2. 有色金属
1）铝及其合金。铝及其合金在采用各种强化手段后， 铝合金可以达到与低合金高强钢相近的强度，因此比强度要比 一般高强钢高得多。 纯铝材料按纯度可分为三类：有高纯铝，工业高纯铝和 工业纯铝。 按照制造工艺，铝合金还可分为：变形（加工）铝合金和 铸造铝合金两类。
——变形铝合金包括：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合
金及锻铝合金等。
——铸造铝合金（zl）分为：al-si铸造铝合金、al-cu铸
造铝合金、al-mg铸造铝合金和al-zn铸造铝合金。
2）铜及其合金。纯铜呈紫红色，常称紫铜，主要用于制 作电导体及配制合金。根据杂质含量的不同，工业纯铜分为四 种t1、t2、t3、t4。编号越大，纯度越低。 纯铜的强度低，不宜用作结构材料。
在铜中加入合金元素后，可获得较高的强度，同时保持纯
铜的某些优良性能。 一般铜合金分黄铜、青铜和白铜三大类。
3）镍及其合金。镍力学性能良好，尤其塑、韧性优良， 能适应多种腐蚀环境。
4）钛及其合金。钛具有较好的低温性能，可做低温材料； ——常温下钛具有极好的抗蚀性能，在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定——但在任何浓度的氢氟酸中均能迅速溶解。
5）铅及其合金。
——铅在大气、淡水、海水中很稳定，铅对硫酸、磷酸、亚硫酸、铬酸和氢氟酸等则有良好的耐蚀性。
6）镁及其合金。
——镁及其合金的主要特性是密度小、化学活性强、 强度低。 纯镁强度低，不能用于结构材料，主要用镁合金。
镁合金的比强度和比刚度可以与合金结构钢相媲美，故镁
合金是航空工业的重要结构材料，它能承受较大的冲击、振动荷载，并有良好的机械加工性能和抛光性能。
其缺点是耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。
（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。
1．耐火材料
（1）耐火材料的主要性能指标和分类：
1）耐火材料的主要性能指标
① 耐火度。耐火度是耐火材料受热后软化到一定程度的
温度。
② 荷重软化温度。
③ 高温化学稳定性。高温化学稳定性是耐火材料抗炉气
和炉料腐蚀的能力；
④ 抵抗温度变化的能力越好，则耐火材料在经受温度
急剧变化时越不易损坏；
⑤ 抗压强度要好；
⑥ 密度和比热容
⑦ 热导率要小，隔热性能要好，电绝缘性能要好。
2）耐火材料的分类
① 耐火砌体材料。
——按材质高低，分为普通耐火材料和特种耐火材料；
——按材料密度分为重质耐火材料和轻质耐火材料；
——按耐火材料的主要化学成分分为粘土砖、高铝砖、 硅砖、氧化铝砖、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。
② 耐火水泥及混凝土。
低钙铝酸盐耐火水泥是用优质铝钒土和石灰石，按一定 比例配合经烧结、磨细制成。
耐火混凝土具有施工简便、价廉和炉衬整体密封性强等 优点，但强度较低。
——按照胶结料的不同，耐火混凝土分为水硬性耐火混 凝土、火硬性耐火混凝土和气硬性耐火混凝土；
——按照密度的高低，可分为重质耐火混凝土和轻质耐 火混凝土两类。
2．耐火隔热材料
耐火隔热材料，又称为耐热保温材料。它是各种工业 用炉（冶炼炉、加热炉、锅炉炉膛）的重要筑炉材料。
——常用的隔热材料有：硅藻土、蛭石、玻璃纤维 又称矿渣棉）、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。
3．耐蚀（酸）非金属材料
（1）铸石
——铸石具有极优良的耐磨与耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。其耐磨性能比钢铁高十几倍至几十倍。
（2）石墨
石墨按照来源不同可分为天然石墨和人造石墨。它不仅具 有高度的化学稳定性，还具有极高的导热性能。
石墨材料具有高熔点（3700℃），在高温下有高的机械 强度。当温度增加时，石墨的强度随之提高。石墨在3000℃ 以下具有还原性，并且在中性介质中有很好的热稳定性。在急 剧改变温度的条件下，石墨比其他结构材料都稳定，不会炸裂 破坏，石墨的导热系数比碳钢大2倍多，所以，石墨材料常用来 制造传热设备。
——石墨具有良好的化学稳定性。除了强氧化性的酸（如 硝酸、铬酸、发烟硫酸卤素）之外，在所有的化学介质中都 很稳定，甚至在熔融的碱中也很稳定。
（3）玻璃
