苏州工业职业技术学院.docx

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苏州工业职业技术学院

安徽省淮南技工学校

《汽车材料》

教案

课程名称

汽车材料

第五章

非金属材料

课  题

橡胶，玻璃，摩擦材料，塑料，陶瓷材料，复合材料，胶粘剂，涂装材料，隔热、隔光、隔声及密封材料简介

课型

新课

授课班级

授课时数

12

授课时间

授课人

教学目标

知识目标：

了解掌握非金属材料的种类和在汽车上的使用

技能目标：

1、了解掌握橡胶，玻璃，摩擦材料，陶瓷材料，塑料，复合材料，胶粘剂，涂装材料，等非金属材料的分类和在汽车上的使用

2、了解隔热、隔光、隔声及密封材料

情感目标：

培养学生在生产和生活中树立善于独立思考、归纳总结的能力。

教学重点

汽车典型零件的失效分析和零件的选材原则

教学难点

典型汽车零件的选材

教学方法

讲授、讨论

教学手段

多媒体教学，案例教学

教学用具

多媒体幻灯片

教后小记

第五章非金属材料

新课

第一节　橡胶

第一、二节课

一）引入新课:

橡胶（板书）

一）组织教学：

安定课堂教学秩序

二）提出问题：

1）日常生活中我们常见的非金属材料有哪些？

2）我们汽车上的零件哪些属于非金属材料？

二）进行新课:

非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、合成纤维、胶粘剂、摩擦材料、涂装材料等非金属材料。

橡胶：

是指在使用温度范围内处于高弹性状态的高分子材料。

广泛地应用于弹性材料、密封材料、减振防振材料和传动材料。

一、橡胶的特性

橡胶最显著的特点就是具有高的弹性和回弹性。

同时，橡胶还有一定的强度，优异的抗疲劳性，以及良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等性能。

