PMMA_SiO_2杂化材料制备及热性能
西南民族大学学报·自然科学版
第35卷第4期
Journal of Southwest University for Nationalities ?Natural Science Edition Jul.
2009
___________________________________________________________________
___________________________
收稿日期：2009-05-14
作者简介：刘虹(1970-), 女, 成都电子机械高等专科学校讲师; 蒋正萍(1958-), 女, 成都电子机械高等专科学校副教授.
文章编号: 1003-2843(2009)04-0809-04
PMMA/SiO 2杂化材料制备及热性能
刘虹, 蒋正萍
(成都电子机械高等专科学校, 四川成都 610031)
摘 要: 本文选用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、正硅酸乙酯(TEOS)和有机硅烷偶联剂(KH-570)为原料, 采用溶胶－凝胶法成功制备出低收缩、具有良好光学性能的PMMA/SiO 2杂化材料. 通过透射电子显微镜、热重分析等对杂化材料的微观结构进行表征, 并进行了杂化材料体积收缩方面和反应机理方面的分析讨论. 关键词: 溶胶－凝胶; 体积收缩; 有机－无机杂化材料 中图分类号: TQ050.4 文献标识码: A
有机/无机杂化材料是复合材料领域一个重要的研究方向, 由于该材料综合了有机和无机各自的优点, 在力学、热学、光学、电磁学、化学和生物学等方面具有许多优异性能[1-3], 因而成为材料学科研究的热点.
传统的溶胶凝胶制备工艺存在两个突出的缺点：一是有机相与无机相的相容性较差, 容易产生相分离, 影响材料性能; 二是干燥过程中材料的体积收缩大, 给材料的形状和尺寸控制造成困难. 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优良的透光性,其密度不到普通玻璃的一半,但抗脆裂性却超过普通玻璃几倍. 但因它的耐磨性、韧性较差、易划伤、易产生银纹以及玻璃化温度Tg 不高, 限制了它在更多高技术领域中的应用. 采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)将PMMA 与二氧化硅(SiO 2)杂化, 制备出相区尺寸接近分子水平的有机-无机杂化材料, 既保持了它原有的光学性能, 又提高了它的Tg, 从而进一步拓展了PMMA 的应用范围. Sol-gel 法为将有机组份的韧性和无机组份的高强度和耐温性相结合提供了可能性, 并可采用不同的杂化组份, 拓展了PMMA/ SiO 2杂化材料在微电子器件领域中的应用[4], 并有望在通道波导(Channel waveguide)[5]、光子晶体(Photonic crystal)[6] 、复制精密光学元件和特殊微型电路[7]等方面找到潜在的应用价值.
1 实验部分
1.1 溶胶-凝胶过程的示意图
西南民族大学学报·自然科学版
1.2 PMMA/SiO2杂化材料的制备
将正硅酸乙酯和KH-570按一定比例混合并与适量的蒸馏水一起加入反应容器中, 以硝酸作为催化剂(保持PH＝3), 室温下搅拌, 待正硅酸乙酯完全水解后加入一定量的甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁氰, 搅拌均匀; 加入一定量的苯并在65℃时进行预聚合(30分钟), 然后置于真空干燥箱中(50℃)凝胶, 即可得到低收缩、具有良好光学性能的PMMA/SiO2杂化材料.
反应方程式
水解反应：Si(OR)n +H2O→Si(OH)n+nHOR (1)缩聚反应：Si(OH)n+Si(OH)n→(OH)n－1Si-O- Si(OH)n－1 +H2O或
Si(OH)n+ Si(OR)n→(OH)n－1Si-O- Si(OR)n－1+HOR (2) 如此下去,水解聚合反应不断地进行,最终会形成凝胶[8.9].
2 结果与讨论
2.1 溶胶-凝胶过程中的体积收缩效应
溶胶凝胶过程是基于烷氧基金属化合物在溶剂存在的条件下发生均匀水解而形成高度交联的网络, 最后得到的是溶剂溶胀的三维网. 因而在溶胶-凝胶工艺中凝胶内往往包含着大量的溶剂, 以及水解、缩聚反应形成的小分子副产物(如水和醇), 故在陈化干燥过程中会伴随着很大的体积收缩, 收缩率甚至可以达到75%或以上. 另外, 收缩过程由于溶剂、水和醇的挥发, 在凝胶网络中产生不均匀的应力, 常导致凝胶在干燥的过程中产生开裂现象. 这对于材料成型(如完整的块状材料)和尺寸控制造成了很大的困难. 袁金颖[9]等认为其中最重要的一个原因是：本来以范德华力作用的单体分子, 由于聚合反应, 变成了化学键连接, 共价键距离很明显小于范德华力距离, 这样必然导致聚合过程中的体积收缩.
本实验中在加入甲基丙烯酸甲酯后首先采用预聚合的方法(加入苯防止暴聚), 使杂化材料先形成高强度的立体网络骨架, 然后再在低温下凝胶, 使反应中产生的溶剂及小分子副产物的挥发速度减慢, 这样就不会影响杂化材料的骨架, 体积收缩就会很小.
