工程化学教案 第八章 使之具有不同的半导类型和特性。由此可见，材料的组成对于控制、改变材料性能有重 要作用。 2。化学键类型与材料性能 化学键类型是决定材料性能的主要依据，三大类工程材料的划分，就是按各类材料 起主要作用的化学键类型。 金属材料，以金属键为其中的基本结合方式，并以固溶体和金属化合物合金形式出 现。因此，表现出与金属键有关的一系列特性，如金属光泽、良好的导热导电性，较高 的强度、硬度和良好的机械加工性能（铸造、锻压、焊接和切削加工等）等。但金属材 料也表现出与金属相联系的两大缺点：⊙易受周围介质作用而产生程度不同的腐蚀。尽 管人们采取了各种防蚀措施，每年全世界范用因腐蚀而损失的金属，仍数以千万吨计： ②高温强度差。因为温度升高，使金属中原子间距变大，作用力减弱，机械强度迅速下 降。一般金属及其合金的使用温度不超过1000℃。因此，金属材料的应用受到限制。 无机非金属材料多由非金属元素或非金属元素与金属元素所组成。以离子键或共价键为 结合方式，以氧化物、碳化物等非金属化合物为存在形式，因而具有许多独特的性能， 如硬度大、熔点高、耐热性好、耐酸碱侵蚀能力强，是热和电良好的绝缘体。但存在脆 性大和成型加工困难等缺点，尚需进一步解决若干理论和技术问题，才能扩大其应用范 围。 有机高分子材料（或称有机高聚物），主要是由以共价键结合的烃及其衍生物以“大 分子链”组成的聚合物为基础的材料。这些“大分子链”长而柔曲，相互间以范德华力 结合，或以共价健相“交联”产生网状或体型结构：或以线型分子链整齐排列而形成高 聚物品体。正是由于这类化合物结构上的复杂性，赋予有机高分子材料多样化的性能。 它们质轻、有弹性、韧性好、耐磨、自润滑、耐腐蚀、电绝缘性好，不易传热，成型性 能好，其比强度（材料的强度与密度之比）可达到或超过钢铁。因此，发展十分迅速， 应用日益广泛。这类材料的主要缺点是：①结合力较弱、耐热性差，大多数有机高分子 材料的使用温度不超过200℃。有的高分子材料易燃，使用安全性差。②在溶剂、空气 和光线作用下，易产生老化现象，表现为变软发黏或变硬发脆，性能恶化。在选择、使 用材料时，必须注意这些主要特性。 工程化学教案 第八章 • • 5 使之具有不同的半导类型和特性。由此可见，材料的组成对于控制、改变材料性能有重 要作用。 2. 化学键类型与材料性能 化学键类型是决定材料性能的主要依据，三大类工程材料的划分，就是按各类材料 起主要作用的化学键类型。 金属材料，以金属键为其中的基本结合方式，并以固溶体和金属化合物合金形式出 现。因此，表现出与金属键有关的一系列特性，如金属光泽、良好的导热导电性，较高 的强度、硬度和良好的机械加工性能（铸造、锻压、焊接和切削加工等）等。但金属材 料也表现出与金属相联系的两大缺点：①易受周围介质作用而产生程度不同的腐蚀。尽 管人们采取了各种防蚀措施，每年全世界范围因腐蚀而损失的金属，仍数以千万吨计； ②高温强度差。因为温度升高，使金属中原子间距变大，作用力减弱，机械强度迅速下 降。一般金属及其合金的使用温度不超过 1000℃。因此，金属材料的应用受到限制。 无机非金属材料多由非金属元素或非金属元素与金属元素所组成。以离子键或共价键为 结合方式，以氧化物、碳化物等非金属化合物为存在形式，因而具有许多独特的性能， 如硬度大、熔点高、耐热性好、耐酸碱侵蚀能力强，是热和电良好的绝缘体。但存在脆 性大和成型加工困难等缺点，尚需进一步解决若干理论和技术问题，才能扩大其应用范 围。 有机高分子材料（或称有机高聚物），主要是由以共价键结合的烃及其衍生物以“大 分子链”组成的聚合物为基础的材料。这些“大分子链”长而柔曲，相互间以范德华力 结合，或以共价健相“交联”产生网状或体型结构；或以线型分子链整齐排列而形成高 聚物晶体。正是由于这类化合物结构上的复杂性，赋予有机高分子材料多样化的性能。 它们质轻、有弹性、韧性好、耐磨、自润滑、耐腐蚀、电绝缘性好，不易传热，成型性 能好，其比强度（材料的强度与密度之比）可达到或超过钢铁。因此，发展十分迅速， 应用日益广泛。这类材料的主要缺点是：①结合力较弱、耐热性差，大多数有机高分子 材料的使用温度不超过 200℃。有的高分子材料易燃，使用安全性差。②在溶剂、空气 和光线作用下，易产生老化现象，表现为变软发黏或变硬发脆，性能恶化。在选择、使 用材料时，必须注意这些主要特性