工程材料有哪些物理和化学性能

㈠ 工程材料的力学性能主要有哪些

工程材料在各种不同形式的载荷作用下所表现出来的特性叫力学性能，力学性能的主要指标有强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。

相关说明

工程材料有各种不同的分类方法。一般都将工程材料按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。

金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分：

1．黑色金属材料：铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）。

2．有色金属材料：黑色金属以外的所有金属及其合金。

应用最广的是黑色金属。以铁为基的合金材料占整个结构材料和工具材料的90.0%以上。黑色金属材料的工程性能比较优越，价格也较便宜，是最重要的工程金属材料。

㈡ 工程材料主要包括哪些种类

一般都将工程材料按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。

一、金属材料

1、黑色金属材料：铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）。

2、有色金属材料：黑色金属以外的所有金属及其合金。

应用最广的是黑色金属。以铁为基的合金材料占整个结构材料和工具材料的90.0%以上。黑色金属材料的工程性能比较优越，价格也较便宜，是最重要的工程金属材料。

有色金属按照性能和特点可分为：轻金属、易熔金属、难熔金属、贵金属、稀土金属和碱土金属。它们是重要的有特殊用途的材料。

二、非金属材料

非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。

三、高分子材料

高分子材料具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性和重量轻等优良性能，在工程上是发展最快的一类新型结构材料。高分子材料种类很多，工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类：塑料、橡胶、合成纤维。

四、复合材料

复合材料其性能是其它单质材料所不具备的。复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成。它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越，是特殊的工程材料，具有广阔的发展前景。

金属材料的发展前景

金属制品行业包括结构性金属制品制造、金属工具制造、集装箱及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制品制造，船舶及海洋工程制造等。随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。

金属制品行业在发展过程中也遇到一些困难，例如技术单一，技术水平偏低，缺乏先进的设备，人才短缺等，制约了金属制品行业的发展。为此，可以采取提高企业技术水平，引进先进技术设备，培养适用人才等提高中国金属制品业的发展。

㈢ 工程材料及热处理基本知识是什么

工程材料是指通过工业生产过程获得的为人们生产、生活所利用的固体类材料。工程材料的种类繁多，有许多不同的分类方法，图2-10是按化学成分、结合键的特点分类的。机械行业中常用的工程材料有金属材料、非金属材料和复合材料等，其中金属材料是最主要的工程材料。

图2-10工程材料分类

工程材料的用途取决于材料的性能。工程材料的性能包括使用性能和工艺性能。

使用性能包括力学性能、物理性能、化学性能，其中力学性能主要包括强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。物理性能主要包括导电性、导热性、热膨胀性等。化学性能指金属与其他物质发生化学反应的特性，主要包括耐酸性、耐碱性和抗氧化性等。

金属材料的工艺性能指用金属材料加工制造机械零件及产品时的适应性，即能否或易于加工成零部件的性能，它是物理、化学和机械性能的综合。工艺性能一般包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。铸造性能好的金属材料具有良好的液态流动性和收缩性等，能够顺利充满铸型型腔，凝固后得到轮廓清晰、尺寸和机械性能合格以及变形、缺陷符合要求的铸件。锻造性能好的金属材料具有良好的固态金属流动性，变形抗力小，可锻温度范围宽等，容易得到高质量的锻件。焊接性能好的金属材料焊缝强度高，缺陷少，邻近部位应力及变形小。切削加工性能好的金属材料易于切削，切屑易脱落，切削加工表面质量高。热处理性能好的金属材料经热处理后组织和性能容易达到要求，变形和缺陷少。

这里主要介绍材料的力学性能。

㈣ 金属材料常用的有哪些主要性能有哪些

金属材料的性能一般可分为使用性能和工艺性能两大类。使用性能是指材料在工作条件下所必须具备的性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能。
物理性能是指金属材料在各种物理条件任用下所表现出的性能。包括：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。化学性能是指金属在室温或高温条件下抵抗外界介质化学侵蚀的能力。包括：耐蚀性和抗氧化性
力学性能是金属材料最主要的使用性能，所谓金属力学性能是指金属在力学作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能。它包括：强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
金属材料的工艺性能直接影响零件加工后的工艺质量，是选材和制定零件加工工艺路线时必须考虑的因素之一。它包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等

㈤ 表面层材料的物理性能和化学性能括哪些内容

材料的物理性能，一般是指强度，塑性，导热导电能力，耐热能力，热胀冷缩性能，还包括是否耐磨，与基体材料粘附性能。化学性能是材料的化学稳定性，如是否耐酸碱，还有耐腐蚀能力，还有在高温下的稳定性，是否会受热分解等等

㈥ 1.材料的性能指标包括哪些

一、金属材料：

金属材料的性能一般可分为使用性能和工艺性能两大类

使用性能是指材料在工作条件下所必须具备的性能,它包括物理性能、化学性能和力学性能.

物理性能是指金属材料在各种物理条件任用下所表现出的性能.包括：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等.