因此，橡胶材料被广泛用于生产中。

二、橡胶的基本组成

1、生胶

橡胶的性质主要决定于生胶的性质。

按其来源分，生胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。

2、配合剂

为了制造可以使用的橡胶制品，改善橡胶的工艺性能和降低制品成本，需在生胶中其他辅助化学组分，这些组分称为配合剂。

分类如下：

（1）硫化剂

作用是通过化学反应，使橡胶的卷曲分子链形成立体网状结构，将塑性的生胶变为具有一定强度、韧性的高弹性硫化胶。

常用的硫化剂有硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。

（2）硫化促进剂

作用是降低硫化温度、加速硫化过程。

常用的硫化促进剂包括胺类、胍类、秋兰姆类、噻唑类及硫脲类等化学物质。

（3）硫化活性剂

作用是加速发挥有机促进剂的活性物质。

常用的硫化活性剂有金属氧化物、有机酸和胺类。

（4）增强填充剂

作用是提高橡胶的力学性能，改善其工艺性能，降低成本。

常用的增强填充剂有炭黑陶土、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。

（5）防焦剂

作用是使生胶在加工过程中不发生早期硫化现象，提高加工操作过程中的安全性。

（6）防老化剂

作用是延缓或抑制橡胶的老化过程，延长橡胶的使用寿命或存贮期。

常用的防老剂有苯胺、二苯胺等。

（7）软化剂

也称为增塑剂，其作用是改善橡胶的塑性，降低硬度，提高耐寒性。

常用的有松香、凡士林、石蜡、硬脂酸等。

（8）着色剂

用来使橡胶制品着色，常用的有钛白、丹红、锑红、镉钡黄、铬青等颜料。

除上述几类配合剂以外，对于一些特殊用途的橡胶，还配有专用的发泡剂、硬化剂、溶剂等。

在制作橡胶制品时，还会采用天然纤维、人造纤维、金属材料等制成骨架，增加橡胶制品的强度，防止变形。

三、常用橡胶材料的品种、性能及一般用途

生产上常用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生胶。

1、天然橡胶

天然橡胶材料是指以天然橡胶为生胶制成的橡胶材料，代号为NR。

天然橡胶属于通用橡胶。

优点：

它具有优良的弹性，弹性温度范围为-70~130℃；具有较高的强度和优异的耐疲劳性能、耐磨性、耐寒性、防水性、绝热性和电绝缘性；具有良好的加工性能。

缺点：

耐老化性和耐候性差，耐油性和耐溶剂性较差，易溶于汽油和苯类等溶剂，受强酸侵蚀，而且容易自燃。

用途：

制造各类汽车轮胎，尤其是子午线轮胎和载重轮胎。

另外，还用于制造胶带、胶管、各种工业用橡胶制品，以及胶鞋等日常生活用品和医疗卫生制品。

2、合成橡胶

由于资源的限制，天然橡胶的产量远远不能满足工业生产的需要，因而产生了合成橡胶。

早在1914年，世界上就生产出了合成橡胶。

常用合成橡胶的特性主要用途见表5-1

近年来的新型橡胶：

热塑性橡胶：

能在常温下具有橡胶弹性，而在高温条件下能进行塑化成形、不需要进行硫化。

分类：

聚氨酯类、苯乙烯类、聚酯类、聚烯烃类等类别。

特点：

易于成形加工，可类似于塑料的生产方法，采用塑料成型方法成型而得到制品。

不足之处是不能在较高温度下使用，在100~150℃时已软化，而且耐老化性、耐油性也较差。

用途：

主要用于汽车橡胶配件和注压橡胶制品的生产，以及制鞋工业。

3、再生胶

再生胶是将硫化胶的边角废料和废旧橡胶制品经粉碎、化学和物理方法加工后，去掉硫化胶的弹性，恢复塑性和粘性，可以重新再硫化的橡胶。

特点：

强度较低，硫化速度快，操作比较安全，并有良好的耐老化性，加工容易，成本低廉。

用途：

广泛地用于各种橡胶制品的生产。

在轮胎工业中，再生胶用于制造垫带、钢丝圈胶、三角胶条、封口胶条等。

汽车上，也采用再生胶制作胶板、橡胶地毡、汽车用橡胶零件等。

另外，再生胶也可掺于天然橡胶或合成橡胶中，制作胶管、胶带、各种模样制品，还可以制造胶鞋的鞋底、海绵胶等。

四、橡胶制品在汽车上的应用

1、轮胎

制造轮胎的主要原材料有生胶（包括天然橡胶、合成橡胶、再生胶）、骨架材料（即纤维材料，包括棉纤维、人造丝、尼龙、聚醋、玻璃纤维、钢丝等）以及炭黑等。

目前，汽车载重轮胎的生胶以天然橡胶为主，而轿车轮胎则以合成橡胶为主。

天然橡胶在许多性能方面优于通用型合成橡胶，采用天然橡胶制成的轮胎耐刺扎，特别对使用条件苛刻的轮胎，其胎面上层胶大多采用天然橡胶制造。

在轮胎用合成橡胶中，丁基橡胶属于特种合成橡胶，具有优良的气密性和耐老化性。

用它制造的内胎，气密性比天然橡胶内胎好，使用中不必经常充气，轮胎使用寿命也相应提高。

它也是无内胎轮胎密封层的最好材料。

2、其他橡胶配件

除轮胎以外，汽车用橡胶配件还包括各种车用胶管、传动带、油封、高压密封、减振缓冲胶垫、窗玻璃密封条等。

（1）车用胶管包括水、气、燃油、润滑油、液压油等的输送管。

（2）车用胶带大多是无接头的环形带。

（3）车用橡胶密封件以油封为主，包括0形圈、密封圈、衬垫等，用于前后轴、曲轴、离合器、变速器、减速器、差速器、制动系统和排气系统等部位。

（4）防振橡胶为了提高舒适性，降低振动噪声，汽车多处采用了防振橡胶。

如发动机支承、抗振缓冲器行驶部分的支撑缓冲橡胶、轴套、橡胶藕合器等。

三）课堂小结

1、橡胶最显著的特点是具有高的弹性和回弹性；

2、橡胶由生胶和配合剂组成；

3、常用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶、再生胶；

4、橡胶制品在汽车的轮胎和其他橡胶配件上使用。

四）课后练习

5-1试述合成橡胶的种类。

第二节　玻璃

第三节课

一）引入新课:

玻璃（板书）

一）组织教学：

安定课堂教学秩序

二）提出问题：

1）大家知道玻璃分有哪几种类型吗？

2）我们汽车上用的玻璃是什么材料呢？

二）进行新课:

一、玻璃的性能

（1）密度

成分不同的玻璃，密度有所不同。

普通玻璃的密度一般为2.5g/cm3左右，石英玻璃的密度最小，为2.3g/cm3，而铅玻璃的密度，最大可达8g/cm3。

（2）力学性能

玻璃的抗拉强度低，抗压强度高，硬度较高（莫氏4~8级），韧性很差，是典型的脆性材料。

（3）耐热性

普通玻璃的耐热性较差，经过热处理后，可提高其耐热性。

（4）化学稳定性

玻璃有良好的化学稳定性，对酸、碱的腐蚀具有较强的抵抗能力。

但氢氟酸对玻璃具有较强的腐蚀作用。

（5）绝缘性

固态玻璃具有良好的绝缘性能，可用于制造各种绝缘器材和电学仪器。

但液态玻璃却具有良好的导电性。

（6）光学性质

玻璃最突出的特点是具有良好的光学性质。

玻璃的光学性质主要反映在透明性和折光性两个方面。

二、常用玻璃的种类、特点及主要用途

按其化学组成的不同，可分为钠玻璃、钾玻璃、铅玻璃、铝镁玻璃、硼硅玻璃和石英玻璃等。

按用途不同，玻璃可分为建筑玻璃、工业玻璃、光学玻璃、化学玻璃及玻璃纤维等。

还有建筑玻璃、工业玻璃和平板玻璃的不同分类。

1、平板玻璃

平板玻璃通常是指窗用平板玻璃，又称镜片玻璃。

在日常生活中随处可见。

2、磨砂玻璃

通常又叫毛玻璃。

它是对平板玻璃进行表面磨砂处理而得到的。

其主要特点是透光不透明，常用于制作浴室、卫生间门窗等，还可用于制作灯罩、黑板面等。

3、浮法玻璃

是经锡槽浮抛成形的高质量平板玻璃。

主要特点是表面平整，无波纹，光学性质比一般平板玻璃优良。

浮法玻璃多用于橱窗的制作及高级建筑的门窗等。

4、钢化玻璃

钢化玻璃是普通玻璃经过高温淬火处理的特种玻璃，即将普通玻璃加热到一定温度后，迅速冷却进行特殊钢化处理。

其性能特点是具有很高的温度急变抵抗能力，强度也较高。

钢化玻璃主要用于高层建筑的门窗、厂房的天窗、汽车、火车、船舶的门窗和汽车的挡风玻璃等。

钢化玻璃仅用于汽车后窗玻璃和侧窗玻璃。

局部钢化玻璃一般也作为汽车后窗玻璃和侧窗玻璃。

5、夹丝玻璃

夹丝玻璃又称为防碎玻璃，在玻璃中间夹有一层金属网。

夹丝玻璃的强度高，不易破碎。

既使破碎，玻璃碎片也会附着在金属网上而不易脱落，具有一定的安全作用。

适用于建筑中需要采光而对安全性要求又比较高的场合，如厂房天窗、防火门窗、地下采光窗等。

6、夹层玻璃

夹层玻璃又称为安全玻璃。

它是将两片以上的平板类玻璃用聚乙烯醇缩丁醛塑料衬片粘合而成，具有较高的强度。

夹层玻璃常用于汽车的前窗玻璃。

各国已制订有关法规，规定轿车的前窗必须安装夹层玻璃。

此外，夹层玻璃还常用于高层建筑门窗和航空用的安全玻璃等。

7、信号玻璃

信号玻璃主要有平板色玻璃、凸透镜玻璃、偏光镜玻璃和牛眼形玻璃四类。

对信号玻璃的质量要求远高于普通玻璃。

