第一篇:光纤几何性能及光学性能
光纤的几何及光学性能
1.光纤概述
光纤是光波传输的介质,是由介质材料构成的圆柱体,分为芯子和包层两部分。光波沿芯子传播。在实际工程应用中,光纤是指由预制棒拉制出纤丝经过简单被复后的纤芯,纤芯再经过被复,加强和防护,成为能够适应各种工程应用的光缆。
光波在光纤中的传播过程是一个复杂的电磁场的边界问题,一般来说,光纤芯子的直径要比传播光的波长高几十倍以上,因此利用几何光学的方法定性分析是足够的,而且对问题的理解也很简明、直观。
当一束光纤投射到两个不同折射率的介质交界面上时,发生折射和反射现象。对于多层介质形成的一系列界面,若折射率n1>n2>n3…>nm,则入射光线在每个界面的入射角逐渐加大,直到形成全反射。由于折射率的变化,入射光线受到偏转的作用,传播方向改变。
光纤由芯子、包层和套层组成。套层的作用是保护光纤,对光的传播没有什么作用。芯子和包层的折射率不同,其折射率的分布主要有两种形式:连续分布型(又称梯度分布型)和间断分布型(又称阶跃分布型)。
当入射光经过光纤端面的折射后进入光纤,除了与轴向方向一致的光沿直线传播外,其余的光线则投射到芯子和包层的交界面:一种在界面形成全反射,这些光线将与光轴保持不变的夹角,呈锯齿状无损耗地在光纤芯子内向前传播,称之为传播光;另外一种在界面处只有一部分形成反射,还有一部分折射进入包层,最后被套层吸收,反射的光线再次到达界面时又会有一部分损耗,因而不能传播,称为非传播光。
因此,光纤芯子和包层的折射率及折射率的分布与光纤的转播特性有密切关系。
2.光纤几何尺寸参数
光纤的尺寸参数是光纤的最基本的标准化参数。尺寸参数除了对光纤的光传输、机械等性能有影响外,它们还对光纤的连接损耗的大小起着至关重要的作用。例如,单纤接续则要求被接光纤纤芯尺寸参数相同,但是光纤带的接续则要用光1 纤外径作为纤芯对准的参数,故要求光纤的外径应均匀一致。
光纤的尺寸参数标准既是光纤制造的几何尺寸依据,又是光纤制造中严格控制的指标,还是判别光纤产品合格与否的质量标准。
众所周知,光纤玻璃几何尺寸规定为圆对称结构。因此,2000年10月国际电信联盟电信标准化部(ITU-T)最新推荐的用来表征光纤尺寸的特征参数是:包层、包层中心、包层直径、包层直径偏差、包层容差范围、包层不圆度、芯中心、预涂覆层直径、缓冲层直径和光纤长度变化等。
光纤尺寸参数的测量方法有:近场图像法、折射近场法、俯视法、传输近场法等。借助这些几何尺寸参数测量方法,可对光纤玻璃的几何尺寸参数进行单个几何尺寸参数测量,也可进行多个几何参数测量。工程应用中通常只测量其中几项主要参数。
3.光纤传输特性和光学特性
光纤的传输特性和光学特性对光纤通信系统的工作波长、传输速率、传输距离和信息质量等都有着至关重要的作用。
光纤的传输特性和光学特性具体涉及到的适用特性有:衰减、色散、截止波长、模场直径、基带响应、数值孔径、有效面积、光学连续性和微弯敏感性等等。
其中主要特性包括: 1)衰减特性
衰减是光纤中光功率减少量的一种度量,它取决于光纤的工作(波长)类型和长度,并受测量条件的影响。通常,对于均匀光纤来说,可用单位长度的衰减,既衰减系数反映光纤的衰减性能的好坏。
在鉴别光纤性能和系统设计等实际应用中,人们最感兴趣的是光纤在工作波长下的衰减系数,如在工作波长λ=850nm、1310nm和1550nm等处的衰减系数。
衰减系数随波长变化的曲线被称为衰减谱,其能直观且形象地反映出在一定波长范围内整个光纤长度上的衰减信息。
2)色散
光纤中色散主要是指集中的光能,例如光脉冲经过光纤传输后在光纤输出端发生能量分散,导致传输信号畸变。在光纤数字通信系统中,由于信号的各频率2 成分或各模式成分的传输速率不同,信号在光纤中传输一段距离后,将互相散开,脉冲展宽。严重时,前后脉冲将互相重叠,形成码间干扰,增加误码率,影响了光纤的带宽,限制了光纤的传输容量和传输距离。
色散是单模光纤的重要参数之一。研究光纤的色散特性,对合理地设计光纤折射率剖面结构,改善光纤的传输特性是极为重要的。值得指出的是:G.653、G.655单模光纤都是由优化光纤工作波长处的材料色散和波导色散的方法,即通过改变光纤波导结构研制出来的新型光纤。
单模光纤的色散决定着光纤所能传输的速率、距离、容量,对于超常距离、超大容量、超高速率的通信系统有着极为重要的意义。色散和衰减是系统设计的光中继段受限距离的两个重要参数。
3)偏振模色散
偏振模色散(PMD,Polarization Mode Dispersion)是指单模光纤中的两个正交偏振模之间的差分群时延,它在数字系统中使脉冲展宽产生误码。
4)截止波长
当光纤的结构参数(折射率与芯径)确定后,光纤是否工作于单模状态完全决定于其中传播光的波长。由于最临近其模LP01的高阶模是LP11。因此我们定义使LP11模截止(完全不能传输)的波长为单模光纤的截止波长λc。λc定义为总功率,包括注入的高阶模与基模光功率之比减小到小于0.1dB时所对应的更长波长。按照这个定义,当各次模基本上受到均匀激励时,二阶模LP11比基模Lp10衰减大的波长就是截止波长。
通常,人们所指的截止波长是实际测得的截止波长。实际测量研究表明,光纤的截止波长与光纤的长度和光纤所处的状态,如弯曲和受到的应力作用等有关。为了使实际测得的截止波长更具工程实用价值,国际电信联盟标准化部门在ITU-T G.650(2000)中将实际测量的截止波长分为三类:光缆截止波长、光纤截止波长和跳线光缆截止波长。
5)模场直径
模场直径是单模光纤所特有的一个重要参数。它的标称值和容差大小与光纤的连接损耗和抗弯性有着密切的关系,而且可以从模场直径随波长的变化谱估算单模光纤的色散值、单模光纤连接损耗、弯曲损耗和单模光纤有效面积等。因此,3 在单模光纤生产光缆、施工接续和实际使用中,人们非常重视模场直径这一参数。
第二篇:RLE_ME02几何光学知识总结
实验1薄透镜的成像规律实验
物体在2f之外,成像于f~2f。物体在f~2f之间,成像于2f之外。物体在2f处,成像于2f´。
实验2自准直法测量薄透镜焦距实验
自准直法:若物体AB正好处在透镜L的前焦面处,那么物体上各点发出的光经过透镜后,变成不同方向的平行光,经透镜后方的反射镜M把平行光反射回来,反射光经过透镜后,成一倒立的与原物大小相同的实像AB,像AB位于原物平面处。即成像于该透镜的前焦面上。此时,物与透镜之间的距离就是透镜的焦距f。通过
实验3二次成像法测量薄透镜焦距实验
L O nl来证明。算出β=-1 nlI dl l2d2f4l
当透镜移动到如图3-1中实线位置时,屏中将出现一个放大清晰的像,(设此物距为u,像距为v);当透镜移动到虚线位置时,屏中将出现一个缩小清晰的像,(设此时物距为u´,像距为v´)。根据透镜的成像公式,可得:uv',vu'---------(由高斯公式可以推出)
由图可以看出:
lduv2u
∴
'uld2
vlulld2ld2
ldld∴f
uvuv22ll2d2
4l实验4光学系统基点测量实验
主点、焦点、节点的定义。
当共轴球面系统处于同一媒质时,两主点分别与两节点重合。
LABL.S.OPN(H)QN(H)F(B)Af fo因为AO// A’N’,AB// A’ B’,OB// N’ B’,所以 △AOB∽△A’ N’B,即AB:(fo)=A’ B’:f
ff0所以ABh2f0ABh1
因此我们可以通过测量A’ B’的大小,从而得到f的数值。
设待测透镜组中靠近L的透镜(透镜1)的焦距为f1,f1',另一透镜(透镜2)的焦距为f2,f2'。则:
xHf2'(f1'f2)△
(4-2)
△df1'f2(4-3)
是透镜2的后焦点到系统像方主式中,△为透镜组的光学间隔。xH点的距离。
实验5平行光管使用及透镜焦距测量实验
y'fxfo'
y10因为用显微目镜来观察像的大小,所以y’除以10才是像的实际大小。此实验也可以用分划板直接观察成像大小。
实验6光学系统景深测量实验
在景像平面上能清晰成像的物空间的深度范围称为光学系统的景深。
对准平面B1Z1景像平面 出射光瞳 入射光瞳 Z'2 B'' 2PA1P'12aPP2PP'2A' Z2 B2 Δ 1 Δ 2-P-P-P12P' 1P' P'2Z'1 B' 1 入射光瞳的直径越小,即孔径角越小,景深越大。影响景深的因素还有以下三个方面。