2.2 SiO2溶胶的透射电镜图
图1 SiO2溶胶的透射电镜图
a.加入KH-570的SiO2溶胶
b.没有KH-570的SiO2溶胶
第4期 从图1中可以看出, a 中加入了KH-570, 形成的SiO 2溶胶分散程度良好, 纳米颗粒粒径均一; 而b 则发生了比较严重的SiO 2粒子的团聚. 这是由于硅烷偶联剂KH-570的改性作用. 根据B.Arkles [10]提出的硅烷偶联剂的反应机理：与硅原子相连的Si-X 基首先发生水解反应生成Si-OH, 然后Si-OH 之间脱水缩合, 生成含Si-OH 的低聚硅氧烷. 由于在酸性条件下正硅酸乙酯属于亲电反应聚合速度比较快, 很快就会生成表面含羟基的二氧化硅网络结构; 但在酸性溶液中因为它的pH 值较低, 硅烷偶联剂却水解速度快而聚合速度慢, 因而硅烷偶联剂水解生成的Si-OH 仅能部分发生缩聚反应, 不能形成立体网络结构, 其大部分水解产物与正硅酸乙酯缩聚形成的二氧化硅网络表面的羟基脱水缩合, 起到了表面修饰的作用. 由于整个溶液中都含有硅烷偶联剂, 二氧化硅网络一经形成, 即被偶联剂所改性, 阻止了二氧化硅颗粒之间的进一步团聚. 2.3 杂化材料的热重分析
图 2
图2是杂化材料的热重曲线. 杂化材料的失重存在明显的两个阶段：第一阶段是300℃以前, 质量损失主要是反应过程中生成的水、醇以及不能完全反应而残余的Si-OH 、 Si-OC 2H 5还有没有完全聚合的MMA 小分子单体; 第二阶段是300℃~400℃, 质量损失接近总量的70%, 这一部分主要是PMMA 聚合物的分解. 因为聚合物的热分解首先是局部范德华力或氢键力等分子间作用力被破坏, 然后应力集中在取向的主链上, 使这些主链的共价键断裂. 可以明显看到, 在温度超过多400℃甚至达到600℃时, 质量仍有很大的剩余. 这从侧面说明无机组分(SiO 2)的加入改变了材料的热行为. 由以上分析可以认为PMMA/SiO 2杂化材料中的无机相与有机相之间存在有共价键作用, 增强了有机组分与无机组分之间的交联作用, 有机相和无机相之间形成了互穿网络结构, 抑制了有机聚合物的分子链运动, 因而提高了聚合物分子链在加热过程中断裂所需的能量, 即提高了杂化材料的耐热性.
3 结论
以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、KH －570为原料, 采用溶胶－凝胶法成功制备出低收缩、具有良好光学性能的PMMA/SiO2杂化材料. 通过透射电子显微镜、热重分析等手段对其结构进行了表征; 并成功解决了体积收缩问题. 结果表明：结果表明杂化材料的有机相和无机相之间是通过共价键相互连接的, 在可见
20
30405060
70
80
9010002
4
6
8
D T G (%m i n )
T G (%)
Temp(℃)
西南民族大学学报·自然科学版
光波长范围内材料均一性好, 不存在大区域的SiO2粒子堆积.
参考文献:
[1] 任洪波, 张林, 杜爱明, 等. 紫外光固化丙烯酸酯/二氧化硅杂化光学增透膜的研制[J]. 强激光与粒束, 2004,16(4): 623-625.
[2] QIAN G D, WANG M Q. Recent developments of organci-inorganic hybrid optical functional materials and related devices[J].
Journal of the Chinese Ceramic Society, 2001, 29(6): 596-600.
[3] HAN Y H, LIN J. Photoluminescence of SiO2 xerogels[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2002, 23(3): 296-298.
[4] BN DICTE L, CL MENT S. Current Opinion in Solid State& Mater Science, 1999, 4: 11-15.
[5] YANG P D, WIRNSBERGER G, HUANG H C, et al.Ploymer Microfluidic Chips with Integrated Waveguides for Reading
Microarrays[J]. Science, 2000, 287: 465-469.
[6] SCHUELLER O J A, WHITESIDES G M, ROGERS J A, et al.Fabrcation of photonic crystal lascrs by nanomolding of solgel
glasses[J]. Appl Opt, 1999, 38: 5799-5803.
[7] ROGERS J A, BAO Z, MEIER M, et al. Printing molding and near field photolithographic methods for patterningorganic lasers smart
pixels and simple circuits[J]. Synthetic Metals, 2000, 115: 5-9.
[8] 袁金颖, 潘才元. 化学与粘合, 1999, 4: 234-238.
[9] ARKLES B.Tailoring Surfaces with silanes[J]. Chem Tech, 1977, 7: 766-770.
Preparation of PMMA/ SiO2 hybrids by sol-gel
LIU Hong, JIANG Zheng-ping
(Chengdu Electro-mechanical College, Chengdu 610031, P. R. C.)
Abstract：In this paper, we take MMA, TEOS and KH-570 as the primer materials to manufacture low shrinkage, high light performance bulky PMMA/SiO2 hybrid material through sol-gel method successfully. The micro-structure and a few performances of the acquired PMMA/SiO2 hybrid materials are characterized with TEM and TG. The volume shrinkage and reaction mechanism are also analyzed.
Key words: sol-gel; volume shrinkage; organic-inorganic hybrid material
水热法制备纳米材料
实验名称：水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。 一．实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 水热法的原理是：水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行，高温时，密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物（新配置的凝胶）作为前驱物，他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三．实验器材 实验仪器：10ml量筒；胶头滴管；50ml烧杯；高压反应釜；烘箱；恒温磁力搅拌器。 实验试剂：无水TiCl4；蒸馏水；无水乙醇。 四．实验过程 1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。 2.取适量冰块放入烧杯中，并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物，用恒温磁力搅拌器搅拌，速度适中。
常用材料力学性能.
