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材料在工程中的应用
21世纪三大支柱产业：材料、能源、信息，很直观的告诉我们材料的重要性。材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制 造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用 过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性 能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选 材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等）， 对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲 击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
高分子材料：高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合 成高分子材料。
天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作 为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木 材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合 成高分子材料。1870年，美国人Hyatt用硝化纤维素和樟脑制得的赛璐珞塑料，是有 划时代意义的一种人造高分子材料。1907年出现合成高 分子酚醛树脂，真正标志着人类应用化学合成方法有目的的合成高分子材料的开始。 1953年，德国科学家Zieglar和意大利科学家Natta,发明了配位聚合催化剂，大幅 度地扩大了合成高分子材料的原料来源，得到了一大批新的合成高分子材料，使聚乙 烯和聚丙烯这类通用合成高分子材料走人了千家万户，确立了合成高分子材料作为当 代人类社会文明发展阶段的标志。
现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中 的重要材料。
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现 代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日 常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无 法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用 的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺 点。而现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子 材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性 能优异的新型高分子材料。
高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。 采用这
样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、 液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点， 因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、 电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液 膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯 烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广 应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如，利用离子交换膜电解食 盐可减少污染、节约能