(1)对像的清晰度要求越低,景深越大;要求越高,景深越小。(2)物体的物距越大,景深越大;物距越小,景深也越小。(3)焦距越短,景深越大;焦距越长,景深越小。
4ap2=1+2=24ap22
实验7望远系统的搭建和参数测量实验
常见望远镜可简单分为伽利略望远镜,开普勒望远镜等
伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜(目镜)和一个凸透镜(物镜)构成。
fo
fe由此可见,望远镜的放大率等于物镜和目镜焦距之比。若要提高望远镜的放大率,可增大物镜的焦距或减小目镜的焦距.放大的原因:从目镜可看到远处物体的倒立虚像,由于增大了视角,故提高了分辨能力
平行光管焦距L'
观测物镜焦距L109
平行光管跟观察物镜的放大率等于观察物镜焦距除以平行光管焦距。
实验8显微镜搭建和参数测量实验
y3'yyl2tan32y1tany2y1(8-1)'l2Deo fefo式中,φ为明视距离处物体对眼睛所张的视角,Ψ为通过光学仪器观察时在明视距离处的成像对眼睛所张的视角。
第三篇:陶瓷纤维性能及成分
陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料。其产品涉及各领域,广泛应用于各工业部门,是提高工业窑炉、加热装置等热设备热工性能,实现结构轻型化和节能的基础材料。
主要化学成份:
SiO2: 45%-55%
AL2O3: 40%-50%
Fe2O3:0.8%-1.0%
Na2O+K2O:0.2-0.5%
特点及用途:
具有低导热率,优良的热稳定性,化学稳定性,无腐蚀性.用该纤维生产的制动器衬片具有良好的耐高温性和分散性,适合各类混料机搅拌.适用于有耐高温要求,热恢复性能好,制动噪音小的制动器衬片.陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料,具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点,因而在机械、冶金、化工、石油、交通运输、船舶、电子及轻工业部门都得到了广泛的应用,在航空航天及原子能等尖端科学技术部门的应用亦日益增多.发展前景十分看好。陶瓷纤维在我国起步较晚,但一直保持着持续发展的势头,生产能力不断增加,并实现了产品系列化,我国已发展成为世界陶瓷纤维生产大国。
陶瓷纤维的现状及发展趋势
早在1941年,美国巴布考克·维尔考克斯公司就利用天然高岭土经电弧炉熔融后喷吹成了陶瓷纤维。20世纪40年代后期,美国有两家公司生产硅酸铝系纤维,并第1次将其用于航空工业。进入50年代,陶瓷纤维已正式投入工业化生产,到了60年代,已研制开发出多种陶瓷纤维制品,并开始用于工业窑炉的壁衬。1973年全球出现能源危机后,陶瓷纤维获得了迅速的发展,其中以硅酸铝系纤维发展最快,每年以10%~15%的速度增长。美国和加拿大是陶瓷纤维的生产大国,年产量达到了10万t左右,约占世界耐火纤维年总产量的1/3。欧洲的陶瓷纤维产量位于第三,年产量达到6万t左右。在年产30万t的陶瓷纤维中,各种制品的比例大致为:毯和纤维模块45%;真空成型板、毡及异形制品25%;散状纤维棉15%:纤维绳、布等织品6%;纤维不定形材料6%:纤维纸3%。
陶瓷纤维制品的应用领域主要是加工工业和热处理工业(工业窑炉、热处理设备及其它热工设备),其消耗量约占40%,其次是钢铁工业,其消耗量约占25%。国外在提高陶瓷纤维产量的同时,注意研制开发新品种,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纤维等典型陶瓷纤维制品外,近年来在熔体的化学组分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,从而使陶瓷纤维制品的最高使用温度提高到1300℃。此外,有些生产企业还在熔体的化学组分中添加CaO、MgO等成分,研制开发成功多种新产品。如可溶性陶瓷纤维含62%~75%Al2O3的高强陶瓷纤维及耐高温陶瓷纺织纤维等。因此,目前在国外陶瓷纤维的应用带来了十分显著的经济效益,导致陶瓷纤维的应用范围日益扩大,一些主要工业发达国家的陶瓷纤维产量继续保持持续增长的发展势头,其中尤以玻璃态硅酸铝纤维的发展最为迅速。同时,随着陶瓷纤维应用范围的不断扩大,导致陶瓷纤维制品的生产结构随之发生重大改变.如陶瓷纤维毯(包括纤维块)的产量由过去占陶瓷纤维产量的70%下降至45%;陶瓷纤维深加工制品(如纤维绳、布等纤维制品)、纤维纸、纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料的产量大幅度增长,接近于陶瓷纤维产量的15%。陶瓷纤维新品种的开发生产和应用,大大促进了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。
我国陶瓷纤维生产起步较晚,在20世纪70年代初期,才先后在北京耐火材料厂和上海耐火材料厂研制成功并投入批量生产。其后10余年主要以“电弧炉熔融、一次风喷吹成纤、湿法手工制毡”的工艺生产陶瓷纤维制品,工艺落后,产品单一。自1984年首钢公司耐火材料厂从美国CE公司引进电阻法甩丝成纤陶瓷纤维针刺毯生产线后.至1987年,又有河南陕县电器厂、广东高明硅酸铝纤维厂和贵阳耐火材料厂分别从美国BW公司和Ferro公司引进了3条不同规模、不同成纤方法的陶瓷纤维针刺毯生产线及真空成型技术,从此改变了我国陶瓷纤维生产工艺、生产设备落后和产品单一的面貌。
自1986年开始.我国通过对引进的陶瓷纤维生产设备和工艺消化、吸收,并结合国情研制、设计建成了不同类型的电阻法甩丝(或喷吹)成纤干法针刺毯生产线82条,安装在45家企业内。年产量已达到10万t以上,成为世界最大的生产国。产品品种多样化.除批量生产低温型、标准型、高纯型、高铝型等多种陶瓷纤维针刺毯及超轻质树脂干法毡(板)外.还可生产14%~17%ZrO2的合锆纤维毯。其使用温度可达1300℃以上。
20世纪80年代末期,日本直井机织公司、车铁及英特莱等机织品公司相继在北京投资建成了陶瓷纤维纺织品专业生产企业,并批量生产陶瓷纤维布、带、扭绳、套管、方盘根等陶瓷纤维纺织品,纤维织品生产所需的散状纤维棉及工艺装备均已实现了国产化。90年代初,北京、上海、辽宁鞍山、山东、河南三门峡等地先后从美国、法国、日本等国引进了陶瓷纤维的喷涂技术和设备;并在冶金、石化部门工业窑炉上应用了陶瓷纤维喷涂炉衬,节省了能耗,取得了良好的经济效益,现已得到了普遍推广,并在冶金、石化和机械等部门工业炉和加热装置中的应用取得了成功的经验。与陶瓷纤维喷涂技术同步发展的陶瓷纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料,不仅已建有国内生产企业,而且已在各类工业窑炉、加热装置和高温管道上推广应用。
因此,目前我国陶瓷纤维已处于持续调整发展的阶段,陶瓷纤维的生产工艺与设备,尤其是干法针刺毯的生产工艺与设备具有世界先进水平,含铬、含锆硅酸铝纤维板,多晶氧化铝纤维,多晶莫耒石纤维及混配纤维制品等新型陶瓷纤维与制品相继开发成功,并投放了工业化生产,使纤维状轻质耐火材料构成了完整的系列产品。陶瓷纤维应用范围的不断扩大,致使高强度、抗风蚀硬性纤维壁衬应用日益普及。同时,陶瓷纤维生产技术的发展,也大大推动了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。
陶瓷纤维的化学组成与结构性质陶瓷纤维的化学组成陶瓷纤维的化学组成见表1所示。
表1 陶瓷纤维的化学组成陶瓷纤维的结构性质
