高中化學(xué) 第4章 材料家族中的元素 第3節(jié) 復(fù)合材料課件1 魯科版必修1

1、第第4章材料家族中的元素章材料家族中的元素第第3節(jié)節(jié) 復(fù)合材料復(fù)合材料1學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.通過對單一材料性能的交流研討,在認(rèn)識無機(jī)非金屬材料和金屬材料優(yōu)、缺點的基礎(chǔ)上,了解復(fù)合材料的形成和組成。2.體會物質(zhì)的元素組成與材料性能的關(guān)系。3.能夠列舉幾種常見的復(fù)合材料及其在生產(chǎn)、生活中的主要應(yīng)用。交流交流研討研討 棉線、橡膠、含棉質(zhì)經(jīng)緯線的各種棉線、橡膠、含棉質(zhì)經(jīng)緯線的各種橡膠輪胎橡膠輪胎,這三者中這三者中,哪一種屬于復(fù)合材料？哪一種屬于復(fù)合材料？你認(rèn)為什么是復(fù)合材料？它在組成上有你認(rèn)為什么是復(fù)合材料？它在組成上有什么特點？各組成成分起什么作用？復(fù)什么特點？各組成成分起什么作用？復(fù)合材料

2、與原材料相比合材料與原材料相比,在性質(zhì)上有什么優(yōu)在性質(zhì)上有什么優(yōu)點？點？ 一、認(rèn)識復(fù)合材料一、認(rèn)識復(fù)合材料交流交流研討研討一、認(rèn)識復(fù)合材料一、認(rèn)識復(fù)合材料 材料材料 實例實例 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點金屬材料金屬材料鋼鐵鋼鐵無機(jī)非金屬材無機(jī)非金屬材料料普通玻璃普通玻璃有機(jī)合成材料有機(jī)合成材料塑料塑料硬度大硬度大易加工易加工易被腐蝕易被腐蝕抗腐蝕抗腐蝕耐高溫耐高溫易破碎易破碎耐腐蝕耐腐蝕易老化易老化不耐高溫不耐高溫歸納歸納1 1、復(fù)合材料的概念：、復(fù)合材料的概念： 將兩種或兩種以上的性質(zhì)不同的材料經(jīng)過將兩種或兩種以上的性質(zhì)不同的材料經(jīng)過特殊的加工制成的材料稱為復(fù)合材料。特殊的加工制成的材料稱為復(fù)合材料

3、。 2 2、復(fù)合材料的組成：、復(fù)合材料的組成：基體基體 起粘結(jié)作用起粘結(jié)作用增強(qiáng)體增強(qiáng)體起骨架作用起骨架作用復(fù)合材料復(fù)合材料 復(fù)合材料復(fù)合材料 合合 金金成分成分兩種或兩種以上不兩種或兩種以上不同材料同材料兩種或兩種以上金屬材兩種或兩種以上金屬材料或金屬與非金屬料或金屬與非金屬形成工藝形成工藝特殊加工特殊加工熔合熔合性質(zhì)性質(zhì) 優(yōu)于原材料優(yōu)于原材料3 3、復(fù)合材料和合金比較：、復(fù)合材料和合金比較：3.復(fù)合材料的分類：組成復(fù)合材料的基體材料的類型多種多樣,增強(qiáng)體又可做成不同的形狀,因而復(fù)合材料種類繁多。復(fù)合材料按基體分類按增強(qiáng)體的形狀分類 基復(fù)合材料 基復(fù)合材料 基復(fù)合材料 增強(qiáng)復(fù)合材料 增強(qiáng)復(fù)合

4、材料 增強(qiáng)復(fù)合材料樹脂陶瓷金屬顆粒纖維夾層3.復(fù)合材料的特性：復(fù)合材料的特性：復(fù)合材料既能保持原來材料的長處復(fù)合材料既能保持原來材料的長處,又能彌又能彌補(bǔ)它們的不足補(bǔ)它們的不足,而且由于各組份之間的相互而且由于各組份之間的相互協(xié)同作用協(xié)同作用,產(chǎn)生了優(yōu)于原材料的新的性能。產(chǎn)生了優(yōu)于原材料的新的性能。歸納總結(jié)歸納總結(jié)(1)復(fù)合材料是混合物,沒有固定的熔、沸點。(2)復(fù)合材料的性能與組成材料的增強(qiáng)體和基體的性質(zhì)有關(guān),但并不是二者性能的簡單疊加。 復(fù)合材料復(fù)合材料 預(yù)測預(yù)測性能性能增強(qiáng)體材料增強(qiáng)體材料的化學(xué)組成的化學(xué)組成基體材料基體材料的類型的類型金屬金屬 C陶瓷陶瓷 SiO2合成樹脂合成樹脂 Si