按形成玻璃的氧化物可分为： ——硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐
玻璃等，其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。
（4）天然耐蚀石料
——天然耐蚀石料的组成含二氧化硅的质量分数大于55.0%，且其含量越高耐酸性越好。
——含氧化镁、氧化钙的质量分数在50.0%以上的石料， 有较好的或好的耐碱性能，但不耐酸侵蚀。
（5）水玻璃型耐酸水泥
——水玻璃型耐酸水泥具有能抗大多数无机酸和有机酸腐 蚀的能力
——不耐碱。
4．陶瓷材料
陶瓷材料属于硅酸盐材料。
陶瓷材料有着许多区别于其它材料的物理化学性能。比如 高温化学稳定性、超硬的特点和极好的耐腐蚀性能。
常用的陶瓷材料
——在工程中常用的陶瓷有电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、 结构陶瓷和耐酸陶瓷等。
（三）高分子材料
1．高分子材料的基本概念
——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。
高分子材料一般分天然和人工合成两大类。
——工程上的高分子材料主要是人工合成的各种有机材料。 通常根据机械性能和使用状态将其分为：塑料、橡胶和合 成纤维三大类。
2．高分子
材料的基本性能及特点
高分子材料的基本性能及特点是：
——质轻，比强度高，有良好的韧性，减摩、耐磨性好，
电绝缘性好，耐蚀性；
——化学稳定性好， 导热系数小，易老化，易燃，耐热
性好，刚度小。
3．工程中常用高分子材料
——塑料制品、橡胶、合成纤维
（1）塑料制品
掌握以下各种塑料的主要特性：
① 热塑性塑料
a低密度聚乙烯（ldpe） b高密度聚乙烯（hdpe）
c聚丙烯（pp）
d聚氯乙烯（pvc）
e聚四氟乙烯（ptfe，f-4） f聚苯乙烯（ps）
g abs h聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）
② 热固性塑料
a酚醛模塑料（pf）b酚醛玻璃纤维增强塑料
c环氧树脂（ep）
d 呋喃树脂 e 不饱和聚酯树脂
（2）橡胶
1）天然橡胶（nr）2）丁基橡胶（iir） 3）氯丁橡胶（cr）4）氟硅橡胶（mfq）
（3）合成纤维
合成纤维具有强度高、密度小、耐磨和不霉不腐等特点， 广泛用于制作衣料。在工农业生产、交通运输及国防建设上 也发挥了很大作用。
与普通材料相比，复合材料具有许多特性，可改善或克服 单一材料的弱点，通过相关材料的复合，充分发挥点一材料的 优点，并赋予材料新的性能；
1． 复合材料组成、分类和特点
——复合材料中至少包括基体相和增强相两大类。
基体相起粘结、保护增强相并把外加荷载造成的应力传递
到增强相上去的作用，基体相可以由金属、树脂和陶瓷等构成， 在承载中，基体相承受应力作用的比例不大；
增强相是主要承载相，并起着提高强度（或韧性）的作用， 增强相的形态各异，有纤维状、细粒状和片状等。
按基体材料类型可分为：有机材料基、无机非金属材料基 和金属基复合材料三大类。
复合材料特点：
可按照构件的结构和受力要求，给出预定的分布、合理的 配套性能，进行材料的最佳设计等。具体表现在：
（1）高比强度和高比模量。
（2）耐疲劳性高。
（3）抗断裂能力强。
（4）减振性能好。
（5）高温性能好，抗蠕变能力强。
（6）耐腐蚀性好。
（7）复合材料还具有较优良的减摩性、耐磨性、自润滑性
和耐蚀性等特点，而且复合材料构件制造工艺简单，表现出良
好的工艺性能，适合整体成型。
2．复合材料增强体
（1）纤维增强体
（2）颗粒增强体
（3）片状增强体
3．复合材料基体
（1）树脂基体。树脂基复合材料是复合材料中最主要的 一类，通常称为增强塑料。
（2）金属基体。金属基复合材料主要有三类：颗粒增强、 短纤维或晶须增强、连续纤维或薄片增强。多种金属及其合金
可用作基体材料。
3．复合材料基体
（3）陶瓷基体。制作陶瓷基复合材料的主要目的是增加 韧性。 适用陶瓷基复合材料的基体材料主要有氧化物陶瓷基体 （氧化铝陶瓷基体和氧化锆陶瓷基体等）。非氧化物陶瓷基体 氮化硅陶瓷基体、氮化铝陶瓷基体、碳化硅陶瓷基体及石英
玻璃）
4．复合材料应用
（1）用玻璃纤维增强塑料得到的复合材料，俗称玻璃钢。
（2）碳纤维增强酚醛树脂、聚四氟乙烯复合材料，
（3）石墨纤维增强铝基复合材料，
（4）合金纤维增强的镍基合金
（5）颗粒增强的铝基复合材料
（6）塑料—钢复合材料
（7）塑料—青铜—钢背三层复合材料
（8）塑料－铝合金。