陶瓷纤维的直径一般为2μm~5μm,长度多为30mm~250mm,纤维表面呈光滑的圆柱形,横截面通常是圆形。其结构特点是气孔率高(一般大于90%),而且气孔孔径和比表面积大。由于气孔中的空气具有良好的隔热作用,因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导热性能具有决定性的影响。实际上,陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组成的混合结构,其显微结构特点在固相和气相都是以连续相的形式存在,因此,在这种结构中,固态物质以纤维状形式存在,并构成连续相骨架,而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构,使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大,从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。
陶瓷纤维的机械物理性能
陶瓷纤维品种较多,其化学成分也不相同,因此其机械物理性能也有较大的差异,现选择具代表性的4种主要陶瓷纤维的典型性能列于表2。
表2 4种陶瓷纤维的典型性能
瓷纤维的制造方法化学气相反应法
化学气相反应(CVR)法是以B2O3为原料,经熔纺制成B2O3纤维,再置于较低的温度和氨气中加热,使B2O3与氨气反应生成硼氨中间化合物,再将这种晶型不稳定的纤维在张力下进一步在氨气或氨与氮的混合气体中加热至1800℃,使之转化成BN纤维,其强度可高达2.1GPa,模量可达345GPa。
化学气相沉积法
化学气相沉积(CVD)法系由钨芯硼纤维氮化而成。制造时,先将硼纤维加热至560℃进行氧化,再将氧化纤维置于氨中加热至1000℃~1400℃,反应约6h后即可制得BN纤维。聚合物前躯体法
聚合物前躯体法是由聚硼氮烷熔融纺丝制成纤维后进行交联,生产不熔化的纤维.再经裂解制成纤维。
Si3N4纤维有两种制法:一是以氯硅烷和六甲基二硅氮烷为起始原料,先合成稳定的氢化聚硅氮烷,经熔融纺丝制成纤维,再经不熔化和烧制而得到Si3N4纤维;二是以吡啶和二氧化硅烷为原料,在惰性气体保护下反应生成白色的固体加成物,再于氮气中进行氨解得到全氢聚硅氮烷,再置于氮气中进行氨解得到全氢聚硅氮烷.再置于烃类有机溶剂中深解配置成纺丝溶液,经干法纺丝制成纤维,然后在惰性气体或氨气中于1100℃~1200℃温度下进行热处理而得氮化硅纤维。
SiBN3C纤维也是采用聚合物前躯体法生产的,是一种最新的陶瓷纤维,起始原料为聚硅氮烷,经熔融纺丝、交联、不熔化和裂解后制得纤维。
SiO2纤维是通过与制备高硅氧玻璃纤维相同的工艺制得的,先制成玻璃料块,再进行二次熔化,采用铂金坩锅拉丝炉进行熔融纺丝,温度约1150℃.得到纤维或进一步加工成织物等成品后用热盐酸处理,除掉B2O3HNa2O成分,再进行烧结使纤维中SiO2的质量分数达到95%~100%。另外,还有以SiO2为原料,配制成高粘度的溶胶后进行纺丝,制得前躯体纤维后,再加热至1000℃,便可制得纯度为99.999%的石英纤维。此外,还可用石英棒或管用氢氧焰熔融拉成粗纤维,然后再以恒定速度通过氢氧焰或煤气火焰高速拉成直径为4μm~10μm的连续长纤维,SiO2含量为99.9%。
陶瓷纤维的应用领域
陶瓷纤维是一种新型纤维状轻质耐火材料,应用领域很广,主要用于金属基和陶瓷基复合材料和隔热功能材料,如应用于航空、航天和其它要求耐高温和较好力学性能的部件,包括烧蚀材料(如宇航器重返大气层的隔热罩、火箭头锥体、喷嘴、排气口和隔板等)。此外,还可应用于熔融金属或高温气液体的过滤材料和耐极高温的绝热材料等。
目前陶瓷纤维发展的趋势陶瓷纤维产品品种和生产规模持续发展
自20世纪90年代以来.一些大的陶瓷纤维生产企业为了增强抗风险的能力,纷纷组建集团,并进行了内部结构调整.淘汰了一些落后的工艺与设备及生产线,在产品结构上作了较大的调整,大幅度压缩了在国际市场上竞争力较差的普通硅酸铝纤维产品,扩大了高纯硅酸铝纤维、含铬纤维、含锆纤维、多晶氧化铝纤维和多晶莫耒石纤维等产品的生产能力。同时,一些大的陶瓷纤维企业开发成功并批量生产用于特殊应用领域的多晶氧化锆纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维、硼化物纤维等新产品,如美国DuPont(杜邦)公司生产的多晶氧化铝长纤维(商品名为FP纤维),含有99.9%多晶α—Al2O3,纤维直径为20μm,主要用于制造纺织物。随着科学技术的发展,先进的复合材料已研制开发成功,其增强体主要是连续长纤维和晶须,其中碳化硅纤维与晶须在复合材料中应用最广,由碳化硅纤维增强的金属基(钛基)复合材料、陶瓷基复合材料已用于制造航天飞机部件、高性能发动机等耐高温结构材料,是21世纪航空航天及高技术领域的新材料。陶瓷纤维制造工艺、方法与技术快速发展
目前,“电阻法喷吹成纤、干法针刺制毯”和“电阻法甩丝成纤、干法针刺制毯”仍为国际上陶瓷纤维生产的两种典型的工艺技术。由于陶瓷纤维的应用范围越来越扩大,以及随着高新技术的发展,要求陶瓷纤维产品向功能性方向发展,以满足特定领域内所需的专用功能性产品,如使产品具有优良的耐高温性能、机械力学性能、柔韧性能和可纺性能等。
在制造方法方面,熔融法与化学法(胶体法)同时并存且同步发展,以适应不同品种用途的需要。熔融法常用于生产非晶质(玻璃态)纤维,其技术含量低,生产成本低,产品的应用量大面广,主要用于工业窑炉、加热装置耐火、隔热应用领域中的基础材料。化学法用于生产多晶晶质纤维,该法技术含量高,生产成本也高,附加值高,但产品仍较少,主要用于1300℃以上高温工业窑炉的耐火隔热及航天、航空、核能等尖端技术领域。
提高陶瓷纤维生产原料的纯度,发展生产能力较
陶瓷纤维的产品质量主要取决于原料的质量,一些工业发达国家的陶瓷纤维生产企业都是以高纯度合成粉料为原料,使熔融法生产的非晶质纤维化学组成中的Fe2O3、Na2O、CaO等有害杂质的含量低于1%,从而提高了纤维板的质量和耐热性能。
大新产品研制开发力度
一般是对现有的工艺设备和生产工艺进行改造与完善,生产功能性产品,扩大应用领域。新产品的开发主要有:晶质氧化铝连续长纤维、复合材料生产用的新型纤维增强体和纳米结构晶质氧化铝连续长纤维的开发等
第四篇:金属材料性能及国家标准
金属材料性能
为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。
材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。
材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
(一)、机械性能
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。
1、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L。时应力值,单位用牛顿 / 毫米 2(N/mm2)表示。
3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2(N/mm2)表示。
4、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。
6、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)
7、冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳 / 厘米 2(J/cm2).(二)、工艺性能
指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。
8、铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。
9、焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。
10、顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。
11、冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度 α(外角)或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示,a 愈大或 d/a 愈小,则材料的冷弯性愈好。
