新型材料的研制.ppt

第2節(jié)新材料的研發(fā)、材料、復(fù)合材料、金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)材料、純金屬、合金、讀書(shū)討論P(yáng)99:1 .生活中最常用的金屬材料是什么？有哪些優(yōu)秀的性能？ 2 .使用金屬材料(例如鐵)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題是什么3 .你知道金屬材料的使用歷史嗎？ 你覺(jué)得金屬材料的使用早晚和什么因素有關(guān)？、一、金屬材料、一、金屬材料：金屬材料包括純金屬和合金. 2、使用金屬的歷史過(guò)程：青銅器時(shí)代：青銅器是人類社會(huì)最早使用的金屬材料(青銅：主要是銅(Cu )，錫(Sn )的合金)，青銅器(戰(zhàn)國(guó))錯(cuò)金犀尊，青銅器(戰(zhàn)國(guó))司母戈方鼎，鐵器時(shí)代：鋼鐵的使用代表中國(guó)進(jìn)入封建社會(huì)，你知道如何煉鐵嗎？ 原料：原理：利用鐵礦石、焦炭、石灰石、還原劑還原鐵礦石中的鐵，現(xiàn)代：鋁合金等新合金材料； 金屬鋁的冶煉方法：電解熔融狀態(tài)的氧化鋁，出土的鐵制品，思考：通過(guò)分析人類社會(huì)利用金屬材料的順序，你認(rèn)為有哪些因素相關(guān)？ 答： (1)關(guān)于金屬活性的順序，Cu、Fe、Al的金屬活性依次增強(qiáng)，活性弱的金屬首先關(guān)于(2)冶煉金屬的工藝難易度，Al需要電解，因?yàn)橐睙捯笞罡撸砸院笤倮谩?3、新型金屬材料：鋁鈦合金：耐腐蝕、輕量、高強(qiáng)度、高韌性，主要用于飛機(jī)制造工業(yè)的硬鋁常用于制造飛機(jī)外殼，高壓鍋由鋁合金制成，鋁合金賽車、鋁合金門窗、貯氫合金，主要用于鈦系貯氫合金、 由鋯系貯氫合金、鐵系貯氫合金和稀土系貯氫合金制成，利用貯氫合金制作鎳氫電池是很重要的，形狀記憶合金、全過(guò)程的Ti-Ni記憶合金花、鎳-鈦合金(也稱為NT合金)具有記憶功能。 引起記憶合金形狀變化的條件為溫度。 4、金屬材料的優(yōu)缺點(diǎn)：強(qiáng)度大，但沒(méi)有耐腐蝕性，P100-101 :常見(jiàn)的無(wú)機(jī)非金屬材料有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)要看討論？二、無(wú)機(jī)非金屬材料、一、無(wú)機(jī)非金屬材料主要有陶瓷、玻璃、水泥等優(yōu)點(diǎn)：耐高溫； 缺點(diǎn)：脆性大，陶瓷：古代陶瓷新陶瓷材料，古代陶瓷，新石器時(shí)代馬家窯文化螺紋彩色陶瓷雙耳壺，新石器時(shí)代半坡文化陶瓷壺，新石器時(shí)代彩色陶瓷人面紋缽，古代陶瓷，清光緒青花云紋瓶，唐駱駝?shì)d樂(lè)俑，北宋白釉刻花梅瓶，一些新型陶瓷為高溫、 強(qiáng)度高，氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200左右的高溫下仍具有高強(qiáng)度，可用于汽輪機(jī)葉片、制造的一些新型陶瓷具有生物特性，據(jù)新華社墨西哥城2004年1月20日電墨科學(xué)院前幾天發(fā)表的資料顯示研究人員強(qiáng)調(diào)該陶瓷骨具有組織適應(yīng)性和生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。 不發(fā)生排異反應(yīng)，有助于誘導(dǎo)骨的生長(zhǎng)。 該人造骨富含鈣、鋅，可促進(jìn)手術(shù)后傷口皮膚愈合，其他無(wú)機(jī)非金屬材料玻璃制備普通原料純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英(SiO2)和輔助材料。 玻璃包括普通玻璃、有色玻璃和特殊玻璃。 新型無(wú)機(jī)非金屬材料光纖，一、無(wú)機(jī)材料：1 .金屬材料、純金屬、合金：生鐵、鋼等2 .無(wú)機(jī)非金屬材料、古陶瓷：陶器、陶瓷、新型陶瓷：二氧化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、燒瓷義齒、玻璃、陶瓷、水泥、光纖。 天然纖維為_(kāi)，3 .塑料塑料種類： (PE ) :僅含c、h元素，無(wú)毒，薄膜可包裝食品。 (PVC ) :由于除了c、h元素之外還含有元素，使用中有毒物質(zhì)會(huì)分解，因此包裝食品不好。其他塑料：聚苯乙烯(PS )、有機(jī)玻璃(PMMA )、電木塑料等。 (3)白色污染有什么危害？ 有什么樣的解決方法？ 橡膠分為、和。 聚乙烯薄膜與聚氯乙烯薄膜的鑒別方法：三、合成材料，一、主要是塑料、合成橡膠、合成纖維的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、密度?。?