工程材料有哪些物理和化學性能

㈠ 工程材料的力學性能主要有哪些

工程材料在各種不同形式的載荷作用下所表現出來的特性叫力學性能，力學性能的主要指標有強度、塑性、硬度、沖擊韌度和疲勞強度等。

相關說明

工程材料有各種不同的分類方法。一般都將工程材料按化學成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類。

金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。工業上把金屬和其合金分為兩大部分：

1．黑色金屬材料：鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）。

2．有色金屬材料：黑色金屬以外的所有金屬及其合金。

應用最廣的是黑色金屬。以鐵為基的合金材料占整個結構材料和工具材料的90.0%以上。黑色金屬材料的工程性能比較優越，價格也較便宜，是最重要的工程金屬材料。

㈡ 工程材料主要包括哪些種類

一般都將工程材料按化學成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類。

一、金屬材料

1、黑色金屬材料：鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）。

2、有色金屬材料：黑色金屬以外的所有金屬及其合金。

應用最廣的是黑色金屬。以鐵為基的合金材料占整個結構材料和工具材料的90.0%以上。黑色金屬材料的工程性能比較優越，價格也較便宜，是最重要的工程金屬材料。

有色金屬按照性能和特點可分為：輕金屬、易熔金屬、難熔金屬、貴金屬、稀土金屬和鹼土金屬。它們是重要的有特殊用途的材料。

二、非金屬材料

非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。

三、高分子材料

高分子材料具有較高的強度、良好的塑性、較強的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優良性能，在工程上是發展最快的一類新型結構材料。高分子材料種類很多，工程上通常根據機械性能和使用狀態將其分為三大類：塑料、橡膠、合成纖維。

四、復合材料

復合材料其性能是其它單質材料所不具備的。復合材料可以由各種不同種類的材料復合組成。它在強度、剛度和耐蝕性方面比單純的金屬、陶瓷和聚合物都優越，是特殊的工程材料，具有廣闊的發展前景。

金屬材料的發展前景

金屬製品行業包括結構性金屬製品製造、金屬工具製造、集裝箱及金屬包裝容器製造、不銹鋼及類似日用金屬製品製造，船舶及海洋工程製造等。隨著社會的進步和科技的發展，金屬製品在工業、農業以及人們的生活各個領域的運用越來越廣泛，也給社會創造越來越大的價值。

金屬製品行業在發展過程中也遇到一些困難，例如技術單一，技術水平偏低，缺乏先進的設備，人才短缺等，制約了金屬製品行業的發展。為此，可以採取提高企業技術水平，引進先進技術設備，培養適用人才等提高中國金屬製品業的發展。

㈢ 工程材料及熱處理基本知識是什麼

工程材料是指通過工業生產過程獲得的為人們生產、生活所利用的固體類材料。工程材料的種類繁多，有許多不同的分類方法，圖2-10是按化學成分、結合鍵的特點分類的。機械行業中常用的工程材料有金屬材料、非金屬材料和復合材料等，其中金屬材料是最主要的工程材料。

圖2-10工程材料分類

工程材料的用途取決於材料的性能。工程材料的性能包括使用性能和工藝性能。

使用性能包括力學性能、物理性能、化學性能，其中力學性能主要包括強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。物理性能主要包括導電性、導熱性、熱膨脹性等。化學性能指金屬與其他物質發生化學反應的特性，主要包括耐酸性、耐鹼性和抗氧化性等。

金屬材料的工藝性能指用金屬材料加工製造機械零件及產品時的適應性，即能否或易於加工成零部件的性能，它是物理、化學和機械性能的綜合。工藝性能一般包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等。鑄造性能好的金屬材料具有良好的液態流動性和收縮性等，能夠順利充滿鑄型型腔，凝固後得到輪廓清晰、尺寸和機械性能合格以及變形、缺陷符合要求的鑄件。鍛造性能好的金屬材料具有良好的固態金屬流動性，變形抗力小，可鍛溫度范圍寬等，容易得到高質量的鍛件。焊接性能好的金屬材料焊縫強度高，缺陷少，鄰近部位應力及變形小。切削加工性能好的金屬材料易於切削，切屑易脫落，切削加工表面質量高。熱處理性能好的金屬材料經熱處理後組織和性能容易達到要求，變形和缺陷少。