常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800
7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢
高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT
MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃
建筑节能保温材料的研究种类及其应用
烟台工程职业技术学院管理工程系高分子材料加工技术专业10 级 毕业设计（论文） 题目: 建筑节能保温材料的研究种类及其应用 姓名学号 指导教师（签名）王莉燕 二○一三年五月日 附件三
建筑节能保温材料的研究种类及其应用
烟台工程职业技术学院管理工程系高分子材料加工技术10301 柳欢 摘要：目前我国属于能源紧缺型国家，节能技术的应用对于缓解我国能源紧张的现状具重大意义。据相关研究表明，我国的建筑行业是耗能大户，其耗能总量能达到全国耗能总量的30%。本文介绍了当前一些应用广泛的节能建筑材料的种类，并对一些分类展开了详细的叙述，在叙述的同时介绍了各种材料的化学组成、特点与应用，并对所介绍的材料进行了简单的比较，旨在研究出具有高性能、廉价且易获取的保温材料，以便符合人类的需求和时代发展的潮流。 引言 长期以来，我国建材行业沿用了粗放型传统生产模式，对自然资源重开发、轻保护，对生态环境重利用、轻改善。“十一五”是我国社会建设的重要时期，也是建筑材料发展的一个重要时期，因而建筑材料的发展应以满足建筑节能需要为重，节能建筑材料作为节能建筑的重要物质基础，是建筑节能的根本途径。在建筑中使用各种节能建材，一方面可提高建筑物的隔热保温效果，降低采暖空调能源损耗；另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此，走环保节能建材之路，大力开发和利用各种高品质的节能建材，是节约能源，降低能耗，保护生态环境的迫切要求，同时又对实现我国21世纪经济和社会的可持续性发展有着现实和深远的意义。此外，在传统建筑材料基础上大力发展新型建筑材料也是节能建材研究领域一个重要的方面，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化学建材、装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。因此，发展新型节能型建筑材料，就成为未来建筑材料的主要发展方向和趋势，对于落实科学发展观和构建资源节约型社会具有重要的现实意义。 一、建筑节能材料的概念 建筑节能这一概念内涵丰富，在发达国家，这一说法经历了三个阶段“建筑节能”、“在建筑中保持能源”、“提高建筑中的能源利用效率”。在我国，现在仍通成为建筑节能，但其含义应该尽到第三层意思，即在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用率，降低建筑能耗量。建筑能耗包含广义的建筑能耗和狭义的建筑能耗。目前所说的建筑能耗，常常指的是狭义的建筑能耗，即建筑物在施工建设过程中所必须耗费的资源、能量；广义的建筑能耗还包括维持建筑物日常使用过程中所耗费的资源，包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的能源。
水热法制备纳米材料3
水热法制备ZnO纳米棒 10092629 朱晓清 10092632 蒋桢 一、实验目的： 1、掌握水热合成方法。 2、掌握晶体分析方法。 二、实验原理： 压强是高压釜内填充度、温度的函数，提高压强会提高成核速率，有利于粉体的产生，粉体粒径较小。根据公式（1） P 1 V=nRT (1) P 2=P (2) P=P 1+P 2 =nRT/V+P (3) 式中：P 1 ——T温度时高压釜内空气的压强； P 2 ——T温度时高压釜内水的压强； P——T温度时高压釜内的总压强； P ——T温度时水的饱和蒸汽压； V——高压釜内气体体积。 可以看出在一定的水热温度下，压强的大小依赖于反应器中的原始溶剂的填充度。反应釜内的压强随填充度增大而升高。 ZnO纳米棒的形成过程可以分为两个阶段：第一阶段是成核阶段，第二阶段是生长阶段。具体的形成过程可以用下列反应式表示： Zn2++2OH-→Zn(OH) 2 (4) (CH 2) 6 N 4 +10H 2 O → 6HCHO + 4NH 3 ·H 2 O (5) NH 3·H 2 O ?NH4++OH- (6) Zn2++4NH 3→Zn(NH 3 ) 4 2+ (7) Zn(OH) 2→ZnO+H 2 O (8) Zn(OH) 42-→ZnO+ H 2 O+2OH- (9) 当将氢氧化钠滴入含有Zn2+的水溶液中，边滴入边搅拌，溶液变浑浊，这是由于有Zn(OH) 2 白色胶体生成(见反应式4)，同时六次甲基四胺水解产生的氨水
（见反应式5），作为螯合剂通过和Zn2+结合而形成胺化合物Zn(NH 3) 4 2+（见反应式 7），而溶液中生成的Zn(OH) 4 2-为这个过程提供了条件，在这种溶液环境下，一 部分的Zn(OH) 2 胶体分解成Zn2+和OH-，当Zn2+和OH-的浓度大到超过某个临界值时，就会有大量的ZnO 晶核形成，那么最终的晶体生长过程就开始了（见反应式8和9）。 方法一（首选） 三、实验仪器和试剂： 1、仪器：超声清洗机，烧杯，水热合成反应釜，鼓风干燥箱，XRD衍射仪，扫描电子显微镜，紫外可见分光光度计。 2、试剂：铜衬底，丙酮，无水乙醇（C 2H 5 OH，分析纯），去离子水，硫酸锌（ZnSO 4 ·7H 2 O， 分析纯），氢氧化钠（NaOH，分析纯），六次甲基四胺（又名HMTA，C 6H 12 N 4 ，分 析纯）。 四、实验步骤： 1、铜衬底的清洗 清洗的目的是为了去掉衬底表面的油渍、脏物和表面杂质等，使其表面光亮平滑，避免杂质及缺陷在纳米棒生长过程中对纳米棒的形貌产生影响。具体的清洗过程如下： (1)将大小约为1cm×1cm 的铜衬底放入盛有乙醇的烧杯中，在超声仪中超声 10 分钟。 (2)取出衬底片，放入丙酮中超声10 分钟。 (3)取出衬底片，放入乙醇中超声10 分钟。 (4)最后再用去离子水超声一次，并经流动的去离子水反复冲洗后，用洗耳球 小气流吹干。 2、在铜衬底上制备ZnO纳米棒步骤： 将0.0056 mol硫酸锌溶于35 mL 去离子水中配制成溶液，同时按Zn2 +与OH-摩尔比值1:8将0.056 mol氢氧化钠溶于35 mL去离子水中;在磁力搅拌条件下，将氢氧化钠溶液逐滴滴加到硫酸锌的溶液中; 持续搅拌10 min 后，将0.50 g六次甲基四胺加入到上述溶液中并持续磁力搅拌10 min; 然后将混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，将第一步中清洗的铜衬底垂直放置（如图1所示）。
谈新型节能环保材料在建筑工程中的应用
