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　　无机非金属材料

　　二、非金属材料

　　非金属材料包括无机非金属材料和高分子材料。无机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;高分子材料包括塑料、橡胶和合成纤维等。

　　(一)无机非金属材料

　　1.耐火材料

　　耐火材料是指能承受高温作用而不易损坏的材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。

　　(1)耐火砌体材料。按主要化学特性分为酸性、中性和碱性。

　　1)酸性耐火材料。硅砖和黏土砖为代表。

　　2)中性耐火材料。铬镁砖。碳质制品是另一类中性耐火材料，根据含碳原料的成分不同，分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制品三类。

　　碳质制品的中性耐火材料，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高。在高温下长期使用也不软化，不受任何酸碱的侵蚀，有良好的抗盐性能，也不受金属和熔渣的润湿，质轻，是优质的耐高温材料(17)。

　　3)碱性耐火材料。镁砖。

　　2.耐热保温和绝热材料

　　(1)耐热保温材料。又称耐火隔热材料，常用的有硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉，以及它们的制品板、管、砖等。

　　1)硅藻土砖、板广泛用于电力、冶金、机械、化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工业的各种热体表面及各种高温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热部位(15)。

　　2)硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。

　　3)微孔硅酸钙保温材料可用于高温设备、热力管道的保温隔热材料。

　　4)矿渣棉制品可用作保温、隔热和吸音材料。

　　(2)绝热材料。绝热材料一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。它既包括保温材料，也包括保冷材料。

　　1)按成分可分为有机材料和无机材料两大类。

　　热力设备及管道保温用的材料多为无机绝热材料，如石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫混凝土和硅酸钙等。

　　低温保冷工程多采用有机绝热材料，如软木、聚苯乙烯泡沫塑料，聚氨基甲酸酯、牛毛毡和羊毛毡等。

　　2)按照绝热材料使用温度可分为高温、中温和低温绝热材料。

　　高温用绝热材料，使用温度可在700℃以上，有硅酸铝纤维和硅纤维等;多孔质材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等制品(19)。

　　中温用绝热材料，使用温度在100～700℃之间，中温用纤维质材料有石棉、矿渣棉和玻璃纤维等;多孔质材料有硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。

　　低温用绝热材料，使用温度在100℃以下保冷工程中。保冷材料多为有机绝热材料，如聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、软木等。

　　3.耐蚀(酸)非金属材料

　　耐蚀(酸)非金属材料的主要成分是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，它们的耐蚀性能高于金属材料(包括耐酸钢和耐蚀合金)，还具有良好的耐磨性和耐热性能，但是脆性大、承受冲击和振动能力差，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品，用于制造受力小、不受冲击及振动、使用温度不高或温度变化不剧烈的容器。

　　常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐蚀石材和玻璃等。

　　(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。

　　在各类酸碱设备中的应用效果，高于不锈钢、橡胶、塑性材料及其他有色金属十倍到几十倍;

　　但脆性大、承受冲击荷载的能力低。

　　铸石是钢铁(包括不锈钢)的理想代用材料。

　　(2)石墨。石墨具有高熔点(3700℃)，在高温下有高的机械强度，当温度增加时，强度随之提高。石墨在3000℃以下具有还原性，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，石墨的导热系数是碳钢的3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。人造石墨材料的耐腐蚀性能良好，除了强氧化性的酸(如硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素)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。

　　不透性石墨是由人造石墨浸渍酚醛或呋喃树脂而成的，优点是导热性优良、温差急变性好、易于机械加工、耐腐蚀性好。缺点是机械强度较低、价格较贵，用于制造各种类型的热交换器、盐酸合成炉等。

　　(3)玻璃。

　　(4)天然耐蚀石料。

　　(5)水玻璃耐酸水泥。

　　4.陶瓷材料

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