-無機非金屬(包括陶瓷材料、半導體材料等。)
-金屬(壹般分為鐵基金屬(黑色金屬)和非鐵基金屬(有色金屬))
-復合材料(由兩種或兩種以上材料適當組合而成。通常,壹種材料用作基體,另壹種材料用作增強材料。)
1.基於高分子化合物的材料。包括橡膠、塑料、纖維、塗料、粘合劑和聚合物基復合材料。分類高分子材料按其特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子粘合劑、高分子塗料和高分子基復合材料。①橡膠是壹種線性柔性聚合物。分子鏈之間的價力小,分子鏈是柔性的。在外力的作用下,可以發生很大的變形,去掉外力後可以很快恢復原狀。有兩種天然橡膠和合成橡膠。②高分子纖維分為天然纖維和化學纖維。前者指的是絲、棉、麻、毛等。後者由天然聚合物或合成聚合物經紡絲和後處理制成。纖維具有高價態、低變形性和高模量,壹般為結晶聚合物。③塑料是以合成樹脂或化學改性天然高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑等添加劑制成的。它的分子間價力、模量和形變介於橡膠和纖維之間。根據合成樹脂的特性,通常分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途分為通用塑料和工程塑料。④高分子粘合劑是以合成天然高分子化合物為主要成分的粘合材料。有兩種天然和合成粘合劑。合成粘合劑被廣泛使用。⑤聚合物塗料是以聚合物為主要成膜物質,加入溶劑和各種助劑制成的。根據成膜物質的不同,可分為油脂塗料、天然樹脂塗料和合成樹脂塗料。⑥聚合物基復合材料是以高分子化合物為基礎,添加各種增強材料的復合材料。它結合了原有材料的性能特點,可以根據需要進行設計。
2.無機非金屬材料是由氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和某些元素的其他物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的總稱。傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設必需的基礎材料。比如水泥是壹種重要的建築材料;耐火材料與高溫技術密切相關,尤其與鋼鐵工業的發展密切相關;各種規格的平板玻璃、儀器玻璃、普通光學玻璃,以及日用陶瓷、衛生陶瓷、建築陶瓷、化工炻器、電瓷等,都與人們的生產生活息息相關。它們產量大,用途廣。其他產品,如搪瓷、磨料(碳化矽、氧化鋁)、鑄石(輝綠巖、玄武巖)等。)、碳素材料和非金屬礦物(石棉、雲母、大理石等。)也屬於傳統的無機非金屬材料。20世紀中期以來,新的無機非金屬材料得到了發展,它們具有特殊的性能和用途。它們是現代新技術、新產業、傳統產業技術改造、現代國防和生物醫藥不可或缺的物質基礎。
3.金屬元素或主要由金屬元素組成的具有金屬特性的材料。包括純金屬、合金、金屬間化合物和特殊金屬材料等。人類文明的發展和社會的進步與金屬材料密切相關。在石器時代之後,青銅時代和鐵器時代以金屬材料的應用為標誌。現代,各種金屬材料已經成為人類社會發展的重要物質基礎。類型:金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。(1)黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括含鐵90%以上的工業純鐵、含碳2% ~ 4%的鑄鐵、含碳2%以下的碳鋼以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金和精密合金。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。(2)有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬。有色合金的強度和硬度壹般比純金屬高,電阻大,電阻溫度系數小。③特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料。其中既有快速冷凝法獲得的非晶金屬材料,也有準晶、微晶、納米晶金屬材料。還有隱身、耐氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼、金屬基復合材料等特殊功能合金。
4。復合材料是由壹種材料作為基體,另壹種材料作為增強體組成的材料。各種材料在性能上互補,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原材料,滿足各種要求。在復合材料中,纖維增強材料的應用和使用最為廣泛。其特點是比重低、比強度高、比模量高。例如,碳纖維和環氧樹脂的復合材料比鋼和鋁合金具有高幾倍的比強度和模量,還具有優異的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、抗疲勞、抗蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂結合可以獲得膨脹系數幾乎等於零的材料。纖維增強材料的另壹個特點是各向異性,因此可以根據產品不同部位的強度要求來設計纖維的排列。碳纖維和碳化矽纖維增強鋁基復合材料在500℃仍能保持足夠的強度和模量。碳化矽纖維與鈦的復合不僅能提高鈦的耐熱性,還能提高耐磨性,可用作發動機風扇葉片。碳化矽纖維復合陶瓷的使用溫度可達1500℃,遠高於高溫合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨構成耐燒蝕材料,其已經用於航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。非金屬基復合材料由於密度低,用在汽車、飛機上可以減輕重量,提高速度,節約能源。碳纖維和玻璃纖維復合鋼板彈簧的剛度和承載能力相當於重量5倍以上的鋼板彈簧。