5、O2、Al2O3合成樹脂合成樹脂 C耐酸堿耐酸堿,化學(xué)穩(wěn)定性好化學(xué)穩(wěn)定性好,強(qiáng)度高強(qiáng)度高,密度小密度小,韌性好韌性好強(qiáng)度高強(qiáng)度高,抗沖擊抗沖擊,絕緣性好絕緣性好,耐熱溫度低于耐熱溫度低于300耐高溫耐高溫,隔熱性好隔熱性好,強(qiáng)度韌性得到改善強(qiáng)度韌性得到改善耐耐1600以上的高溫以上的高溫,強(qiáng)度高強(qiáng)度高,密度小密度小二、形形色色的復(fù)合材料二、形形色色的復(fù)合材料 玻璃鋼玻璃鋼基體：基體：合成樹脂合成樹脂增強(qiáng)體：增強(qiáng)體：玻璃纖維玻璃纖維玻璃鋼玻璃鋼玻璃鋼克服了玻璃易碎、密度較大玻璃鋼克服了玻璃易碎、密度較大,合成樹脂強(qiáng)度不夠高的合成樹脂強(qiáng)度不夠高的缺點缺點,它具有強(qiáng)度高、密度小、韌性好、耐腐、耐磨、

6、耐撞、它具有強(qiáng)度高、密度小、韌性好、耐腐、耐磨、耐撞、絕緣、產(chǎn)品美觀、制造方便等優(yōu)良特性?？蓮V泛用于制作絕緣、產(chǎn)品美觀、制造方便等優(yōu)良特性?？蓮V泛用于制作小型娛樂設(shè)施、管道、小舟、化工設(shè)施、小型建筑等小型娛樂設(shè)施、管道、小舟、化工設(shè)施、小型建筑等1.1.生產(chǎn)生活中常用的復(fù)合材料生產(chǎn)生活中常用的復(fù)合材料 玻璃鋼制品玻璃鋼制品2.2.碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)碳纖維復(fù)合材料合材料基體：合成樹脂基體：合成樹脂增強(qiáng)體：碳纖維增強(qiáng)體：碳纖維性能：性能：韌性好韌性好,強(qiáng)度高強(qiáng)度高,質(zhì)量輕質(zhì)量輕應(yīng)用：應(yīng)用：紡織機(jī)械和化工機(jī)械的制造紡織機(jī)械和化工機(jī)械的制造,人體組織人體組織中韌帶的制作中韌帶的制作,

7、制造高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等等制造高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等等體育用具體育用具3.3.航空、航天領(lǐng)域的復(fù)合材料航空、航天領(lǐng)域的復(fù)合材料機(jī)翼、機(jī)身、導(dǎo)彈殼體和尾翼的復(fù)合材料組機(jī)翼、機(jī)身、導(dǎo)彈殼體和尾翼的復(fù)合材料組成成基體：基體：金屬金屬增強(qiáng)體：增強(qiáng)體：纖維（碳纖維、硼纖維、碳纖維（碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維等）化硅纖維、氧化鋁纖維等）性能：性能：耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、不吸濕和不易老化不吸濕和不易老化,密度小。密度小。4.4.機(jī)身隔熱復(fù)合材料：機(jī)身隔熱復(fù)合材料：組成組成基體：基體：陶瓷陶瓷增強(qiáng)體：增強(qiáng)體：碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維碳纖維、碳化硅纖維、氧化