谈新型节能环保材料在建筑工程中的应用【摘要】随着我国建筑技术的不断深入发展，建筑节能的标准也在不断提高，在深入研究和推广应用先进节能技术的基础上，采用新型的节能环保材料，对推动我国在建筑领域内节能工作的进展，推广建筑节能保温材料及其结构体系在建筑工程中的应用具有重要意义。今后建筑业中新型节能环保材料具有强劲的发展优势，在建筑中节能环保材料的应用将更加广泛。本文探讨了新型节能环保材料在建筑工程中的应用。 【关键词】新型节能环保建筑工程应用 中图分类号：TE08文献标识码：A 前言 新型环保型节能建材，是人们提高生活质量的重要保证，随着人们生活水平的不断提高，人们对居住环境的要求也随之提高，更加注重环保、绿色建材和清洁生产。当国内正在研究节能材料的同时，国外已经将新型的节能建筑材料推广到全世界，并尽可能将节能率提到极限。建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，随着国家一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的出台，我国建设行业的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用，但我国目前的建筑节能水平还远低于发达国家，我国建筑单位面积能耗是发达国家的3-5倍，分析研究新型建筑材料的节能保温及环保对建筑节能来讲势在必行，对我国经济的可持续发展有重要意义。 使用节能环保材料的意义 建材工业又是对天然资源和能源资源消耗以及大气污染最严重的行业，建筑材料是建筑业的物质基础。建材工业是对不可再生资源依存度非常高的行业。大部分建筑材料的原料来自不可再生的天然矿物原料，部分来自工业固体废弃物。就目前经济发展较快的地区而言，几年前真正的节能环保建筑还很少，多数人忍受着冬季湿冷、夏季闷热的恶劣环境。近几年，制定了一系列方案来实现建筑节能，其中就有一条是促进可再生资源建筑规模化应用，施行绿色建材和产品认证制度，积极推广绿色建材，来加强对建筑材料，特别是对室内装饰材料，使用环节的监督管理。 在建筑工程中应用节能环保材料的必然性 建筑行业不管是在大气污染，还是在天然资源与能源资源的损耗上，都属于非常严重的行业之一。在建筑工程项目建设中，材料作为其物质基础之一，很多建筑材料均属于不可再材料，且有部分材料都来自工业性的固体废弃物。近年来，随着社会经济发展速度的加快，信息技术水平的提高，城市进程的加快，建筑能耗所占比重也逐步上升，而这也使得建筑工程节能工作变为尤为重要。通过大量实践证明，要想达到建筑节能的目的，新型节能环保材料的开发与应用，为一种有效且合理的方式。 新型节能环保材料在建筑工程中的应用 新型墙体材料。新型墙体材料有活性炭墙体、加气混凝土砌块、陶粒砌块、小型混凝土空心砌块、纤维石膏板、新型隔墙板等。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤矸石、竹炭等主要原料。具有质轻、保温、无甲醛、无苯和无污染等特点。 混凝土空心砖。。混凝土空心砖在非承重墙体施工中比较常见。此类砖取自水泥和砂石原料，然后按比例添加粉煤灰加水拌制而成。施工时不仅可以根据个性化需求变换不同规格的砖型，也能使用废渣和轻集料制作成轻质墙材，供框架填充墙外墙使用。混凝土空心砖采用多空布局，将空洞充分利用，提高墙体的保温性能和热阻，延长了空心砖的热流路线。 节能外围护材料。建筑节能的65%主要由建筑围护结构体系承担。目前，大面积玻璃幕墙仍然是大型公共建筑外部围护结构体系的主导形式，应尽量选择采用透光率高、保温隔
金属材料机械性能代号
名称代号单位意义 比例极限σp Mpa材料在受力拉伸过程中，应力与应变保持正比关系的最大应变值屈服点σs Mpa材料在受力过程中，开始产生显著塑性变形的最小应力值 屈服强度σ0.2Mpa 材料在受力过程中，所产生的塑性变形达到测定长度的0.2％时的应力值 抗拉强度σb Mpa材料在拉伸过程中，从开始到散裂时所达到的最大应力值 抗压强度σbc Mpa材料在拉伸过程中，从开始到断裂期间内所达到的最大应力值 抗弯强度σbb Mpa 在与轴线（材料）相垂直的力作用下，材料呈现弯曲直至破坏时所到达的最大应力值 延伸率δ％材料在拉断后，其测定部分的塑性伸长与原来测定部分长度的百分比 断面收缩率ψ％材料在拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原来的横截面积的百分比 扭转比例极限J p Mpa材料在扭转过程中的规定比例极限值 扭转屈服强度J0.3Mpa 材料在扭转过程中，所产生的部分残余剪应变量达到测定量的0.3％时的计算剪应力 扭转强度Jb Mpa材料在扭转过程中，达到断裂时的最大扭矩计算而得的最大剪应力 σ-1光滑试样承受对称弯曲应力时，在重复或交变情况下，于规定周期 次数内不发生断裂所承受的最大应力 J-1光滑试样承受对称扭转应力时，在重复或交变情况下，于规定周期 次数内不发生断裂所承受的最大应力 HB硬度表示材料抵抗物体压入其表面的能力 HRC HRB HRA用于硬度极高的材料（如硬质合金钢） HV锥式硬度 HS当工件最终表面不允许留下任何痕迹（如钢球或金刚石压痕）时， 如如轧辊辊身和辊径处，采用HS 冲击韧性A k 试样在一次摆锤冲击弯曲试验中冲折时所消耗的功除以试样断裂处原横截面积所得的商 金属材料机械性能代号 Mpa 疲劳极限 HB>450或试样过小，改用洛式硬度（HR）。分别用HRA、HRB 、HRC三种标度表示：标度C用于硬度很高的材料（如：淬火 钢）；标度B用于硬度较低的材料（如：退火钢、铸铁） 硬度Mpa
水热法制备TiO2纳米材料
水热法制备TiO2纳米材料 实验目的：采用水热法，制备了不同晶相的二氧化钛( 即锐钛矿相和金红石相) 。 实验原理：以无水TiCl4为原料制备出的纳米晶是锐钛矿相的, 而用钛酸四正丁酯制备的纳米晶是金红石相的。两者的晶相有所不同, 这是因为无水TiCl4 中加入水后水解剧烈, 已经直接生成了大量的锐钛矿相TiO2。而钛酸四正丁酯中加入水后, 水解速度较慢, 首先生成锐钛相TiO2, 而生成的锐钛矿相TiO2 颗粒较小, 故其反应的活性较大。在水热反应过程中, 如果保温时间足够长, 就有可能由锐钛矿相完全转变为金红石相。采用本方法制备出的金红石相的TiO2 纳米晶相的过程更简单、反应温度更低。 实验药品，器材 无水TiCl4、钛酸四正丁酯、HCl 溶液(12 mol/L) X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜( TEM) 高压反应釜、高速离心机、恒温干燥箱 实验过程：T iO 2 纳米颗粒的制备 (1)以无水TiCl4 为原料取容量为10 mL 的小量筒1 只, 将其放进干燥箱彻底干燥后(因为TiCl4 极易水解)取出, 量取2 mL 的无水TiCl4。把量筒内的无水TiCl4 倒入已经清洗干净、并且已经干燥过的高压反应釜的内衬中。用容量为20 mL的量筒量取20 mL 蒸馏水并快速倒入反应釜的内衬中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 ( 2) 以钛酸四正丁酯为原料 用量筒量取2 mL 的钛酸四正丁酯倒入反应釜的内衬后, 以体积比为1 ∶10 量取20 mL 蒸馏水, 将蒸馏水倒入内衬和钛酸四正丁酯混合后放入烘箱中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 数据记录 参考文献： 夏金德. 水热法制备二氧化钛纳米材料[J].安徽工业大学学报,2007 ,24（2）140- 141. 肖逸帆，柳松. 纳米二氧化钛的水热法制备及光催化研究进展[J].硅酸盐通报,2007, 26(3)523-527