12、冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。、锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。
(三)、化学性能
指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。14、耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。、抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。>> 返回 金属材料的检验 金属材料属于冶金产品,从事金属材料生产、订货、运输、使用、保管和检验必须依据统一的技术标准--冶金产品标准。对从事金属材料的工作人员必须掌握标准的有关内容。
我国冶金产品使用的标准为国家标准(代号为 “ 国标 ”GB“")、部标(冶金工业部标准 ”YB“、一机部标准 ”JB“ 等、)企业标准三级。
(一)包装检验
根据金属材料的种类、形状、尺寸、精度、防腐而定。
. 散装:即无包装、揩锭、块(不怕腐蚀、不贵重)、大型钢材(大型钢、厚钢板、钢轨)、生铁等。
. 成捆:指尺寸较小、腐蚀对使用影响不大,如中小型钢、管钢、线材、薄板等。
. 成箱(桶):指防腐蚀、小、薄产品,如马口铁、硅钢片、镁锭等。4 . 成轴:指线、钢丝绳、钢绞线等。对捆箱、轴包装产品应首先检查包装是否完整。
(二)标志检验
标志是区别材料的材质、规格的标志,主要说明供方名称、牌号、检验批号、规格、尺寸、级别、净重等。标志有;
. 涂色:在金属材料的端面,端部涂上各种颜色的油漆,主要用于钢材、生铁、有色原料等。
. 打印:在金属材料规定的部位(端面、端部)打钢印或喷漆的方法,说明材料的牌号、规格、标准号等。主要用于中厚板、型材、有色材等。7 . 挂牌:成捆、成箱、成轴等金属材料在外面挂牌说明其牌号、尺寸、重量、标准号、供方等。
金属材料的标志检验时要认真辨认,在运输、保管等过程中要妥善保护。
(三)规格尺寸的检验
规格尺寸指金属材料主要部位(长、宽、厚、直径等)的公称尺寸。8 . 公称尺寸(名义尺寸):是人们在生产中想得到的理想尺寸,但它与实际尺寸有一定差距。
. 尺寸偏差:实际尺寸与公称尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公称尺寸叫正偏差,小于公称尺寸叫负偏差。在标准规定范围之内叫允许偏差,超过范围叫尺寸超差,超差属于不合格品。
. 精度等级:金属材料的尺寸允许偏差规定了几种范围,并按尺寸允许偏差大 小不同划为若干等级叫精度等级,精度等级分普通、较高、高级等。11 . 交货长度(宽度):是金属材料交货主要尺寸,指金属材料交货时应具有的长(宽)度规格。
. 通常长度(不定尺长度):对长度不作一定的规定,但必须在一个规定的长度范围内(按品种不同,长度不一样,根据部、厂定)。
. 短尺(窄尺):长度小于规定的通常长度尺寸的下限,但不小于规定的最小允许长度。对一些金属材料,按规定可交一部分 ” 短尺 “。14 . 定尺长度:所交金属材料长度必须具有需方在订货合同中指定的长度(一般正偏差)。15 . 倍尺长度:所交金属材料长度必须为需方在订货合同中指定长度的整数倍(加锯口、正偏差)。
规格尺寸的检验要注意测量材料部位和选用适当的测量工具。
(四)数量的检验
金属材料的数量,一般是指重量(除个别例垫板、鱼尾板以件数计),数量检验方法有:
.按实际重量计量:按实际重量计量的金属材料一般应全部过磅检验。对有牢固包装(如箱、合、桶等),在包装上均注明毛重、净重和皮重。如薄钢板、硅钢片、铁合金可进行抽检数量不少于一批的 5%,如抽检重量与标记重量出入很大,则须全部开箱称重。
.按理论换算计量:以材料的公称尺寸(实际尺寸)和比重计算得到的重量,对那些定尺的型板等材都可按理论换算,但在换算时要注意换算公式和材料的实际比重。
(五)表面质量检验
表面质量检验主要是对材料、外观、形状、表面缺陷的检验,主要有: 19 .椭圆度:圆形截面的金属材料,在同一截面上各方向直径不等的现象。椭圆度用同一截面上最大与最小的直径差表示,对不同用途材料标准不同。20 .弯曲、弯曲度:弯曲就是轧制材料。在长度或宽度方向不平直、呈曲线形状的总称。如果把它们的不平程度用数字表示出来,就叫弯曲度。21 .扭转:条形轧制材料沿纵轴扭成螺旋状。
.镰刀弯(侧面弯):指金属板,带及接近矩形截面的形材沿长度(窄面一侧)的弯曲,一面呈凹入曲线,另一面对面呈凸出曲线,称为 ” 镰刀弯 "。以凹入高度表示。23 .瓢曲度:指在板或带的长度及宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象,形成瓢曲形,叫瓢曲度。表示瓢曲程度的数值叫瓢曲度。24 .表面裂纹:指金属物体表层的裂纹。
.耳子:由于轧辊配合不当等原因,出现的沿轧制方向延伸的突起,叫作耳子。
.括伤:指材料表面呈直线或弧形沟痕通常可以看到沟底。27 .结疤:指不均匀分布在金属材料表面呈舌状,指甲状或鱼鳞状的薄片。28 .粘结:金属板、箔、带在迭轧退火时产生的层与层间点、线、面的相互粘连。经掀开后表面留有粘结痕迹,叫粘结。
.氧化铁皮:氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中,在表面生成的金属氧化物。
.折叠:是金属在热轧过程中(或锻造)形成的一种表面缺陷,表面互相折合的双金属层,呈直线或曲线状重合。
.麻点:指金属材料表面凹凸不平的粗糙面。
.皮下气泡:金属材料的表面呈现无规律分布大小不等、形状不同、周围圆滑的小凸起、破裂的凸泡呈鸡爪形裂口或舌状结疤,叫作气泡。
表面缺陷产生的原因主要上由于生产、运输、装卸、保管等操作不当。根据对使用的影响不同,有的缺陷是根本不允许超过限度。有些缺陷虽然不存在,但不允许超过限度;各种表面缺陷是否允许存在,或者允许存在程度,在的关标准中均的明确规定。
(六)内部质量检验的保证条件
金属材料内部质量的检验依据是根据材质适应不同的要求,保证条件亦不同,在出厂和验收时必须按保证条件进行检验,并符合要求,保证条件分; 33 .基本保证条件:对材料质量最低要求,无论是否提出,都得保证,如化学成份,基本机械性能等。
.附加保证条件:指根据需方在订货合同中注明要求,才进行检验,并保证检验结果符合规定的项目。
.协议保证条件:供需双方协商并在订货合同中加以保证的项目。36 .参改条件:双方协商进行检验项目,但仅作参考条件,不作考核。金属材料内部质量检验主要有机械性能、物理性能、化学性能、工艺性能、化学成分和内部组织检验。机械性能、工艺性能第一部分已介绍,这里只对化学成分和内部组织的检验方法的原理及简单过程做概括介绍。
(七)化学成分检验
化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素。因此,标准中对绝大多数金属材料规定了必须保证的化学成分,有的甚至作为主要的质量、品种指标。化学成分可以通过化学的、物理的多种方法来分析鉴定,目前应用最广的是化学分析法和光谱分析法,此外,设备简单、鉴定速度快的火花鉴定法,也是对钢铁成分鉴定的一种实用的简易方法。
.化学分析法:根据化学反应来确定金属的组成成分,这种方法统称为化学分析法。化学分析法分为定性分析和定量分析两种。通过定性分析,可以鉴定出材料含有哪些元素,但不能确定它们的含量;定量分析,是用来准确测定各种元素的含量。实际生产中主要采用定量分析。定量分析的方法为重量分析法和容量分析法。
重量分析法:采用适当的分离手段,使金属中被测定元素与其它成分分离,然后用称重法来测元素含量。
容量分析法:用标准溶液(已知浓度的溶液)与金属中被测元素完全反应,然后根据所消耗标准溶液的体积计算出被测定元素的含量。
.光谱分析法:各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱,根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量的方法,称光谱分析法。通常借助于电弧,电火花,激光等外界能源激发试样,使被测元素发出特征光谱。经分光后与化学元素光谱表对照,做出分析。