信号玻璃应色彩鲜艳，质地均匀一致，透明度较高，可以有选择性的透光。

信号玻璃广泛应用于铁路、公路、水路、航空等领域，用于制作各种信号机和信号灯。

三、常用汽车玻璃

根据玻璃在汽车上的安装位置不同，汽车用玻璃可分为风窗玻璃、后窗玻璃、前角窗玻璃、前门窗玻璃、后门窗玻璃、后角窗玻璃和后侧窗玻璃等，如图5-2所示。

三）课堂小结

1、玻璃的性能主要有密度、力学性能、耐热性、化学稳定性、绝缘性、光学性质；

2、常用玻璃的种类有平板玻璃、磨砂玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃，根据玻璃不同的性能特点使用在不同的领域，汽车车窗常用钢化玻璃；

3、常用汽车玻璃有风窗玻璃、后窗玻璃、前角窗玻璃、前门窗玻璃、后门窗玻璃、后角窗玻璃和后侧窗玻璃等。

第三节　摩擦材料

第四节课

一）引入新课:

摩擦材料（板书）

一）组织教学：

安定课堂教学秩序

二）提出问题：

1）汽车上用摩擦材料制作的零部件有哪些？

二）进行新课:

一、汽车用摩擦材料的性能要求

对于汽车用摩擦材料，主要有以下几方面的性能要求:

1、摩擦系数

摩擦因数是摩擦材料一个最为主要的技术指标，通常不是一个常数，而是随温度、压力、速度、表面状态、摩擦环境等的变化而变化。

理想的摩擦因数是对这些因素的影响变化相对不敏感的摩擦因数。

2、耐磨性

是衡量摩擦材料使用寿命的一个重要指标。

良好的耐磨性使摩擦对偶的磨损降低。

3、物理、力学性能

摩擦材料的物理、力学性能除能满足摩擦材料的加工要求以外，还要满足摩擦材料在使用中的强度要求，以保持良好的使用性能。

对于汽车离合器摩擦片，要求摩擦材料具有良好的冲击韧度、抗压强度、抗剪强度，以及良好的导热性、耐热性，性能随温度的变化要小。

4、噪声

汽车制动噪声产生的原因很复杂。

就摩擦材料而言，低的摩擦因数容易产生过重的噪声。

二、汽车摩擦材料的组成

汽车摩擦材料主要由骨架材料、粘结剂和填充材料所组成。

1、骨架材料

骨架材料多以石棉纤维为主。

因而，这种摩擦材料也称之为石棉摩擦材料，占摩擦材料总量的95%以上。

2、粘结剂

摩擦材料用粘结剂多以酚醛树脂为主，也有相当一部分使用了含橡胶、腰果油、聚乙烯醇或其他高分子材料成分的改性酚醛树脂。

3、填充材料

填充材料多采用重晶石、硅灰石、氧化铝、铬铁矿粉、氧化铁、轮胎粉及铜、铅等粉末。

目前，摩擦材料的生产多采用模压法，即将各种组成材料经混合、热压、研磨后得到摩擦材料。

也有采用辊压法、一步成形法或其他加工方法的。

第四节　塑料

第五、六节课

一）引入新课:

塑料（板书）

一）组织教学：

安定课堂教学秩序

二）提出问题：

1）汽车上用塑料制作的零部件是哪些？

二）进行新课:

定义：

是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，它通常可在加热、加压条件下被注塑或固化成型，故称为塑料。