材料力学性能课后习题答案
1弹性比功： 金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2．滞弹性： 金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。 3．循环韧性： 金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4．xx效应： 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面： 这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6．塑性： 金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性： 指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶： 当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样： 解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。 9.解理面： 是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂： 穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。 沿晶断裂： 裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。 11.韧脆转变： 具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性： 理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 答： 主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。 1、试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？
金属材料力学性能
金属材料力学性能 Prepared on 24 November 2020
常见的金属材料力学性能一. 金属材料相关概念 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式的外力作用。这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力；这种能力就是金属材料的力学性能。诸如金属材料的强度、刚度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料在外力下表现出来的力学性能的指标。 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。一般用单位面 积所承受的作用力表示，符号为σ，单位为MPa。 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs表示。抗拉强度是指金属材料在拉力作用下，被拉断前所承受的最大应力值，用σb表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，则用抗拉强度作为其设计的依据。 刚度 刚度是指金属材料在外力载荷作用下抵抗弹性变形的能力。对于机械零件要求较高的尺寸稳定性时，需要考虑刚度指标。 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
几种常用金属材料力学性能一览表 注：1.上表中材料的强度数值仅供参考，在不同的热处理工艺及环境下其对应的强度值不同。 二.材料的失效与许用应力 通常将材料的强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力，用σu 表示。对于脆性材料强度极限为其唯一强度指标；对于塑性材料，其屈服应力小于强度极限，通常以屈服应力作为极限应力。 为了机械零件使用的安全性，对于机械构件要有足够的强度储备。因此，实际是使用的最大应力值必须小于材料的极限应力。最大使用应力称为许用应力，用[σ]表示。许用应力与极限应力的关系如下： [σ]= σu n ， σu ={ σs σb 式中，n 为大于1的因数，称为安全因数。对于塑性材料n 为，σu=σ s ；对于脆性材料n 为，σu=σb 。 强度条件 σmax =（F A ）max ≤[σ] 式中，F ，机械零件所承受的最大载荷作用力，单位N ；
葡萄糖水热法制备纳米碳球
葡萄糖水热法制备纳米碳球 广州华南农业大学理学院09材化（2）班林勋，200930750211 引言 炭微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景，已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。 葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应，实验结果表明：炭微球的增长似乎符合LaMer 模型（见图1），当0.5 mol·L-1 的葡萄糖溶液在低于140 C 或反应时间小于1h 时不会形成炭球，在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强，表明有芳香族化合物和低聚糖形成，这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5 mol·L-1、160℃、3h 时开始出现成核现象，这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应，或者在先前步骤中有其它大分子的形成，然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明，制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响炭球的粒径分布，其中反应时间对颗粒粒径影响很大，随着反应时间的延长，这些纳米炭球粒径从150nm（最初核的大小，实验所得到的最小的尺寸）生长到1500 nm。 由葡萄糖水热法制备纳米炭球具有绿色环保无污染的特点，实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂，制备得到的炭球粒径均匀，大小可控，同时表面含有大量活性官能团，具有优良的亲水性和表面反应活性，可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域，也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的应用前景。 图1 水热法形成炭球的结构变化示意图 1 实验部分 1.1 实验仪器与试剂