.火花鉴别法:主要用于钢铁,在砂轮磨削下由于摩擦,高温作用,各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分*、颜色等不同,来鉴别材料化学成分(组成元素)及大致含量的一种方法。
(八)内部质量检验
常见的内部组织缺陷有:
.疏松:铸铁或铸件在凝固过程中,由于诸晶枝之间的区域内的熔体最后凝固而收缩以及放出气体,导致产生许多细小孔隙和气体而造成的不致密性。41 .夹渣:被固态金属基体所包围着的杂质相或异物颗粒。42 .偏析:合金金属内各个区域化学成分的不均匀分布。43 .脱碳:钢及铁基合金的材料或制件的表层内的碳全部或部分失掉的现象。
另外,汽泡、裂纹、分层、白点等也是常见的内部组织缺陷,对内部组织(晶粒、组织)及内部组织缺陷的检验办法常用有: 44 .宏观检验:利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大镜观察金属材料内部组织及缺陷的检验。常用的方法有断口检验、低倍检验、塔形车削发纹检验及硫印试验等。
主要检验气泡、夹渣、分层、裂纹晶粒粗大、白点、偏析、疏松等。45 .显微检验:显微检验又叫作高倍检验,是将制备好的试样,按规定的放大倍在相显微镜下进行观察测定,以检验金属材料的组织及缺陷的检验方法。一般检验夹杂物、晶粒度、脱碳层深度、晶间腐蚀等。
.无损检验:无损检验有磁力探伤、萤光探伤和着色探伤。磁力探伤用于检验钢铁等铁磁性材料接近表面裂纹、夹杂、白点、折叠、缩孔、结疤等。萤光探伤和着色探伤用于无磁性材料如有色金属、不锈钢、耐热合金的表面细小裂纹及松孔的检验。
.超声波检验:又叫超声波探伤。利用超声波在同一均匀介质中作直线性传播。但在不同两种物质的界面上,便会出现部分或全部的反射。因此,当超声波迂到材料内部有气孔、裂纹、缩孔、夹杂时,则在金属的交界面上发生反射,异质界面愈大反射能力愈强,反之愈弱。这样,内部缺陷的部位及大小就可以通过探伤仪萤光屏的波形反映出来。常用的超声波探伤有 X 光和射线探伤。
第五篇:各类主要材料的性能及用途
PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯,⒈优良的机械性能,机械强度高,耐疲劳性和尺寸稳定好。蠕变也小,这些性能在高温条件下也极少有变化。
⒉生产PBT所消耗的能量是工程塑料中最低的的,这对于世界范围内能源紧缺的情况下,具有十分重要的意义。
⒊耐热老化性优异,增强后的UL温度指数达到120~140℃,此外,户外长期老化性也很好。
⒋耐溶剂好,无应力开裂。
⒌PBT易于阻燃,可达UL94V-0级,由于与阻燃剂亲和性能好,所以容易开发反应型或添加型的阻燃品级。阻燃产品在电子电器工业中获得广泛应用。
⒍PBT遇水易分解,在高温、高湿环境下使用需谨慎。
⒎优良的电气性能,体积电阻率及介电强度高,耐电弧性优良,吸湿性极小,在潮湿及高温环境下,也能保持电性能稳定,是制造电子、电器零件的理想材料。
⒏易成型加工和二次加工,易用普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快,流动性好,模具温度也比其他工程材料要求低,在加工薄壁制件时仅需几秒钟,对大部件也只需40-60s即可。
用途:
1、电子电器:无熔线断电器、电磁开关、驰返变压器、家电把手、连接器、外壳等;
2、汽车:车门把手、保险杆、分电盘盖、挡泥板、导线护壳、轮圈盖等;
3、工业零件:OA风扇、键盘、钓具卷线器、零件、灯罩等。
b、汽车:
1、外装零件:主要有转角格珊、发动机放热孔罩等;
2、内部零部件:主要有内镜撑条、刮水器支架和控制系统阀;
3、汽车电器零件:汽车点火线圈绞管和各种电器连接器等。
(PBT用于汽车上的数目还不及尼龙、聚碳和聚甲醛,但随着低翘曲性PBT的出现,今后必将在汽车零部件上得到更多的应用)
c、机械设备:视频磁带录音机的带式传动轴、电子计算机罩、水银灯罩、电熨斗罩、烘烤机零件以及大量的齿轮、凸轮、按钮、电子表外壳、照相机的零件(有耐热、阻燃要求)
在汽车制造领域,PBT广泛地用于生产保险杠、化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏板等部件。PBT与增强PA、PC、POM在汽车制造业中的竞争十分激烈,PA易吸水,PC的耐热性耐药性不及PBT;在汽车用途接管方面,由于PBT的抗吸水性优于PA,将会逐渐取代PA。在相对湿度较高、十分潮湿的情况下,由于潮湿易引起塑性降低,电器节点处容易引起腐蚀,常可使用改性PBT。在80℃、90%相对湿度下,PBT仍能正常使用,并且效果很好。
其中PBT/PC合金,在高级轿车中应用最为广泛;它的耐热性好,耐应力开裂,具有优良的耐磨,耐化学腐蚀性,低温冲击强度高,易加工和涂饰性好,主要应用于高档轿车保险杠,车底板,面板和摩托车护板等。PET聚对苯二甲酸乙二醇酯,为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽1.有良好的力学性能,冲击强度是其他薄膜的3~5倍,耐折性好。
2.耐油、耐脂肪、耐烯酸、稀碱,耐大多数溶剂。
3.具有优良的耐高、低温性能,可在120℃温度范围内长期使用,短期使用可耐150℃高温,可耐-70℃低温,且高、低温时对其机械性能影响很小。4.气体和水蒸气渗透率低,既有优良的阻气、水、油及异味性能。
5.透明度高,可阻挡紫外线,光泽性好。
6.无毒、无味,卫生安全性好,可直接用于食品包装。在塑料分类中,PET的代号是1号,作用广泛:
主要应用为电子电器方面有:电气插座、电子连接器、电饭煲把手、电视偏向轭,端子台,断电器外壳、开关、马达风扇外壳、仪表机械零件、点钞机零件、电熨斗、电磁灶烤炉的配件;汽车工业中的流量控制阀、化油器盖、车窗控制器、脚踏变速器、配电盘罩;机械工业齿轮、叶片、皮带轮、泵零件、另外还有轮椅车体及轮子、灯罩外壳、照明器外壳、排水管接头、拉链、钟表零件、喷雾器部件。
可纺成聚酯纤维,即涤纶。
可制成薄膜用于录音、录像、电影胶片等的基片、绝缘膜、产品包装等。作为塑料可吹制成各种瓶,如可乐瓶、矿泉水瓶等。可作为电器零部件、轴承、齿轮等。PA 6, PA66 PA6又名尼龙6,是半透明或不透明乳白色粒子,具有热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好等特性,一般用于汽车零部件、机械部件、电子电器产品、工程配件等产品。品名:聚酰胺6或尼龙6(PA6)
PA6与PA66区别 PA6产品性能 :
熔点:210-220 ℃ 分解温度:>300℃ 闪点: >400 ℃ 自燃温度: >450 ℃ 物态: 固体颗粒 臭味: 无毒性: 无循环利用: 可以 最终处理: 土壤(无害工业废品)灭火剂: 可用各种灭火剂(水,泡沫,粉剂,CO2,沙)运输: 非危险品,适用各种运输工具 欧共体标准:非危险品
PA66产品性能:
熔点: 250-270℃ 分解温度:>350 ℃ 闪 点: >400 ℃ 自燃温度: >450℃ 物态: 固体颗粒 臭味: 无毒性: 无循环利用: 可以最终处理: 土壤(无害工业废品)灭 火剂 : 可用各种灭火剂(水,泡沫,粉剂,CO2,沙)运输: 非危险品,适用各种运输工具 欧共体标准: 非危险品 PA6 的化学物理特性和 PA66 很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比 PA66 要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用 PA6 设计产品时要 充分考虑到这一点。为了提高 PA6 的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时 为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如 EPDM 和 SBR 等。对于没有添加剂的产品,PA6 的收缩率在 1%到 1.5% 之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到 0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。