這里主要介紹材料的力學性能。

㈣ 金屬材料常用的有哪些主要性能有哪些

金屬材料的性能一般可分為使用性能和工藝性能兩大類。使用性能是指材料在工作條件下所必須具備的性能，它包括物理性能、化學性能和力學性能。
物理性能是指金屬材料在各種物理條件任用下所表現出的性能。包括：密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性和磁性等。化學性能是指金屬在室溫或高溫條件下抵抗外界介質化學侵蝕的能力。包括：耐蝕性和抗氧化性
力學性能是金屬材料最主要的使用性能，所謂金屬力學性能是指金屬在力學作用下所顯示與彈性和非彈性反應相關或涉及應力—應變關系的性能。它包括：強度、塑性、硬度、韌性及疲勞強度等。
金屬材料的工藝性能直接影響零件加工後的工藝質量，是選材和制定零件加工工藝路線時必須考慮的因素之一。它包括鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等

㈤ 表面層材料的物理性能和化學性能括哪些內容

材料的物理性能，一般是指強度，塑性，導熱導電能力，耐熱能力，熱脹冷縮性能，還包括是否耐磨，與基體材料粘附性能。化學性能是材料的化學穩定性，如是否耐酸鹼，還有耐腐蝕能力，還有在高溫下的穩定性，是否會受熱分解等等

㈥ 1.材料的性能指標包括哪些

一、金屬材料：

金屬材料的性能一般可分為使用性能和工藝性能兩大類

使用性能是指材料在工作條件下所必須具備的性能,它包括物理性能、化學性能和力學性能.

物理性能是指金屬材料在各種物理條件任用下所表現出的性能.包括：密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性和磁性等.

化學性能是指金屬在室溫或高溫條件下抵抗外界介質化學侵蝕的能力.包括：耐蝕性和抗氧化性.

力學性能是金屬材料最主要的使用性能,所謂金屬力學性能是指金屬在力學作用下所顯示與彈性和非彈性反應相關或涉及應力—應變關系的性能.

它包括：強度、塑性、硬度、韌性及疲勞強度等.

金屬材料的工藝性能直接影響零件加工後的工藝質量,是選材和制定零件加工工藝路線時必須考慮的因素之一.它包括鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等。

二、陶瓷材料：

陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結製成的一類無機非金屬材料.它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點.可用作結構材料、刀具材料,由於陶瓷還具有某些特殊的性能,又可作為功能材料.

力學特性
陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高，但抗拉強度較低，塑性和韌性很差。

熱特性
陶瓷材料一般具有高的熔點(大多在2000℃以上)，且在高溫下具有極好的化學穩定性;陶瓷的導熱性低於金屬材料，陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹系數比金屬低，當溫度發生變化時，陶瓷具有良好的尺寸穩定性。

電特性
大多數陶瓷具有良好的電絕緣性，因此大量用於製作各種電壓(1kV~110kV)的絕緣器件。鐵電陶瓷(鈦酸鋇BaTiO3)具有較高的介電常數，可用於製作電容器，鐵電陶瓷在外電場的作用下，還能改變形狀，將電能轉換為機械能(具有壓電材料的特性)，可用作擴音機、電唱機、超聲波儀、聲納、醫療用聲譜儀等。少數陶瓷還具有半導體的特性，可作整流器。

化學特性
陶瓷材料在高溫下不易氧化，並對酸、鹼、鹽具有良好的抗腐蝕能力。

光學特性
陶瓷材料還有獨特的光學性能，可用作固體激光器材料、光導纖維材料、光儲存器等，透明陶瓷可用於高壓鈉燈管等。磁性陶瓷(鐵氧體如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在錄音磁帶、唱片、變壓器鐵芯、大型計算機記憶元件方面的應用有著廣泛的前途。

三、 合成材料：

合成材料品種很多，塑料、合成纖維和合成橡膠就是通常所說的三大合成材料，此外，還有近年來發展起來的黏合劑、塗料等物質。

一）合成材料主要品種的性質

塑料的主要成分是合成樹脂，以及某些特定用途的添加劑，如增塑劑、防老化劑等。

1．塑料

分類原則 類型 特徵性質和實例

按樹脂受熱時的特徵分 熱塑性塑料 以熱塑性樹脂為基本成分，受熱軟化，可反復塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

熱固性塑料 以熱固性樹脂為基本成分，加工成型後變為不熔狀態。如酚醛塑料、氨基塑料等。

按應用范圍及材料性能特點分 通用塑料 通用性強，用途廣泛，產量大，價格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。

工程塑料 機械性能較好，高強度，可以代替金屬用作工程結構材料。如聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯、氟塑料。

其他 其他分類分為通用、工程、耐高溫特種塑料四大類；或通用、工程和其他塑料三大類。

2．合成纖維

合成纖維是化學纖維之一，是指利用石油、天然氣、煤和農副產品為原料製成的纖維材料。

類型 性質特徵和實例

合成纖維 具有強度高、彈性好、耐磨、耐化學腐蝕、不發霉、不怕蟲蛀、不縮水等優點。如滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸和氯綸等。