化学性能是指金属在室温或高温条件下抵抗外界介质化学侵蚀的能力.包括：耐蚀性和抗氧化性.

力学性能是金属材料最主要的使用性能,所谓金属力学性能是指金属在力学作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能.

它包括：强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等.

金属材料的工艺性能直接影响零件加工后的工艺质量,是选材和制定零件加工工艺路线时必须考虑的因素之一.它包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。

二、陶瓷材料：

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料.它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点.可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料.

力学特性
陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。

热特性
陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在2000℃以上)，且在高温下具有极好的化学稳定性;陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。

电特性
大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件。铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能(具有压电材料的特性)，可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。

化学特性
陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。

光学特性
陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷(铁氧体如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。

三、 合成材料：

合成材料品种很多，塑料、合成纤维和合成橡胶就是通常所说的三大合成材料，此外，还有近年来发展起来的黏合剂、涂料等物质。

一）合成材料主要品种的性质

塑料的主要成分是合成树脂，以及某些特定用途的添加剂，如增塑剂、防老化剂等。

1．塑料

分类原则 类型 特征性质和实例

按树脂受热时的特征分 热塑性塑料 以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可反复塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

热固性塑料 以热固性树脂为基本成分，加工成型后变为不熔状态。如酚醛塑料、氨基塑料等。

按应用范围及材料性能特点分 通用塑料 通用性强，用途广泛，产量大，价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。

工程塑料 机械性能较好，高强度，可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料。

其他 其他分类分为通用、工程、耐高温特种塑料四大类；或通用、工程和其他塑料三大类。

2．合成纤维

合成纤维是化学纤维之一，是指利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成的纤维材料。

类型 性质特征和实例

合成纤维 具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点。如涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶等。

特种合成纤维 具有某些特殊性能。如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等。

3．合成橡胶

合成橡胶是除天然橡胶以外的以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的橡胶制品。它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或者耐低温等性能。常见类型有通用橡胶（如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等）和特种橡胶（如聚硫橡胶、硅橡胶等）等两大类。

二）有机高分子化合物的结构特点和基本性质

1．结构特点

有机高分子化合物具有线型结构和体型结构。线型结构呈长链状，可以带支链，也可不带支链。高分子链间以分子间作用力紧密结合。如果高分子链上还有能起反应的官能团，当它跟别的单体或别的物质反应时，高分子链之间将形成化学键，产生一些交联，形成网状结构。交疗养的程度越大，材料的强度越大。

2．基本性质

有机高分子化合物具有不同于小分子物质的性质。主要有：（1）溶解性。线型结构的有机高分子能溶解在适当的溶剂里，但溶解过程比小分子慢。体型结构 的有机高分子则不容易溶解，只是有一定程度的胀大。（2）热塑造性和热固性。线型高分子具有热塑造性，体型高分子具有热固性。（3）强度。高分子材料的强度一般都比较大。（4）电绝缘性。高分子材料通常是很好的电绝缘材料。

三）新型有机高分子材料的性能和用途

新型有机高分子材料包括功能高分子材料和复合材料等多种。

1．功能高分子材料

功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械功能，又有某些特殊功能的高分子材料。常见类型有：（1）高分子分离膜。它是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。它的特点是能让某些物质有选择性地通过，而把另一些物质分离掉。这种分离膜广泛应用于生活污水、工业废水等的处理和回收；海水和苦咸水的淡化；天然果汁和浓缩，乳制品的加工，酿酒等。（2）医用高分子材料。它是具有优异的生物相容性，较少发生排斥，可以满足人工器官对材料的要求，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）隐身材料、液晶高分子材料、生物高分子材料等。

2．复合材料

复合材料是指两种或者两种以上材料组合而成一种新型材料，其中一种材料作为基体，另一种作为增强剂。复合材料具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优良性能。主要应用于宇航工业，以及汽车工业、机械工业、体育工业等方面。

四）单体和聚合物的互相推导

1．由单体推导聚合物

（1）加聚反应

①烯烃自聚

②1，3－丁二烯型自聚

③烯烃共聚型

④烯烃和二烯烃共聚型

（2）缩聚反应

①二元酸和二元醇共聚型

②同种羟基酸之间聚合型

③同种氨基酸之间聚合型

④不同种氨基酸之间聚合型

2．由高聚物判断单体

根据加聚反应和缩聚反应的反应机理，采用逆向思维可以判断合成高聚物的单体。

（1）主链中的碳原子之间以C－C键相结合的高聚物，为单烯烃加聚反应的产物。判断单体的方法是将主链中的C－C键两两断开，将C－C键改变为C＝C键，即得合成高聚物的单体。如：合成高聚物[CH2－CH2－CH2－CH(Cl)]n的单体为：CH2＝CH2和CH2＝CHCl。

（2）主链中的碳原子以C－C键和C＝C键相结合的高聚物，为加聚反应的产物。判断其单体的方法是以C＝C键为中心，向两边各扩展1个C原子后断开C－C键，然后将C＝C键变成C－C键，将C－C键变成C＝C键，即得合成高聚物的单体。如合成[CH2－CH2－CH2－CH＝CH－CH2]的单体为CH2＝CH2和CH2＝CH－CH＝CH2。

