1、俨 t e俨ties；。Chapter3 Properties of MaterialsGeneral Characters of MaterialsChapter3 Properties of Materials2巫硬晶态和非晶，态一；白:I t:.I.需.，,t,.)I 叫二 1离子键和共价键iE 酣热一！绝缘至导 电气光性好，脆柱，低韧性匮！i 金属 材将一 金属键！r延展性好不透明！离 断裂韧性晶态L导热体、导电体r轻低强度t 软中韧性 一 高分子材料 卡 一 共 价键、草德华键 一一一：l易加工晶态和非晶态L热、电绝镰Chapter3 Properties of Materials3
2、本章主要内容材料的几类主要性能：化学性能 力学性能热性能电性能 磁性 光学性能学习 目的：1.了解材料的各类性能；2.学习一些材料性能的表征及测试方法；3.加深理解材料结构与性能的关系。3.1 化学性能Chapter3 Properties of Materials4Chemical Pe俨f俨manee材料抵抗各种介质作用的能力/y 户溶蚀性 耐腐蚀性抗渗透性 抗氧化性飞 电化学稳定性、E凶3.1.1 耐氧化性Chapter3 Properties of Materials5(1）化学锈蚀金属氧化反应的 主要过程示意图另WO E仍o胁中OZ A T。另功OW O OOz(B)吸附氧化物成核
3、生长 氧溶解氧化膜生长 内氧化缝隙 孔洞 微裂纹宏观裂纹几种金属的表面氧化膜对比Chapter3 Properties of Materials6MgOMagnesium多孔氧化膜(a)A l20 3AluminumAl致密氧化膜、Jh ur、Iron松散氧化膜Overlap，FeFeO(c)(2)电化学腐蚀Steel pipeCopper fittingContact11:AnodeCathodeAnode、e-币。击auunuj什UV啊V O口Water气气Ions、，JBO，、Electrolyte(a)corrosion cell between a steelwater pipe a
4、nd a copper fittingsimple electrochemical cell7Chapter3 Properties of Materials形成腐蚀 电池的三个基本条件1）电位差存在：不同金属或同种金属的不同区域之间存在电位差。电位差越大，腐蚀 越强烈；较活泼的金属电位较低，成为阳极 而遭受腐蚀。2）电解质溶液存在：两级材料共处于相连 通的电解质溶液中。3）具有不同 电位的两部分金属之间必须有导 线连接或直接接触。电化学防锈牺牲阳极法牺牲阳极法是人为地构 造腐蚀电池：在金属材料上外加较活 泼的金属作阳极，金属 材料作为阴级，发生电 化学腐蚀时 阳极被腐蚀，金属材料主体则得以保
5、 护。AtmosphereSoilMg2叫 MgI才 M g 2+(a)Cathodic p俨otection of a bu俨ied steel pipeline离水Chapter3 Properties of Materials10M用极反应阴植反应e.Met申Ze 咱气li+H2.e/,r，.、言卢 飞、飞 .2 0H -飞飞飞,If/阳银 区kf 11 1/fII 飞，lh A资金属B贼金 羁-海水对金属的侵蚀示意 图思 言 ：Chapter3 Properties of Materials11为什么有的金属（如铝）比较活泼，但在 空气中很稳定？为什么在潮湿环境下金属材料容易生锈？材料
6、应用 中有哪些防锈方法？3.1.2 耐酸碱性Chapter3 Properties of Materials12耐酸材料，以酸性氧化物Si0 2为主耐 碱材大多数金属氧化物都是碱性氧化l料物，相应的材料表现出较强的耐 碱性，而 易受酸侵蚀或溶解。金属的耐酸碱性Chapter3 Properties of Materials13主要是高温下浓碱液的腐蚀 问题 练 络铸铁 中加入稀土，降低练含量，可以降低材料成 本，又可以保证合金铸铁良好的耐碱蚀性。耐蚀机理：碱蚀后稀土高保络铸铁 表面生成完整、致密的（Fe,Cr)203 氧化膜和Na2S0 4、FeCI3等附着物，决材料本体受到保护。高分子材料：
7、Chapter3 Properties of Materials14化学稳定性好，耐酸耐碱主链原子以共价键结合长分子链对反应基团的保护电绝 缘性，无 电化学腐蚀Chapter3 Properties of Materials153.1.3 耐有机溶剂性 金 属材料和无机非金属材料有好的耐有机溶剂性能；热塑性高分子材料一般 由线形 高分子构成，很多有机 溶剂都可以将其溶解；交联型高分子在有机溶剂 中不溶解，但能溶胀，使材 料体和、膨胀，性能交差；不同的 高分子材料，其分子链以及侧基不同，对各种 有机溶剂表现 出不同的耐受性；组织结构对耐溶剂性也有较大影响。例 如，作 为 结 晶 性 聚 合 物，
8、聚 乙 烯 在 大 多 数 有 机 溶 剂 中 都 难溶，因而具有很好的耐溶剂性。3.1.4耐老化性16Chapter3 Properties of Mater als 一高分子材料面 临的问题自由基形成后导致 链的断裂（降解）：川句，Hi c0H止一一旺，CCCOCH：盹 问CCCOC一一吨。Ch VCHlI-CH3光照下形成自 由基：-CH2C二CHCH2川石7骨CH2C=CH一CH 氧气的参与：()(2)RH+o-o一一R0+00-0HR0+o-o一一R-0一o RHRO一OH+R(3)RO一OH+RH一一Ro+oH(4)Ro+oH一一 ROH+R0(5)H0+R H一 一 R0 +H2
9、0CH2+咐句，HC OH厅一一一卧CCCOCHCH 一日CCCOC一。Chapter3 Properties of Materials17结构与耐老化性炭基容易吸收紫外光，因此含茨基的聚合物在太阳光 照射下容易被氧化降解。聚四氟乙烯有极好的耐老化性能氟原子与碳原子形成牢 固的化学键；氟 原 子 的 尺 寸 大 小 适 中，一 个 紧 挨 一 个，能 扣 减 链 紧 紧包围住。分子链 中含有不饱和双键、聚眈氨的耽氨键、聚破 酸 醋的西 旨 键、聚矶的碳硫键、聚苯西 定 的苯环上的甲基等 等，都会降低高分子材料的耐老化性。Chapter3 Properties of Materials18耐老化性的提高 改 进聚合物分子结构加入适当助剂抗氧化剂光屏蔽剂 紫 外 线 吸 收 剂浮灭剂3.1 力学性能Mechanical Proper寸y材料抵受外力作用的能力，表征包括强度(strength），韧性（toughness），硬度（hardness）等3.1.1 材料的强度（Strength)依 据：材 料 受 力 时 的 形 变应力stress应变strain;ij0 坷 。1夹具央具Aa B EEF样品拉伸试验同 二 二 二 二 移动横杆标UJi K：皮