葡萄糖，去离子水，95%乙醇，50mL 高压反应釜，鼓风干燥箱，电子天平，抽滤装置（有机滤膜），滤纸，玻璃棒 1.2 纳米碳球的制备 纳米碳球的制备参见文献[1]。用电子天平称取 6g 葡萄糖放入50mL 反应釜内衬（图2）中，用移液管准确移取35mL 去离子水（葡萄糖溶液的浓度为0.952 mol·L -1 ）加入到上述反应釜中，用玻璃棒搅拌溶液，使葡萄糖全部溶解，然后装入反应釜中，用扳手拧紧反应釜，放入烘箱中。设定反应条件为：温度 180?C ，反应时间 4~12 h 。待反应结束后，降至室温，取出反应釜，将釜内黑褐色溶液抽滤（用40 um 有机滤膜），并及时清洗反应釜内衬，抽滤时用去离子水和 95% 乙醇清洗至滤液为无色。将样品用滤纸包好放入干燥箱中70℃干燥 4h 。收集样品，称重并计算产率。 图2 反应釜实物与结构示意图 1.3 纳米碳球的表征 1.3.1 X-射线衍射分析 测定所制备碳球的晶型以判断该碳球所属的类型（如普通碳还是石墨型碳） 1.3.2 红外光谱分析 测定碳球的活性官能团，表征不同制备条件下得到的碳球活性官能团变化 2 结果与讨论 2.1 实验数据 实验最终制备得到的纳米碳球的质量为 0.1255 g ，根据下列化学方程式 C 6H 12O 6 6C+6H 2O 可得产率23%.5100%4 .21255.0100%理论产率实际产率ω=?=?=
材料力学性能
第一章 1.退火低碳钢在拉伸作用下的变形过程可分为弹性变形，不均匀屈服塑性变形，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形和断裂 2.弹性表征材料发生弹性变形的能力 3.应力应变硬化指数表征金属材料应变硬化行为的性能指标，反应金属抵抗均匀苏醒变形的能力 4.金属材料在拉伸试验时产生的屈服现象是其开始产生宏观塑性变形的一种标志 5. σs 呈现屈服现象的金属材料拉伸时试样在外力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力称为屈服点，记作σs 6. σ0.2 屈服强度 7.断裂类型：韧性断裂和脆性断裂；穿晶断裂和沿晶断裂；解理断裂、纯剪切断裂和微孔聚集型断裂 8.塑性是指金属材料断裂前发生塑性变形的能力 9.韧性断裂和脆性断裂的断口形貌：①韧性断裂断口呈纤维状，灰暗色；中低碳钢断口形貌呈杯锥状，有纤维区，放射区和剪切唇三个区域②脆性断裂断口平齐而光亮，呈放射状或结晶状，有人字纹花样 10.沿晶断裂断口形貌：沿晶断裂冰糖状 11.常见力学行为：弹性变形，塑性变形和断裂 第二章 1.应力状态软性系数Tmax与σmax的比值 2.相对关系压缩试验α=2，扭转试验α=0.8 3（1）渗碳层的硬度分布---- HK或-显微HV （2）淬火钢-----HRC （3）灰铸铁-----HB （4）鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-----显微HV或者HK （5）仪表小黄铜齿轮-----HV （6）龙门刨床导轨-----HS（肖氏硬度）或HL(里氏硬度) （7）渗氮层-----HV （8）高速钢刀具-----HRC （9）退火态低碳钢-----HB （10）硬质合金----- HRA 第三章 1.冲击韧性指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，用Ak表示 2.冲击吸收功摆锤冲击试样前后的势能差 3.低温脆性实验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降。原因：材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果 4. 韧脆转变温度转变温度tk称为韧脆转变温度 第四章 1.断裂韧度（K IC ）在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力（与组织有关） 2.应力场强度因子（K I）受外界条件影响的反映裂纹尖端应力场强弱程度的力学度量（与本身有关） 3.断裂韧度（G IC）表示材料阻止裂纹失稳扩展是单位面积所消耗的能量 4.K IC的测量标准三点弯曲试样，紧凑拉伸试样，F形拉伸试样和圆形紧凑拉伸试样
建筑节能材料的推广应用
建筑节能材料的推广应用 节能减排是我国一项基本国策，建筑节能是其重要组成部分，大力推进建筑节能工作是落实科学发展观，发展循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会，实施可持续发展战略的一项重要举措。建筑节能是指在建筑物的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能技术、工艺设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热，空调制冷制热系统，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热照明，热水供应的能耗。我县最近几年公共及居住建筑速度发展较快，对环境影响较为明显，推行建筑节能，结合美丽乡村建议，对于缓解我县能源紧缺矛盾，减轻环境污染，促进社会可持续发展尤为重要。特别是在新建、改建、扩建建筑工程中推广使用建筑节能材料是关键。 一、我县建筑节能工作的整体情况 我县地处夏热冬冷地区，气侯适宜、日光充裕、热采暖期较长，对建筑工程的屋面、墙面、外窗等部位进行建筑节能设计。同时结合可再生能源利用，实行太阳能建筑一体化设计，大力推广太阳能，地源热泵在民用建筑中的应用。近年来，我县建筑节能工作总体上取得了很大发展，各相关单位认真贯彻落实科学发展，不断加强建筑节能工作，节能建筑的总量不断增加，建筑节能的监管力度不断加大，全社会建筑节能意识不断增强，建筑节能方面的法律、法规不断得到有效的贯彻执行，通过几年的努力也取得了一定的成绩：（一）建筑节能工作得到普遍重视，节能建筑比例不断得到提高。从2006年开始