（3）主链中含有 原子团或者含有 和O原子的高聚物为醇和羧酸缩聚反应的产物或者羟基酸缩聚反应的产物。其单体的判断方法是：在>C＝O基和O原子之间断开，将O原子结合H构成－OH基即成为醇，将>C＝O基结合－OH基构成－COOH基即得羧酸。如合成[OCH2CH2O－OCCO]的单体是HOCH2CH2OH和HOOC－COOH。

（4）主链中含有－NH－和 基团或者含有 的高聚物，是氨基酸或者二胺和二酸缩聚反应的产物。判断其单体的方法是：在肽键中间的C＝O和NH之间断开，在C＝O上加－OH基成为羧酸，在NH基上加上H原子成为－NH2基。如：合成[NH－(CH2)6－NH-CO－(CH2)4CO]的单体为H2N－(CH2)6－NH2和HOOC－(CH2)4－COOH。

㈦ 土木工程材料的基本性质有哪些

1、化学组成化学组成是指材料的化学成分。无机非金属材料的化学成分常用各氧化物的含量来反映，如石灰的化学成分是CaO。金属材料则常以化学元素的含量来表示。如碳素钢以碳元素含量来划分。合成高分子材料常以其链节表示，如聚乙烯的链节是C2H4等。土木工程材料的的诸多性质都与其化学成分有关。如耐火性、力学性能、耐腐蚀性、耐老化性能等。2、物相组成物相是具有相同物理、化学性质，一定化学成分和结构特征的物质。对于无机非金属材料，通常用矿物成分表示；对于金属材料，通常用金相组织来表示。许多材料单从化学组成还不能判断其性质，还必须了解其物相组成。例如，水泥中熟料矿物的组成比例发生变化时，水泥的性质会随之改变。钢材的金相组织发生变化时，钢材的性质也会发生变化。因此，材料的组成对材料性质的影响十分复杂，需结合具体材料的特性进行研究和分析。3、硬度硬度是材料抵抗其它物体刻划或压入其表面的能力，它与材料的强度等性能有一定的关系。土木工程中为保持建筑物的使用性能或外观，常要求材料具有一定的硬度，如部分装饰材料、预应力钢筋馄凝土锚具等。不同种类的材料的硬度测量方法不同，通常有刻划法、回弹法和压入法。刻划法用于矿物材料的测定，以滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉和金刚石10种矿物由软到硬依次分为十个硬度等级，这种硬度称为莫氏硬度。回弹法用于测定混凝土表面硬度，并可间接推算混凝土的强度，也用于测定陶瓷、砖、砂浆、塑料、橡胶等的表面硬度和间接推算其强度。压入法用于测定金属材料、塑料、橡胶等的硬度。是以一定的压力将一定规格的钢球或金刚石制成的尖端压入试样表面，根据压痕的面积或深度来测定其硬度值。常用的方法有布氏法、洛氏法和维氏法，相应的硬度值称为布氏硬度（HB，它是以压痕直径计算求得的硬度值）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC，它是以金刚石圆锥或圆球的压痕深度计算求得的硬度值）和维氏硬度（HV，以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV））。一般来说，硬度大的材料，耐磨性较强，但不易加工。在工程中，常利用材料硬度与强度间的关系，间接推算材料的强度。4、耐磨性耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨损率或磨耗率表示。材料的耐磨性与材料组成结构以及强度和硬度有关。在土木工程中，对于道路路面、桥面、工业地面等受磨损的部位，选择材料时，应适当考虑硬度和耐磨性。

㈧ 建筑各种材料的的物理性质化学性质

1
密度、表观密度、堆积密度
密度：指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
表观密度：指材料在自然状态下，单位体积质量。
堆积密度：指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积质量。
2
材料的密实度
孔隙率
密实度：指材料体积内被固体物质充实的程度。
孔隙率：材料内部空隙的构造分为连通与封闭两种。连通空隙不仅彼此贯通与外界相通，封闭
空隙则不仅彼此不连通且与外界隔绝。空隙按尺寸大小分极微细空隙、细小空隙、较粗大空隙。空隙的大小及其分布对材料的性能（如热工。隔声）影响较大。
3
与水有关性质
亲水性、憎水性：水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子间的相互吸引力，此材料称为亲水性材料。反之称为憎水性材料。
含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比，称为材料的含水率。
吸水性：材料与水接触吸收水分的性质。
吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
耐水性：材料抵抗水的破坏作用的能力。
抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。
抗冻性：材料在水饱和状态下，经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质。
4
热工性质
导热性：当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料的这种传导热量的能力，称为导热性。
比热容：指质量1KG的材料，在温度每改变1K时所吸收或放出的热量。
5基本力学性质
指材料在外力作用下，抵抗破坏的能力和变形方面的性质。如：抗拉、抗压、抗弯曲、抗剪强度等。