PA66 在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料。PA66 在较高温度也能保持较强的强度和刚度。PA66 在成型后仍然具有吸湿性,其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时,一定要考 虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高 PA66 的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还 加入合成橡胶,如 EPDM 和 SBR 等。
PA66 的粘性较低,因此流动性很好(但不如 PA6)。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。PA66 的收缩率在 1%~2%之间,加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到 0.2%~1%。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。
PA66 对许多溶剂具有抗溶性,但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。应用范围
工业生产中泛用于制造轴承、圆齿轮、凸轮、伞齿轮、各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、垫片、高压密封圈、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机
滑轮套、牛头刨床滑块、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带,纺织机械工业设备零雾料,以及日用品和包装薄膜等。PA6在工业中的应用
聚酰胺玻纤增强材料可根据产品的特性要求添加玻纤含量在5-60%的范围,这类材料具有很好的强度、耐热性能、优良的抗冲击性能、良好的尺寸稳定性及低翘曲性等。为了满足在工业品方面的使用要求,增强聚酰胺材料应具备以下要求:
1).优异的强度和耐久性,优良的刚性和耐热性的结合
2).优异的着****能,完美的表面外观,能够适用于复杂的结构成型,并帮助设计开发者开发新造型产品
3).良好的加工性,优异的流动性及热稳定性使材料加工条件更为宽松,使注塑件微型化
4).极高的热稳定性,能在高达270度的波峰焊锡中不挂锡;
PA6在日常用品中的应用
亚太国际聚酰胺玻纤增强材料具有良好的尺寸稳定性及低翘曲性、焊锡性及烤漆性、易喷涂、可过超声波焊接、材料光泽度好,可染成各种鲜艳的颜色,为了满足在工业品方面的使用要求,增强聚酰胺材料应具备以下要求:
1).强度和耐久性,优良的刚性和耐热性的结合
2).优化部件设计,优异的着****能,完美的表面外观,能够适用于复杂的结构成型,并帮助设计开发者开发新造型产品
3).良好的加工性,优异的流动性及热稳定性使材料加工条件更为宽松,使注塑件微型化
4).极高的热稳定性,能在高达270度的波峰焊锡中不挂锡
5).广泛的温度和频率范围内恒定的电气性,确保装置设备的使用百分百安全。
PA6在汽车领域中的应用
内外饰部件
汽车用高性能增强聚酰胺复合材料具有优异的耐气候性、良好的油漆性能和杰出的表现效果,为了满足在内外饰方面的使用要求,增强聚酰胺材料应具备以下要求:
1).高耐热,长期使用;
2)优异的刚性和韧性的结合;
3).能够满足强烈的温度和湿度的不断变化而承受巨大的应变;
4).出色的尺寸稳定性,具有防翘曲的效果;
5).具有高表面质量,表面光洁。
发动机周边部件
汽车用高性能增强聚酰胺复合材料制造发动机周边部件,如进气歧管、发动机罩盖等,可以代替传统金属材料,为了满足在发动机周边部件的使用要求,聚酰胺材料应具备以下优点:
1).优异的强度和韧性,满足结构部件的机械性能;
2).出色的耐热性,可以在高达130℃温度下连续使用;
3).长期的耐疲劳性,热老化后性能保持好;
4).出色的尺寸稳定性,具有防翘曲的效果;
5).表面效果好,无浮纤;
6).耐油性好,耐腐蚀性佳。
汽车应用概述
PA6在汽车上应用广泛,汽车是塑料重要和快速增长的市场,PA6具有良好的综合性能,密度低,容易成型,设计自由度大,隔热绝缘,而且在模具和组装成本上也有明显的优势。PA6不仅拉伸强度高、冲击性能优而且热变形温度高、耐热、摩擦系数低,耐磨损、自润滑、耐油、耐化学性能优,而且特别是适于用玻纤或其他材料填充增强改性,提升材料性能和档次,满足最终部件和客户需求。目前PA6汽车制品种类繁多,如散热器箱、前格栅、加热器箱、散热器叶片、转向柱罩、尾灯罩、吸附罐、定时齿轮外罩、风扇叶片、各种齿轮、散热器水室、空气滤清器外壳、进气歧管、控制开关、进气导管、真空连接管、安全气囊、电气仪表外壳、刮水器、泵叶轮、轴承、衬套、阀座、车门把手、车轮罩等,总之,涉及汽车发动机部件、电气部件、车身部件和安全气囊等多部位。其中汽车发动机罩下零部件用量最大,这是由于汽车向小型化、轻量化发展,发动机室体积缩小,温度升高,要求机罩下部件更耐高温,而PA6通过改性,能充分达到上述要求。有工业分析家认为PA6部件不仅起保护作用,还有美观作用。
PA66 PA66(聚酰胺66或尼龙66),同PA6相比,PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
聚酰胺树脂,英文名称为polyamide,简称PA。俗称尼龙(Nylon),它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。
广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件,如齿轮、滚子、滑轮、辊轴、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封围、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包内层等。广泛应用于机械、仪器仪表、汽车部件、电子电气、铁路、家电、通讯、纺机、体育休闲用品、油管、油箱及一些精密工程制品。
电子电器:连接器、卷线轴、计时器、护盖断路器、开关壳座 汽车: 散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座 工业零件:椅座、自行车输框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑输
POM(聚甲醛)(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,力学性能
POM强度、刚度高,弹性好,减磨耐磨性好。其力学性能优异,比强度可达50.5MPa,比刚度可达2650MPa,与金属十分接近。
POM的电绝缘性较好,几乎不受温度和湿度的影响;介电常数和介电损耗在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小;耐电弧性极好,并可在高温下保持。POM的介电强度与厚度有关,厚度0.127mm时为82.7kV/mm,厚度为1.88mm时为23.6kV/mm。
POM不耐强酸和氧化剂,对烯酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好,可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等,并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小,尺寸稳定性好。