一、塑料的组成

塑料的主要成分是有机合成树脂，也可根据需要加人各种增强材料、填料、增塑剂、固化剂、稳定剂、着色剂和阻燃剂等。

塑料的成型是将分装、粒状、溶液或分散体等各种物态的塑料物料转变为所需形状的制品。

成型的方法很多，有注射、压制、浇铸、挤出、吹塑、真空等多种成型方法。

1、合成树脂

合成树脂是指由低分子化合物（如乙烯）通过化学聚合反应合成的高分子化合物，如酚醛树脂、聚乙烯等。

2、添加剂

添加剂是指为改善或弥补塑料的物理、化学、力学或工艺性能而特别加入的助剂。

常用的有以下几种：

（1）填料或增强材料填料在塑料中主要起增强作用。

（2）固化剂固化剂的作用是使树脂内部分子结构发生变化，硬度提高，稳定性增加。

（3）增塑剂用以提高树脂的可塑性和柔性。

（4）稳定剂加人稳定剂是为了防止塑料因受热、光的作用过早老化。

此外，还有其他一些塑料添加剂，如润滑剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂和发泡剂等，可优化塑料的其他各种特定性能，如降低摩擦因数、改善阻燃性、改变色泽等。

二、塑料的性质

塑料是生产和日常生活中应用最广泛的材料之一。

其主要优缺点见表5-2。

三、常用工程材料

工程塑料主要指综合性能（包括力学性能、耐热性、耐寒性、耐蚀性和绝缘性能等）良好的各种塑料。

它们是制造工程结构用零部件、工业容器和设备等的一类新型结构材料。

常用的工程塑料分为热塑性工程塑料和热固性工程塑料两类。

1、热塑性工程塑料

热塑性工程塑料在成型前即处于高分子状态。

加热时，材料会软化并熔融，可塑造成型，冷却后即成型并保持既得形状。

而且，这个过程具有重复性。

优点是加工成型简单，具有较高的力学性能。

缺点是耐热性和刚性比较差。

在工业生产中，热塑性塑料在数量上占绝对优势，大约占总塑料产量的80%左右。

常用的热塑性塑料有以下几种。

（1）聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）塑料它们均属于聚烯烃塑料。

特点：

具有相对密度小、耐溶剂性和耐水性好、介电常数小、电绝缘性高等。

用途：

是目前最重要的通用塑料，其产量历年来居世界塑料工业之首位。

（2）聚氯乙烯（PVC）塑料有硬质和软质之分。

特点：

前者强度、硬度高，耐蚀、耐油、耐水性好，阻燃性好，常用于制造塑料管、塑料板；后者强度、硬度低，耐蚀性较差，易老化，但气密性好。

用途：

用于制造薄膜、软管等。

（3）聚四氟乙烯（PTFE）属于氟塑料，被誉为“塑料王”。

特点：

具有非常优良的耐高低温性能，可长期在-180~240℃之间使用，并具有极高的耐蚀性，任何强酸、强碱、强氧化剂都对它不起作用。

其摩擦因数极低，是优良的减摩、自润滑材料。

用途：

常用于制造各种机械的减摩密封圈、化工耐蚀零件、活塞环、轴承及医疗代用血管、人工心脏等。

（4）聚甲基丙烯酸甲（PMMA）俗称有机玻璃，分为透明、半透明或有色、无色等品种。

特点：

强度、韧性与硬质聚氯乙烯差不多，透光率可达92%，可耐稀酸、碱，不易老化，但表面硬度低，易擦伤，较脆。

用途：

广泛用于航空、汽车、仪表、光学等工业中，多用于制造有一定透明度要求的零件，如可用来制作风挡、舷窗、透明管道、仪器仪表护罩、外壳等。

（5）ABS塑料具有良好的耐热、耐蚀性和一定的表面硬度，较高的刚性，良好的加工工艺性能和着色性。

ABS在塑料中的品种牌号最多，可分为一般用品种、耐热品种、电镀用品种和透明品种等。

特点：

与其他塑料相比，ABS具有良好的综合力学性能，刚性好，耐寒性强，加工性能好，表面光洁，制品表面还可以电镀。

用途：

ABS塑料的用途很广，可用来制造轴承、齿轮、叶片、叶轮、设备外壳、管道、容器和仪器仪表零件等，在汽车上发挥着其他材料不可替代的作用。

此外，还有聚苯乙烯（PS）、聚酞胺（PA，尼龙）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）等工程塑料。