缺點(diǎn)：耐高溫2、塑料目前世界上塑料制品很多，人們無(wú)法想象。 不同的塑料具有不同的性能，但它們是在一定條件下成型的高分子材料。 可以制作薄膜、日用品、配管、塑料板材、發(fā)泡包裝材料、電絕緣體、外殼等。 (1)常見(jiàn)塑料：聚乙烯(PE )聚氯乙烯(PVC )聚苯乙烯(PS )有機(jī)玻璃(PMMA )電木塑料；聚氯乙烯制品、聚乙烯大棚、聚苯乙烯制品、塑料光纖、包裝膜、PVC高發(fā)泡管材、有機(jī)玻璃、(2)實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃聚乙烯和聚氯乙烯，觀察現(xiàn)象P102的活動(dòng)和探索，易燃、不斷滴落、氣味產(chǎn)生刺鼻氣味，說(shuō)明和結(jié)論：由于構(gòu)成元素為c、h，產(chǎn)物為CO2、H2O，聚乙烯無(wú)毒，可用于包裝食品。 構(gòu)成元素為c、h、Cl，生成物除了CO2、H2O以外，還有HCl和其他含氯物質(zhì)。 所以聚氯乙烯有毒，不要用于包裝食品。 (3)解決塑料應(yīng)用帶來(lái)的負(fù)面影響“白色污染”(廢棄塑料的增加、環(huán)境污染) (4)解決“白色污染”問(wèn)題： a .盡量減少塑料產(chǎn)品的使用b .回收廢棄塑料的c .分解性塑料的開(kāi)發(fā)和推進(jìn)，3，合成橡膠： p 1000 在橡膠中添加炭黑，為了提高耐磨損性，(2)在橡膠中添加硫元素，為了增加其強(qiáng)度，減弱其彈性。 (3)合成橡膠與天然橡膠相比，具有良好的彈性、絕緣性和耐高溫性。 天然橡膠、合成橡膠、合成橡膠的用途，4 .合成纖維： (1)合成原料：主要是石油、煤、石灰石、水、空氣等(2)一些纖維的性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)：巴龍、化纖坯料、教科書(shū)P103實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2發(fā)生快速燃燒、產(chǎn)生黃色火焰、燒紙氣味、固體殘留物脆弱、燃燒、 產(chǎn)生燒焦的羽毛氣味，固體殘?jiān)?，燃燒時(shí)卷曲、融化、燃燒后，冷卻的固體殘?jiān)冇沧兇?，幾乎沒(méi)有變化，稍微膨脹、變脆，幾乎沒(méi)有變化的棉花(天然植物纖維)植物纖維主要由纖維素構(gòu)成，在酸性或堿性溶液中含有葡萄糖尼龍絲(合成纖維)合成纖維耐酸堿溶液腐蝕，(3)合成纖維的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)a .優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，耐磨性、彈性好，耐化學(xué)藥品性； b .缺點(diǎn)：吸水性和透水性差，結(jié)論和解釋，二、合成材料、有機(jī)高分子材料、天然纖維、棉、麻、毛、絲、合成高分子材料(簡(jiǎn)稱合成材料)、合成纖維、塑料、合成橡膠、天然高分子材料、天然橡膠、有燒灼、燒焦羽毛氣味的有毛、絲制品。聚乙烯(c、h )、有機(jī)玻璃：電木材料：聚氯乙烯(c、h、Cl )、聚苯乙烯： (聚酯、尼龍、丙烯酸、尼龍、人工羊毛、漁網(wǎng))、無(wú)毒、可包裝食品、兩者的鑒別方法：點(diǎn)火、產(chǎn)生刺激性氣體的是聚氯乙烯。廢棄塑料造成的“白色污染”，解決辦法：開(kāi)發(fā)推進(jìn)廢塑料回收的可分解塑料，減少塑料產(chǎn)品的使用。、四、復(fù)合材料、不同材料具有不同性能的金屬材料強(qiáng)度大，但無(wú)耐腐蝕的陶瓷材料為高溫，脆性大，合成材料強(qiáng)度大，密度小，但不能達(dá)到高溫。 宇宙、航空產(chǎn)業(yè)需要密度小、高溫、高強(qiáng)度的特殊材料。那么，如何獲得宇宙產(chǎn)業(yè)所需的各種特殊材料呢？讀課本P105的第一自然節(jié)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，四、復(fù)合材料，1 .定義：兩種以上材料復(fù)合而成的材料，具有更好的綜合性能。 復(fù)合材料制成船體，2 .主要復(fù)合材料(1)鋼筋混凝土：鋼筋(金屬材料)和混凝土(無(wú)機(jī)非金屬材料)復(fù)合材料(3)玻璃鋼：塑料(合成纖維)和玻璃纖維(無(wú)機(jī)非金屬材料)復(fù)合材料； (2)汽車輪胎：合金鋼(金屬材料)和合成橡膠(合成材料)復(fù)合材料； 2008年9月和2011年11月，“神舟七號(hào)”和“神舟八號(hào)”飛船分別在太空航行成功。 制造宇宙飛船需要許多具有特殊性能的復(fù)合材料。 復(fù)合材料通常由構(gòu)建作用的基本材料和分散在其中的增強(qiáng)材料兩部分組成。 以金屬為基礎(chǔ)的金屬基復(fù)合材料，在金屬與加固材料的共同作用下，具有強(qiáng)度高、密度小、