我县就严格执行国家建筑节能的标准规范，提出了建筑节能工作的具体工作计划和目标，并落实以规划设计、施工图审查、施工管理、竣工验收等各个环节。建筑节能工作步入了规范化管理的轨道，目前，我县新建建筑设计阶段建筑节能设计标准比例达到100%，施工阶段执行率达到100%，节能专项验收率达到100%。（二）健全完善建筑节能管理制度，使建筑节能工作逐步走向制度化、规范化的轨道。今年我们出台了《关于加强我县建筑节能工作的通知》对主要建筑节能材料实行材料登记制度，杜绝不合格的节能材料用于建筑施工工地，建筑节能工程完工后实行备案制。 二、大力推广建筑节能材料在建筑工程中的应用 随着我县建筑节能工程的不断深入发展，建筑节能的标准也不断提高，在深入研究和推广应用先进节能技术的基础上采用新型的建筑节能材料，对推动我县建筑领域内建筑节能工作的开展，推广建筑节能保温材料及其结构体系在建筑工程中的应用具有重要意义。在建筑设计中采用新型优质的节能材料，使得建筑物的使用功能获得有效改善，使房屋居住环境显著提高。 1、从建筑围护结构节能设计抓起 建筑结构保温隔垫层的设置方式取决于其围护结构，建筑围护结构的设置一般都需要满足结构承重和保温两方面的要求，通常情况下采用单一构造的砖砌法，作为围护结构，为加气混凝土墙体或屋面等，另外在特殊功能要求情况下，在结构承重墙体的基础上增设附加围护材料，已达到建筑室内保温隔热效果，一般则选用一些轻质材料作为保温材料（如珍珠岩棉，泡沫聚苯乙稀等）以尽量减少墙体结构的承重负担。在建筑围护结构设计时，对于永久性的机械锚固、水电设备，
轴的常用材料及其机械性能
轴的常用材料及其机械性能 轴的材料种类很多，选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。 轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50，最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不太重要的钢，也常用Q235或Q275等普通碳素钢。对于受力较大，轴的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的轴，可采用合金钢，常用的有40Cr、40MnB、40CrNi 等。 球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸造性能好，容易铸成复杂形状，且减振性能好，应力集中敏感性低，支点位移的影响小，故常用于制造外形复杂的轴。 特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁，冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件，如曲轴等。 根据工作条件要求，轴都要整体热处理，一般是调质，对不重要的轴采用正火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理，以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等)，以提高其强度（尤其疲劳强度）和耐磨、耐腐蚀等性能。 在一般工作温度下，合金钢的弹性模量与碳素钢相近，所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。 轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时，可用圆钢棒制造；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，多采用锻件。为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以制成空心的，并且带有焊接的或者锻造的凸缘。 对于形状复杂的轴（如凸轮轴、曲轴）可采用铸造。 轴的常用材料及其机械性能(MPa)
各种发动机曲轴材料及热处理
工程材料力学性能各章节复习知识点
工程材料力学性能各个章节主要复习知识点 第一章 弹性比功：又称弹性比能，应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 滞弹性：对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。 脆性：材料在外力作用下（如拉伸，冲击等）仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。 韧性：是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力，也指材料抵抗裂纹扩展的能力。 应力、应变；真应力，真应变概念。 穿晶断裂和沿晶断裂：多晶体材料断裂时，裂纹扩展的路径可能不同，穿晶断裂穿过晶内；沿晶断裂沿晶界扩展。 拉伸断口形貌特征？ ①韧性断裂：断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。用肉眼或放大镜观察时，断口呈纤维状，灰暗色。纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的，而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。其断口宏观呈杯锥形，由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。 ②脆性断裂：断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行，但其尖端指向裂纹源。 韧、脆性断裂区别？ 韧性断裂产生前会有明显的塑性变形，过程比较缓慢；脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生，突然发生，难以发现征兆 拉伸断口三要素？ 纤维区，放射区和剪切唇。 缺口试样静拉伸试验种类？ 轴向拉伸、偏斜拉伸 材料失效有哪几种形式？ 磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。 材料的形变强化规律是什么？ 层错能越低，n越大，形变强化增强效果越大 退火态金属增强效果比冷加工态是好，且随金属强度等级降低而增加。 在某些合金中，增强效果随合金元素含量的增加而下降。 材料的晶粒变粗，增强效果提高。 第二章 应力状态软性系数：材料某一应力状态，τmax和σmax的比值表示他们的相对大小，成为应力状态软性系数，比为α，α=τmax σmax 缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比
我国建筑节能材料的应用与发展综述.