特種合成纖維 具有某些特殊性能。如芳綸纖維、碳纖維、耐輻射纖維、光導纖維和防火纖維等。

3．合成橡膠

合成橡膠是除天然橡膠以外的以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的橡膠製品。它具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或者耐低溫等性能。常見類型有通用橡膠（如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等）和特種橡膠（如聚硫橡膠、硅橡膠等）等兩大類。

二）有機高分子化合物的結構特點和基本性質

1．結構特點

有機高分子化合物具有線型結構和體型結構。線型結構呈長鏈狀，可以帶支鏈，也可不帶支鏈。高分子鏈間以分子間作用力緊密結合。如果高分子鏈上還有能起反應的官能團，當它跟別的單體或別的物質反應時，高分子鏈之間將形成化學鍵，產生一些交聯，形成網狀結構。交療養的程度越大，材料的強度越大。

2．基本性質

有機高分子化合物具有不同於小分子物質的性質。主要有：（1）溶解性。線型結構的有機高分子能溶解在適當的溶劑里，但溶解過程比小分子慢。體型結構 的有機高分子則不容易溶解，只是有一定程度的脹大。（2）熱塑造性和熱固性。線型高分子具有熱塑造性，體型高分子具有熱固性。（3）強度。高分子材料的強度一般都比較大。（4）電絕緣性。高分子材料通常是很好的電絕緣材料。

三）新型有機高分子材料的性能和用途

新型有機高分子材料包括功能高分子材料和復合材料等多種。

1．功能高分子材料

功能高分子材料是指既有傳統高分子材料的機械功能，又有某些特殊功能的高分子材料。常見類型有：（1）高分子分離膜。它是用具有特殊分離功能的高分子材料製成的薄膜。它的特點是能讓某些物質有選擇性地通過，而把另一些物質分離掉。這種分離膜廣泛應用於生活污水、工業廢水等的處理和回收；海水和苦鹹水的淡化；天然果汁和濃縮，乳製品的加工，釀酒等。（2）醫用高分子材料。它是具有優異的生物相容性，較少發生排斥，可以滿足人工器官對材料的要求，以及某些特殊功能的材料。目前大都使用硅聚合物和聚胺酯等。（3）隱身材料、液晶高分子材料、生物高分子材料等。

2．復合材料

復合材料是指兩種或者兩種以上材料組合而成一種新型材料，其中一種材料作為基體，另一種作為增強劑。復合材料具有強度高、質量小、耐高溫、耐腐蝕等優良性能。主要應用於宇航工業，以及汽車工業、機械工業、體育工業等方面。

四）單體和聚合物的互相推導

1．由單體推導聚合物

（1）加聚反應

①烯烴自聚

②1，3－丁二烯型自聚

③烯烴共聚型

④烯烴和二烯烴共聚型

（2）縮聚反應

①二元酸和二元醇共聚型

②同種羥基酸之間聚合型

③同種氨基酸之間聚合型

④不同種氨基酸之間聚合型

2．由高聚物判斷單體

根據加聚反應和縮聚反應的反應機理，採用逆向思維可以判斷合成高聚物的單體。

（1）主鏈中的碳原子之間以C－C鍵相結合的高聚物，為單烯烴加聚反應的產物。判斷單體的方法是將主鏈中的C－C鍵兩兩斷開，將C－C鍵改變為C＝C鍵，即得合成高聚物的單體。如：合成高聚物[CH2－CH2－CH2－CH(Cl)]n的單體為：CH2＝CH2和CH2＝CHCl。

（2）主鏈中的碳原子以C－C鍵和C＝C鍵相結合的高聚物，為加聚反應的產物。判斷其單體的方法是以C＝C鍵為中心，向兩邊各擴展1個C原子後斷開C－C鍵，然後將C＝C鍵變成C－C鍵，將C－C鍵變成C＝C鍵，即得合成高聚物的單體。如合成[CH2－CH2－CH2－CH＝CH－CH2]的單體為CH2＝CH2和CH2＝CH－CH＝CH2。

（3）主鏈中含有 原子團或者含有 和O原子的高聚物為醇和羧酸縮聚反應的產物或者羥基酸縮聚反應的產物。其單體的判斷方法是：在>C＝O基和O原子之間斷開，將O原子結合H構成－OH基即成為醇，將>C＝O基結合－OH基構成－COOH基即得羧酸。如合成[OCH2CH2O－OCCO]的單體是HOCH2CH2OH和HOOC－COOH。

（4）主鏈中含有－NH－和 基團或者含有 的高聚物，是氨基酸或者二胺和二酸縮聚反應的產物。判斷其單體的方法是：在肽鍵中間的C＝O和NH之間斷開，在C＝O上加－OH基成為羧酸，在NH基上加上H原子成為－NH2基。如：合成[NH－(CH2)6－NH-CO－(CH2)4CO]的單體為H2N－(CH2)6－NH2和HOOC－(CH2)4－COOH。