POM的耐候性不好,长期在紫外线作用下,力学性能下降,表面发生粉化和龟裂。广泛用于制造各种滑动、转动机械零件,做各种齿轮、杠杆、滑轮、链轮,特别适宜做轴承,热水阀门、精密计量阀、输送机的链环和辊子、流量计、汽车内外部把手、曲柄等车窗转动机械,油泵轴承座和叶轮燃气开关阀、电子开关零件、紧固体、接线柱镜面罩、电风扇零件、加热板、仪表钮 ;录音录像带的轴承 ;各种管道和农业喷灌系统以及阀门、喷头、水龙头、洗浴盆零件;开关键盘、按钮、音像带卷轴;温控定时器;动力工具,庭园整理工具零件;另外可作为冲浪板、帆船及各种雪撬零件,手表微型齿轮、体育用设备的框架辅件和背包用各种环扣、紧固件、打火机、拉链、扣环;医疗器械中的心脏起博器;人造心脏瓣膜、顶椎、假肢等 PEEK聚醚醚酮,是一种性能优异的特种工程塑料,与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势,耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性、不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能可用于高端的机械、核工程和航空等科技。
聚醚醚酮(PEEK)作为一种新型的半晶态芳香族塑性工程塑料,具有极其出色的物理、力学性能,在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,在减轻质量,提高性能方面贡献突出
PEEK的成型加工可注塑、挤塑、吹塑、压制等。
用途:它是一种综合性能优良的工程塑料,薄膜可流延或定向,用作电线被覆线、原子能工程部件、H级或C级电绝缘材料、柔性印刷电路板、热泵机壳或机架、油井联接器、阀门、金属耐热或防腐涂料,单丝,包扎带,筛子、地铁、矿山、油田、电器工业、原子能工程、化工设备等方面。
聚醚醚酮与聚苯硫醚(PPS),聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI), 聚芳酯(PAR),液晶聚合物(LCP)一起被称为6大特种工程塑料。
PPS(聚苯硫醚)塑料它是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料,其突出的特点是耐高温、耐腐蚀和优越的机械性能。
PPS的耐辐射性好,耐辐射达到Gy 1×108,是其它工程塑料无法比拟的新材料,在电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等特别是原子弹、中子弹领域,是作为耐辐射唯一理想的优良材料。
物理性能
1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆,跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好。有优良的阻燃性,为不燃塑料。
2、强度一般,刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂;不耐苯、汽油等有机溶剂;长期使用温度可达260度,在400度的空气或氮气中保持稳定。通过添加玻璃纤维或其它增强材料改性后,可以使冲击强度大为提高,耐热性和其它机械性能也有所提高,密度增加到1.6-1.9,成型收缩率较小到0.15-0.25%,适于制作耐热件、绝缘件及化学仪器、光学仪器等零件。成型性能
1、无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。
2、流动性介于ABS和PC之间,凝固快,收缩小,易分解,选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大,流道应短。应用范围一般可应用于制造PPS管、PPS板材等材料,多用于建筑、家居方面
pps的主要用途 pps的应用是以其优异的耐热性为中心,兼顾它的减摩自润滑性,化学稳定性、尺寸稳定性,阻燃性和电绝缘性等。在化工行业pps可用作合成、输送、储存物料的反应罐、管道、阀门、化工泵等,在机械中心pps可制作叶轮、叶片、齿轮、偏心轮、轴承、离合器及耐磨零件;pps的主要用途还是在电子电器领域,如制作变压器骨架,高频线圈骨架、插头、插座、接线架、接触器转鼓鼓片及各种精密零件等。
应用范围(1)汽车工业:PPS用于汽车工业占45%左右,主要用于汽车功能件,点火器,加热器,温控器,灯座,轴承;如可代替金属制作排气筒循环阀及水泵叶轮,气动信号调解器等。(2)机械工业:用于壳体、结构件、耐磨件及密封材料,具体有泵体、阀门、轴承、轴承支架、活塞环及齿轮等。
(3)纺织纤维:用于特殊工业除尘设备。(4)薄膜/绝缘纸:用于电机绝缘材料。
1、机械工业:机械工业中特别运用于在高湿、强腐蚀的环境下的部件制备。用于壳体、结构件、耐磨件及密封材料,具体有如:泵壳、泵轮、阀、轴承、轴承支架、活塞环及齿轮、滑轮、风扇、流量计部件、法兰盘、万向头、计数器、水准仪等。
2、电子电器:PPS用于电子电器工业可占30%,它适合于环境温度高于200℃的高温电器元件;可制造发电机和发动机上的点涮、电涮托架、启动器线圈、屏蔽罩及叶片等;在电视机上,可用于高电压外壳及插座、接线柱及端子板等;在电子工业、制造变压器、阻流圈及继电器的骨架和壳体,集成电路载体;利用高频性能,制造H级绕线架和微调电容器等。微型电子元件封装、连接器、接线器、插座、线圈骨架、马达壳、电磁调节盘、电视高频头轴、继电器、微调电容器、保险丝支架、收录机、磁疗器等零部件。还应用于精密仪器:电脑、计时器、转速器、复印机、照相机、温度传感器以及各种测量仪表的壳体和部件。
3、汽车工业:PPS用于汽车工业占45%左右,主要用于汽车功能件;点火器、加热器、汽化器、离合器、变速器、齿轮箱、轴承支架、灯罩、保险杠、风扇、排气系统以及反光镜和车灯座的零部件。可代替金属制作排气筒循环阀及水泵叶轮,气动信号调解器等。
4、家用电器:热风筒、卷发器、干发器、烫发器、微波炉、咖啡煲、干衣机、电熨斗、电饭煲等的防护涂层和零部件。
PP聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,.厚壁制品易凹陷,对一些尺寸精度较高零件,很难于达到要求,制品表面光泽好。聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,.无毒、无味,密度小,强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用,可用于食具。主要用于家用电器,管材,及高透材料。
PPO,中文名称叫聚苯醚,英文名:Polyphenylene Oxide。是世界五大通用工程塑料之一。它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外,聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域
1、为白色颗粒。综合性能良好,可在120度蒸汽中使用,电绝缘性好,吸水小,但有应力开裂倾向。改性聚苯醚可消除应力开裂。
2、有突出的电绝缘性和耐水性优异,有较好的耐磨性和电性能,尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位。
3、MPPO为PPO与HIPS共混制得的改性材料,市面上的材料均为此种材料。
4、有较高的耐热性,玻璃化温度211度,熔点268度,加热至330度有分解倾向,PPO的含量越高其耐热性越好,热变形温度可达190度。热变形温度在1.82MPa下,可以从75-170℃连续变化,随着PPO含量增加,材料的热变汽车工业形温度不断升高,用于满足不同场合的性能需求。
5、阻燃性良好,具有自息性,与HIPS混合后具有中等可燃性。质轻,无毒可用于食品和药物行业。耐光性差,长时间在阳光下使用会变色。
