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機械應用之特殊材料 (複合材料 (強化材料 (增加強度與剛性, 玻璃纖維, 碳纖維, 高分子纖維, 金屬纖維, 陶瓷纖維), 基地材料…
機械應用之特殊材料
複合材料
基地材料
將強化材料黏起來
提供韌性,負荷移轉給強化材料
高分子基材
陶瓷基材
金屬基材
粒子複合材料
碳化鎢刀具
砂輪片
強化材料
增加強度與剛性
玻璃纖維
碳纖維
高分子纖維
金屬纖維
陶瓷纖維
板狀複合材料
安全玻璃
合板
複合材料
抵抗變形能力與破壞力
耐蝕與耐高溫
兩種以上的材料結合
高分子材料
熱固性
酚類樹脂
可忍受250度高溫
應用:電子零件、汽車零件
聚酯塑膠
應用:油槽、玻璃纖維船身
環氧樹脂
應用:飛彈零件、油槽零件
高強度及高溫電器絕緣物
保護力與耐久性
矽酯類塑膠
應用:繼電器、導向飛彈
尿素樹脂
可直接做黏著劑使用
耐廢水
韌性佳
強化塑膠
俗稱塑鋼
應用:飛彈、飛機零件
聚胺酯
應用:PU跑道、傳送帶
能當膠黏劑
熱塑性
纖維素塑膠
日光照射易退色,易著火
醋酸纖維素
不易著火,耐光照
應用:電器零件、工具把柄
應用:薄膜用包裝、錄音帶
聚胺
韌性佳
耐磨
應用:製造齒輪、小型軸承
壓克力
絕緣性佳
應用:窗戶、燈具、光學儀器
具透光性
吸水性低
聚碳酸酯
耐熱
耐化學侵蝕
耐日照
電絕緣性
應用:線圈、安全帽、器具外殼
聚烯屬烴
成本低
韌性強
應用:塑膠袋、塑膠瓶
電絕緣性優
苯乙烯
質硬而脆
光學性能優
電絕緣性優
應用:聲音機、電話外殼
聚氯乙烯
受熱後釋放氯化氫
應用:雨衣、包裝袋
塑膠特性
優點
易成形、加工方便
熱、電非導體
缺點
不耐高溫、易軟化
低溫脆性高,易破裂
紫外線照射,易老化
橡膠
硫量在30%以下
電絕緣材料
耐酸鹼膠管
硫量在15%以下
柔軟有彈性
應用:車輛內外胎
電子材料
異質半導體
電氣特性可客製化
應用:電路元件、電容器
砷化鎵
製造發光二極體
半導體雷射的基礎元件
會發光
本質半導體
純化合物
純元素
環境溫度
導電性會隨之改變
不易控制
半導體
導電性可控制
加入1~3電子伏特的能量,成導體
光電材料
液晶材料
數位相機
電子手錶
手機
光纖軸心
傳遞光信號
覆層
能將光以全反射方式折回軸心
保護層
可防止外力損傷被覆層及軸心
介電材料
應變計
電容器絕緣器
光纖
資訊傳輸及影像傳送
應用:光纖電纜、醫療用內視鏡
陶瓷材料
傳統陶瓷
應用:電磁(絕緣器、隔熱片)、陶器……
精密陶瓷
工程陶瓷
氧化鋯
高強度、高韌性
1150度時熱膨脹而破裂
應用:菜刀、軸承、齒輪、氧感測器.......
氧化矽
應用:火星塞絕緣體、火箭罩......
強度、韌性、電絕緣性、耐蝕、熱膨脹優
碳化矽
強度、耐熱性、熱傳導、化學穩定性優良
應用:渦輪引擎之葉片、切削工具
氧化鋁
鑄鐵、鋼鐵合金之高速切削
耐熱性優
電子陶瓷
積體電路
絕緣性
熱傳導性
陶瓷電容
電常數高
小型陶瓷電容器用鈦鋯酸鉛
鈦酸鋇製程
應用:電容器、電阻器、IC的基板.....
生化陶瓷
無毒、耐久、親和性高
應用:人工關節、人造器官......
氧化鋁、磷灰石等陶瓷材料
玻璃陶瓷
耐熱衝擊能力大
應用:加熱、冷凍、微波爐
膨脹係數低
複合材料
金屬
鋁、鎂、銅、鈦及其合金
非金屬
合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳
綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求
其化材料
奈米
1nm為1奈米
0.1nm~100nm
奈米微粒
可製輕而保暖的衣物
表面效應顯著
塗奈米離子釉藥
防汙染
防異味
磁性材料
順磁性
鋁
鉑
無一定方向
錳
不易被磁鐵吸引
反磁性
銅
銅
銀
與磁場方向相反
不會被磁鐵吸引
壓電性
壓電材料施以物理壓力時,材料體內之電偶極矩會因壓縮而變短,此時壓電材料為抵抗這變化會在材料相對的表面上產生等量正負電荷,以保持原狀。
能隙
本質半導體而言,其導電性與能隙的大小有關,只有獲得足夠能量的電子才能從價帶被激發,跨過能隙並躍遷至傳導帶