2、热固性材料

热固性塑料是把分子量1000以下的一次树脂加热融化，浇人模中加热，使一次树脂连接而成高分子树脂的成型品。

特点：

初加热时软化，可塑造成型，但固化后再加热时将不再软化，也不溶于溶剂。

分类：

塑料有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚脂等。

它们具有耐热性高，受压不易变形等优点。

缺点：

力学性能不好，但可加入填料来提高其强度。

常用的热固性塑料有以下几种。

（1）酚醛塑料（PE）

酚醛塑料是由酚类和醛类材料在酸或碱催化剂的作用下经合成反应，制成酚醛树脂，再根据不同性能要求加人各种添加剂而制得的塑料。

常用的酚醛树脂是由苯酚和甲醛为原料制成，其性质可根据制备工艺的不同，有热塑性和热固性两类。

热固性酚醛塑料通常以压塑粉（俗称胶木粉）为填料制成，经压制而成的电器开关、插座、灯头等，不仅绝缘性好，而且有较好的耐热性，较高的硬度、钢性和一定的强度;以纸片、棉布、玻璃布等为填料制成的层压酚醛塑料，具有强度、耐冲击性好以及耐磨性优良等特点，常用以制造受力要求较高的机械零件，如仪表齿轮、轴承、汽车刹车片、内燃机曲轴带轮等。

（2）氨基塑料（UF）

氨基塑料是以氨基化合物（如尿素或三聚氰胺）与甲醛缩聚反应制成氨基树脂，然后加人添加剂而制成氨基塑料，其中最常用的是脉醛塑料。

常见的制品有仪表外壳、电话机外壳、开关、插座等。

（3）环氧塑料（EP）

环氧塑料是由环氧树脂加人固化剂（如乙二胺、顺丁烯二酸醉）后形成的热固性塑料。

一般以铸型的方式成型。

它的强度高、韧性好，并具有良好的化学稳定性、绝缘性及耐热耐寒性，长期使用温度为-80~150℃，成型工艺性好，但具有某些毒性。

环氧塑料可制作塑料模具、船体、电子零部件等。

四、塑料在汽车上的应用

由于塑料件比金属件轻得多，所以采用塑料已成为汽车制造厂家节油和降低车体重量的重要手段。

同时，塑料件的应用也促进了承载式汽车撞伤修理新技术的出现和发展，使许多塑料件的修复比更换更为经济，并缩短了汽车的修理时间。

现代承载式汽车上使用塑料件的部位如图5-3所示。

汽车用塑料按照用途可分为内饰件用塑料、工程塑料和外装件用塑料。

1、汽车内饰用塑料

汽车内饰用塑料要求具备吸振性能好、手感好、耐用性好的特点，美观的目的。

内饰用塑料品种主要有：

聚氨酯（PU）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和ABS等。

它们用于制作座垫、仪表板、扶手、头枕、门内衬板、顶棚衬里、盘等内饰塑料制品。

以满足安全、舒适、地毯、控制箱、转向

2、汽车用工程塑料

在汽车上，汽车用工程塑料主要用作结构件，这就要求塑料具有足够的强度、抗蠕变特性以及尺寸稳定性。

汽车上常用的工程塑料有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸醋、酚醛树脂等。

采用工程塑料取代金属制造汽车配件，可以直接取得汽车轻量化的效果，还可以改善汽车的某些性能，如防腐、防锈蚀、减振、控制噪声、耐磨等。

3、汽车的外装件及结构件

汽车的外装件及结构件包括传动轴、车架、发动机罩等，要求具备高强度，因而多采用纤维增强塑料复合材料制造，这将在后面的复合材料中进行介绍。

汽车用主要塑料的名称、变形温度、使用场合见表5-3

三）课堂小结

1、塑料油合成树脂和添加剂组成；

2、常用的工程塑料有热塑性工程塑料、热固性塑料；

3、汽车上用的塑料有内饰件、工程塑料、外饰件及结构件。

四）课后练习

5-2什么是工程塑料?