㈦ 土木工程材料的基本性質有哪些

1、化學組成化學組成是指材料的化學成分。無機非金屬材料的化學成分常用各氧化物的含量來反映，如石灰的化學成分是CaO。金屬材料則常以化學元素的含量來表示。如碳素鋼以碳元素含量來劃分。合成高分子材料常以其鏈節表示，如聚乙烯的鏈節是C2H4等。土木工程材料的的諸多性質都與其化學成分有關。如耐火性、力學性能、耐腐蝕性、耐老化性能等。2、物相組成物相是具有相同物理、化學性質，一定化學成分和結構特徵的物質。對於無機非金屬材料，通常用礦物成分表示；對於金屬材料，通常用金相組織來表示。許多材料單從化學組成還不能判斷其性質，還必須了解其物相組成。例如，水泥中熟料礦物的組成比例發生變化時，水泥的性質會隨之改變。鋼材的金相組織發生變化時，鋼材的性質也會發生變化。因此，材料的組成對材料性質的影響十分復雜，需結合具體材料的特性進行研究和分析。3、硬度硬度是材料抵抗其它物體刻劃或壓入其表面的能力，它與材料的強度等性能有一定的關系。土木工程中為保持建築物的使用性能或外觀，常要求材料具有一定的硬度，如部分裝飾材料、預應力鋼筋餛凝土錨具等。不同種類的材料的硬度測量方法不同，通常有刻劃法、回彈法和壓入法。刻劃法用於礦物材料的測定，以滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶、剛玉和金剛石10種礦物由軟到硬依次分為十個硬度等級，這種硬度稱為莫氏硬度。回彈法用於測定混凝土表面硬度，並可間接推算混凝土的強度，也用於測定陶瓷、磚、砂漿、塑料、橡膠等的表面硬度和間接推算其強度。壓入法用於測定金屬材料、塑料、橡膠等的硬度。是以一定的壓力將一定規格的鋼球或金剛石製成的尖端壓入試樣表面，根據壓痕的面積或深度來測定其硬度值。常用的方法有布氏法、洛氏法和維氏法，相應的硬度值稱為布氏硬度（HB，它是以壓痕直徑計算求得的硬度值）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC，它是以金剛石圓錐或圓球的壓痕深度計算求得的硬度值）和維氏硬度（HV，以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值（HV））。一般來說，硬度大的材料，耐磨性較強，但不易加工。在工程中，常利用材料硬度與強度間的關系，間接推算材料的強度。4、耐磨性耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨損率或磨耗率表示。材料的耐磨性與材料組成結構以及強度和硬度有關。在土木工程中，對於道路路面、橋面、工業地面等受磨損的部位，選擇材料時，應適當考慮硬度和耐磨性。

㈧ 建築各種材料的的物理性質化學性質

1
密度、表觀密度、堆積密度
密度：指材料在絕對密實狀態下，單位體積的質量。
表觀密度：指材料在自然狀態下，單位體積質量。
堆積密度：指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態下，單位體積質量。
2
材料的密實度
孔隙率
密實度：指材料體積內被固體物質充實的程度。
孔隙率：材料內部空隙的構造分為連通與封閉兩種。連通空隙不僅彼此貫通與外界相通，封閉
空隙則不僅彼此不連通且與外界隔絕。空隙按尺寸大小分極微細空隙、細小空隙、較粗大空隙。空隙的大小及其分布對材料的性能（如熱工。隔聲）影響較大。
3
與水有關性質
親水性、憎水性：水分子之間的內聚力小於水分子與材料分子間的相互吸引力，此材料稱為親水性材料。反之稱為憎水性材料。
含水率：材料中所含水的質量與乾燥狀態下材料的質量之比，稱為材料的含水率。
吸水性：材料與水接觸吸收水分的性質。
吸濕性：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質。
耐水性：材料抵抗水的破壞作用的能力。
抗滲性：材料抵抗壓力水滲透的性質。
抗凍性：材料在水飽和狀態下，經受多次凍融循環作用而不破壞，也不嚴重降低強度的性質。
4
熱工性質
導熱性：當材料兩側存在溫度差時，熱量將由溫度高的一側通過材料傳遞到溫度低的一側，材料的這種傳導熱量的能力，稱為導熱性。
比熱容：指質量1KG的材料，在溫度每改變1K時所吸收或放出的熱量。
5基本力學性質
指材料在外力作用下，抵抗破壞的能力和變形方面的性質。如：抗拉、抗壓、抗彎曲、抗剪強度等。