6、可以与ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纤维等进行共混改性处理。PPO塑胶原料特性A、PPO塑胶原料无毒、透明、相对密度小,具有优良的机械强度、耐应力松弛、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。B、在很宽温度、频变范围内电性能好,不水解、成型收缩率小,难燃有自熄性,耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差,易溶胀或应力开裂。C、它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。D、聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。E、PPO塑胶原料的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。F、PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。G、主要缺点是熔融流动性差,加工成型困难。
纯的PPO料具有熔融流动性较差、价格高的缺点,市场出售的产品均为其改良的产品,具有优良的综合性能,它们广泛运用于:
电子电气:能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性,运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电 路板,各种高压电子元器件,电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。
汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。化工领域:用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零部件。
PC聚碳酸酯树脂。是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。由于其无色透明和优异的抗冲击性,日常常见的应用有光碟,眼睛片,水瓶,防弹玻璃,护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。聚碳酸酯还被用来制作登月太空人的头盔面罩。笔记本电脑外壳也使用聚碳酸酯制作。对环境的影响 食物接触 由于它的清晰和韧性 食物贮存货的生产者和采购员 喜欢聚碳酸酯纤维。当与矽土玻璃比较 聚碳酸酯纤维如同轻量级和高度不易碎。聚碳酸酯纤维多用于一次性塑料水瓶和重用塑料水瓶
PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。PC合金种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷,PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性,ABS则能改进可成型性,表观质量,降低密度。
PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗,用于飞机舱罩,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。PC板可做各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器,PC树脂用于汽车照相系统,仪表盘系统和内装饰系统,用作前灯罩,带加强筋汽车前后档板,反光镜框,门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置,电话线路支架下通讯电缆的连接件,电闸盒、电话总机、配电盘元件,继电器外壳,PC可做低载荷零件,用于家用电器马达、真空吸尘器,洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄,各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶(容器)透明、重量轻、抗冲性好,耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤,作为可回收利用瓶(容器)。PC及PC合金可做计算机架,外壳及辅机,打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌,耐蒸煮和烘烤消毒,可用于采血标本器具,血液充氧器,外科手术器械,肾透析器等,PC可做头盔和安全帽,防护面罩,墨镜和运动护眼罩。PC薄膜广泛用于印刷图表,医药包装,膜式换向器。PMMA聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA树脂是无毒环保的材料,可用于生产餐具,卫生洁具等,具有良好的化学稳定性、和耐候性。透明度优良,有突出的耐老化性;
它的比重不到普通玻璃的一半,抗碎裂能力却高出几倍;它有良好的绝缘性和机械强度;对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能;且又易加工;可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷砂等手工和机械加工,加热后可弯曲压模成各种亚克力制品。聚甲基丙烯酸甲酯作为性能优异的透明材料广泛应用在以下各方面:1.灯具、照明器材,例如各种家用灯具、荧光灯罩、汽车尾灯、信号灯、路标。2. 光学玻璃,例如制造各种透镜、反射镜、棱镜、电视机荧屏、菲涅耳透镜、相机透光镜片。3.制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘。4.制备光导纤维。5.商品广告橱窗、广告牌。6.飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃(需带有中间夹层材料)。7.各种医用、军用、建筑用玻璃。
ABS树脂是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer[1] ,简称ABS。ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛的通用塑料之一。综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好;与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理;有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别;流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好;适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。PC/ABS再生料是一种重要的工程塑料合金,广泛应用于汽车、电子电气、办公和通讯设备等领域。如今,为了满足在应用领域(特别是电子、电气产品)防火安全的特殊要求,PC/ABS合金的阻燃技术成为人们研究的热点。但随着科技的进步,对材料环境友好性的要求越来越高,传统的卤系阻燃带来的危害日益明显。在工程中,ABS广泛运用到工程管道中,在市政中对材质要求比较高的项目的池底管道一般可采用ABS管道.PPA(Polyphthalamide)聚邻苯二甲酰胺,在高温高湿状态下,PPA的抗拉强度比尼龙6高20%,比尼龙66更高;PPA材料的弯曲模量比尼龙高20%,硬度更大,能抗长时间的拉伸蠕变;且PPA的耐汽油、耐油脂和冷却剂的能力也比PA强;一种耐高温尼龙,这种材料可以耐200℃的持续高温,并且还能保持良好的尺寸稳定性。应用 ☆ 汽车部件,包括燃油、传动及发动机系统,可减轻重量、降低成本并提供长时间的使用寿命;
☆ 芯片组和插座、杯体焊接支座;
☆ 片状电容器、开关及微型喇叭、制作高密度的印刷电路板连接器;
☆ 用于耐磨要求极高的场合,例如无润滑轴承、密封、轴承隔离环和往复开压缩机零件;
☆ 连接器、控制器、传感器、马达及其它关键电子部件