工程塑料具有哪些特性?

5-3列举常用的热塑性塑料、热固性材料，说明其用途。

第五节　陶瓷材料

第七、八节课

一）引入新课:

陶瓷材料（板书）

一）组织教学：

安定课堂教学秩序

二）叙述中国陶瓷史：

陶器的发明是原始社会新石器时代的一个重要标志。

我国已发现距今约10000年新石器时代早期的残陶片。

河北徐水县南庄头遗址发现的陶器碎片经鉴定为10800~9700年的遗物。

此外，在江西万年县、广西桂林甑皮岩、广东英德县青塘等地也发现了距今1000~7000年的陶器碎片。

从夏商、六国、唐、宋等时期叙述，引出此课所讲的陶瓷与古文物陶瓷的区别。

随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种。

它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺。

美国和欧洲一些国家的文献已将“Ceramic”一词理解为各种无机非金属固体材料的通称。

因此陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭窄的传统观念了。

二）进行新课:

定义：

陶瓷是以天然或人工合成的各种无机化合物为基本原料，经原料处理、成形、干燥、烧制等工序制成的无机非金属固体材料。

一、陶瓷的分类

陶瓷产品的种类繁多，性能各异，其分类方法也各不相同。

陶瓷的分类如图5-4所示

二、陶瓷的组织结构

陶瓷是由金属和非金属元素的化合物构成的多晶固体材料，晶体结构比金属复杂得多，它们主要是以离子键为主的晶体（例如MgO、Al2O3）和以共价键为主的共价晶体（BN、SiC、Si3N4），但大多数为两者的混合型晶体。

尽管陶瓷种类繁多，但其显微结构总的可归纳为三种相，即晶相、玻璃相和气相，陶瓷的显微组织如图5-5所示。

以上三种相的数量、形状及分布对陶瓷的性能起着决定性的作用。

（1）晶相

晶相是陶瓷的主要组成相，它由固溶体或化合物所组成，且一般是多晶体，存在着晶粒和晶界。

同金属一样，细化晶粒和亚晶粒也可以强化陶瓷材料。

从晶格结构上看，常见的有氧化物结构和硅酸盐结构两类。

陶瓷材料的主要性能则由晶相决定。

（2）玻璃相

玻璃相是陶瓷烧结时各组成物和杂质通过一系列物理化学作用形成的一种非晶态的低熔点固体。

玻璃相的主要作用是将分散的晶相粘结在一起，起到降低烧成温度，抑制晶体长大以及填充气孔空隙的作用。

玻璃相强度低、热稳定性差。

因此工业陶瓷应限制玻璃相所占的体积分数，一般在20%~40%的范围内。

（3）气相

陶瓷中的气相就是气孔，常以孤立状态分布于玻璃相之中，或以细小气孔存在于晶界或晶内。

气孔的数量、形状、分布对性能产生较大的影响。

气孔往往产生应力集中，又是裂纹源，它使组织致密性下降，降低材料的强度和电击穿能力，使材料脆性增大。

所以，应减少气孔量。

不过轻质材料、保温材料中则希望增加气孔量。

一般来说，气相约占陶瓷体积的5%~10%。

三、陶瓷的性能

（1）力学性能

弹性模量比金属高、硬度高、抗压强高度；但脆性大、抗拉强度低、塑性和韧性也很小。

（2）热学性能

熔点高（2000℃以上）、抗蠕变能力强、热膨胀系数和导热系数小，1000℃以上仍能保持室温性能。

（3）电学性能

一般是优良绝缘体，个别特殊陶瓷具有导电性和导磁性，属新型功能材料。

（4）化学性能

非常稳定，能耐酸、碱、盐等的腐蚀，不老化，不氧化。

四、常用陶瓷

传统陶瓷是以高岭土、长石、钠长石和石英为原料经过