第24卷攀枝花学院学报第3期
2玻璃棉。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,但其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件。但它的价格较岩棉为高。目前我国的玻璃棉产量仅为美国的l/60 3聚苯乙烯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小,导热系数小,吸水率低,隔音性能好、机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。 4硬质聚氨酯泡沫塑料。硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能,导热系数极低(O。025w/ (m.k且其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水汽性能,由于不需要额外的绝缘防潮,简化了施工程序,降低工程造价。但因其价格较高、而且易燃,限制了它的使用。 5硅酸盐复合绝热砂浆。硅酸盐复合绝热砂浆是一种新型墙体保温材料,是以精选海泡石、硅酸铝纤维为主原料,附以多种优质轻体无机矿物为填料,在数种加剂的作用下经细纤化、扩散膨胀、?昆溶、粘接等多种工艺深度复合而成的灰白色粘稠浆状物。此种材料显著特点为:保温隔热性能好,施工简便(直接涂抹,解决了板材拼接处罩面层开裂现象。 2.2.3节能门窗 门窗的制造材料已从单一的木、钢、铝合金等发展到铝合金一木材复合、铝合金一塑料复合、玻璃钢等复合材料,目前我国市场上主要的节能门窗为塑料门窗。窗的结构是影响窗户散热的主要因素,而对窗的节能性能影响最大的就是玻璃的性能。目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有以下3种: 1中空玻璃。中空玻璃中间充灌氪、氩或者空气,导热系数很低,具有优异的保温性能。从性能和经济方面综合考虑,中空玻璃内腔以充灌氩气为佳。 我国常用的中空玻璃是两种:槽式中空玻璃和复合胶条式中空玻璃,现在多采用后者。然而在我国目前中空玻璃的使用普及率不足l%,但中空玻璃是实现门窗节能的重要途径,我国以中空玻璃逐渐代替普通玻璃将是必然趋势。
金属材料机械性能检测
金属材料机械性能检测 抗拉强度（tensile strength） 试样拉断前承受的最大标称拉应力。 抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为RM，单位为MPA。 试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度或者强度极限（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为： σ=Fb/So 式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；So--试样原始横截面积，mm2。 抗拉强度（Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。 单位:kn/mm2(单位面积承受的公斤力) 抗拉强度：Tensile strength. 抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度 目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定! 屈服强度（yield strength） 屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 yield strength，又称为屈服极限，常用符号δs，是材料屈服的临界应力值。
(重)常见材料的力学性能
附录常用材料的力学及其它物理性能 一、玻璃的强度设计值 f g(MPa) JGJ102-2003表5.2.1 二、铝合金型材的强度设计值 (MPa) GB50429-2007表4.3.4 三、钢材的强度设计值(1-热轧钢材) f s(MPa) JGJ102-2003表5.2.3 四、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) f s(MPa) 五、材料的弹性模量E(MPa) JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
六、 材料的泊松比υ JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7 七、 材料的膨胀系数α(1/℃) JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7 八、 材料的重力密度γg (KN/m ) JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7 九、 板材单位面积重力标准值（MPa ） JGJ133-2001表5.2.2 十、 螺栓连接的强度设计值一(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-1
十一、螺栓连接的强度设计值二(MPa) 十二、焊缝的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-3
十三、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.3 十四、楼层弹性层间位移角限值 GB/T21086-2007表20 十五、部分单层铝合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.2
十六、铝塑复合板强度设计值（MPa） JGJ133-2001表5.3.3 十七、蜂窝铝板强度设计值（MPa） JGJ133-2001表5.3.4 十八、不锈钢板强度设计值（MPa） 附录常用材料的力学及其它物理性能十九、玻璃的强度设计值 f g(N/mm2) 二十、铝合金型材的强度设计值 f a(N/mm2)
金属材料化学元素及机械性能
GG25 HT250 C Si Mn P S (參考) % Hardness HB 30 - ≥250 - 180-225 GG20 HT200 C Si Mn P S (參考) ～～～1≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 - ≥200 - - ASTM A126B C Si Mn P S Cr Ni Mo - - - ≤≤- - - 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 - ≥214 - - GGG40 EN-GJS-400-15 EN-JS1030 GB/T 1348 QT400-15 C Si Mn P S (參考) ～～3 ≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥250 ≥400 ≥15 130～180 EN-GJS-400-18 EN-JS1025 GB/T 1348 QT400-18 C Si Mn P S (參考) ～～≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥250 ≥400 ≥18 130～180 ASTM A536 65-45-12C Si Mn P S (參考) % Hardness HB 30≥310 ≥448 ≥12 -
ASTM A536 60-40-18 C Si Mn P S (參考) ～～≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 ≥275 ≥414 ≥18 - ASTM A395 65-45-15 C Si Mn P S Cr Ni Mo ≥3≤-≤----0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥310 ≥450 ≥15 156～201 65Mn GB/T 711 C Si Mn P S Cr Ni Cu ～～～≤≤≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 ≥430 ≥735 ≥9 ≤229 Q235A C Si Mn P S Cr Ni Mo ～≤～≤≤- 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Reduc. Area % ≥235 375～500 26 - 閥門常用材料標準