质合金
性能及应用:具有高硬度,高耐磨性,高的红硬性,高的热稳定性和抗氧化性.
适用于各种高速切削刀具,各种高温下工作的耐磨件,如热拉丝模等.
1.钨钴类硬质合金—由钴Co和碳化钨WC压制烧结而成
牌号:YG+Co的百分含量,如:YG3,YG6,YG8.Co的含量越高,其韧性越好.
性能特点—高硬度,高耐磨性,高的红硬性,韧性较好.
用途—制作切削铸铁,有色金属和非金属材料等脆性材料的刀具.如:YG8刀具适合粗加工铸铁,YG3适合精加工铸铁,YG6适合半精加工铸铁.
2.钨钛钴类硬质合金—由钴Co和碳化钨WC+TiC压制烧结而成
牌号:YT+TiC的百分含量,如:YT5,YT15,YYT30.TiC含量越高,其韧性越好.
性能特点—硬度和红硬性高于YG类,韧性,强度略低于YG类.
用途—制作切削各种钢的刀具.如:YT5刀具适合粗加工钢,YT15适合精加工钢,YT适合半精加工钢.
3.钨钛钽钴类硬质合金—由钴Co+WC+TiC+TaC压制烧结而成
牌号:YW 如:YW1 和 YW2
性能特点—兼具YG,YT优点,又称通用硬质合金及万能硬质合金.
用途:制作切削耐热钢及合金等难加工材料的刀具.
新型无机非金属材料
高频绝缘材料
氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等
铁电和压电材料
钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等
磁性材料
锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等
导体陶瓷
钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等
半导体陶瓷
钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金属元素氧化物系材料等
光学材料
钇铝石榴石激光材料,氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等
高温结构陶瓷
高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物
超硬材料
碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等
人工晶体
铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等
生物陶瓷
长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体等
1.膜分离技术
膜分离技术是适应当代新产业发展的一项高技术,被公认为目前最有发展前途的高技术之一。
膜分离的基本原理是利用天然或人工合成的、具有选择性透过的薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集。分离膜多数是固体(目前大部分膜材料是有机高分子),也可以是液体。它们共同之处是对被其分离的体系具有选择性透过的能力。
膜分离技术已广泛用在各个工业领域(见表8-4),并已使海水淡化、烧碱生产、乳品加工等多种传统工业的生产面貌发生了根本性的变化。目前,膜分离技术已经形成了一个相当规模的工业技术体系。
表 8-4 膜分离的工业应用
工业领域
应用举例
金属工艺
纺织及制革工业
造纸工业
食品及生化工业
化学工业
医药及保健
水处理
国防工业
金属回收,污染控制,富氧燃烧
余热回收,药剂回收,污染控制
代替蒸馏,污染控制,纤维及药剂回收
净化,浓缩,消毒,代替蒸馏,副产品回收
有机物除去或回收,污染控制,气体分离,药剂回收和再利用
人造器官,控制释放,血液分离,消毒,水净化
海水、苦咸水淡化,超纯水制备,电厂锅炉用水净化,废水处理
舰艇淡水供应,战地医院污水净化,战地受污染水源净化,低放射性水处理
(资料1摘编自《今日化学》,膜分离技术进展,郑领英)
2.医用高分子概况
生物医学高分子简称医用高分子,是一类令人瞩目的功能高分子材料。它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。特别是直接与体液接触的或可植入体内的所谓“生物材料”,它们必须无毒,有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度,而且易于加工、消毒。
医用高分子材料制品种类繁多。从天灵盖到脚趾骨,从内脏到皮肤,从血液到五官都已有人工的高分子代用品。与此同时,高分子药物及固定化酶、人工细胞、标记细胞、免疫吸附剂等也在迅速发展。
生物材料是指与体液接触的异体材料,除少数金属、陶瓷和碳素外,绝大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料。以它们为原材料制出的人工脏器,即具有部分或全部代替人体某一器官功能的器件,有的只需在体内短期使用,如插入器件(导液管等),有的则需在体内停留较长时间,甚至整个生命期。因此对这类材料有严格的要求:(1)必须无毒,而且是化学惰性的。(2)与人体组织和血液相容性要好,不引起刺激、炎症、致癌和过敏等反应。(3)有所需的物理性能(尺寸、强度、弹性、渗透性等),并能在使用期间保持其不变。(4)容易制备、纯化、加工和消毒。
生物高分子材料可以粗略地分为三大类:软性即橡胶状聚合物,半结晶聚合物和其他有关聚合物(见表8?5、8?6、8?7)。医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一。
表 8-5 主要的软性生物高分子材料
聚合物名称
主要用途
硅橡胶
聚醚氨酯
聚氯乙烯
组织代用品,药物释放器件,粘合剂,管形材料,接触镜等
血液泵,贮血袋,人工心脏,管形材
管形材,贮血袋橡胶管形材
主要的半结晶生物高分子材料
聚合物名称
主要用途
聚酯
聚四氟乙烯
尼龙66
聚乙烯
纤维素
脉管接枝物,缝线,心脏瓣膜缝合环
脉管接枝物,血液和氧合器膜
缝线,敷料
人工关节,宫内节育器,药物释放器件
肾渗析膜,药物释放器件,接触镜
聚甲基丙烯酸烷基酯
聚甲基丙烯酸β-羟乙酯
聚甲基丙烯酸
聚丙烯酰胺
聚N-乙烯基吡咯烷酮
聚氰基丙烯酸酯
聚丙烯酸锌盐 硬和软接触镜,牙科填料,骨黏固粉,眼内镜
软接触镜,烧伤,敷料,涂药物释放基质
软接触镜组分,生物功能细珠
软接触镜组分,生物电极
软接触镜组分,前期代血浆扩张剂
组织黏合剂,血管闭合剂
牙科黏固粉
1、复合材料(omposite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料.各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的...