8、鋁纖維性能：性能：耐高溫、韌性好耐高溫、韌性好5.航空、航天領(lǐng)域中的復(fù)合材料材料名稱碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料隔熱陶瓷瓦(纖維增強(qiáng)陶瓷)基體 (Mg、Al、Ti等) (Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiO2陶瓷等)增強(qiáng)體 (碳纖維等) (碳纖維、碳化硅纖維等)主要優(yōu)點耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好、不吸濕、不易老化等耐高溫、有韌性陶瓷金屬纖維纖維同步練習(xí)同步練習(xí)1下列不屬于玻璃鋼具有的性能的是下列不屬于玻璃鋼具有的性能的是 A 易碎易碎 B易燃易燃 C耐水耐水 D耐磨耐磨2.下列各項中不能用玻璃鋼制造的是下列各項中不能用玻璃鋼制造的是 A餐廳座椅餐廳座椅 B、汽車窗玻璃、汽車窗玻璃 C、廢水管

9、道、廢水管道 D垃圾桶垃圾桶AB 3航天飛機(jī)機(jī)身上使用的隔熱陶瓷瓦是航天飛機(jī)機(jī)身上使用的隔熱陶瓷瓦是 A仿生復(fù)合材料仿生復(fù)合材料 B陶瓷和纖維復(fù)合而成的材料陶瓷和纖維復(fù)合而成的材料 C納米復(fù)合材料納米復(fù)合材料 D分子復(fù)合材料分子復(fù)合材料4飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈的殼體、飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈的殼體、 尾翼中的復(fù)合材料是尾翼中的復(fù)合材料是 A 金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料 B 樹脂基復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料 C絕緣基復(fù)合材料絕緣基復(fù)合材料 D智能復(fù)合材料智能復(fù)合材料 BA解析解析復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的,并不是簡單的混合；復(fù)合材料的兩部分起的作用是不

10、同的,基體起黏結(jié)作用,增強(qiáng)體起骨架作用。5.下列關(guān)于復(fù)合材料的說法中正確的是A.將不同性質(zhì)的材料經(jīng)簡單混合便成復(fù)合材料B.合金就是復(fù)合材料C.復(fù)合材料中的各部分作用相同D.復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的解析D D參考答案方法規(guī)律.6.復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有了很大的提高,其主要原因是A.可以使導(dǎo)彈能經(jīng)受超高溫變化B.可以使導(dǎo)彈質(zhì)量減輕C.可以使導(dǎo)彈承受超高強(qiáng)度的改變D.可以使導(dǎo)彈承受溫度的劇烈變化解析B B參考答案解析解析提高導(dǎo)彈射程必須減輕其質(zhì)量,而復(fù)合材料質(zhì)輕的特點,在提高導(dǎo)彈射程上起到了重要作用,故選B。結(jié)合材料特點分析其應(yīng)用,以增強(qiáng)對材料性能的認(rèn)識。方法

11、規(guī)律方法規(guī)律復(fù)合材料的性能優(yōu)于原材料。方法規(guī)律7.下列說法錯誤的是A.玻璃鋼是以玻璃纖維做增強(qiáng)體、合成樹脂做基體的復(fù)合材料B.飛機(jī)機(jī)身的復(fù)合材料大多是以金屬為增強(qiáng)體、纖維為基體的復(fù)合材料C.制造網(wǎng)球拍用的復(fù)合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維做增強(qiáng)體D.玻璃鋼可以應(yīng)用在防火衣服、游樂車、餐桌椅等方面參考答案解析易錯警示B B解析解析飛機(jī)機(jī)身的復(fù)合材料大多是以纖維為增強(qiáng)體、金屬為基體的復(fù)合材料,而B項中將基體與增強(qiáng)體顛倒了。解析解析根據(jù)信息可知A項正確；該橡膠可用于人造肌肉、智能衣服等,說明它有彈性；它仍有金屬和橡膠的大部分性能,所以可燃燒,不耐高溫,不能作隔熱瓦,故B項錯,D項對。8.美國科

12、學(xué)家發(fā)明了一種能夠?qū)щ姷慕饘傧鹉z,這種材料除了兼有金屬和橡膠的大部分性能外,還具有許多其他材料所不具備的獨特性質(zhì),在諸如人造肌肉、智能衣服、活動機(jī)翼等多個領(lǐng)域有望獲得廣泛應(yīng)用。以下對“金屬橡膠”復(fù)合材料的敘述中一定錯誤的是A.該材料可導(dǎo)電B.該材料可用來作航天飛機(jī)的隔熱瓦C.該材料具有一定的彈性D.該材料可以燃燒參考答案解析易錯警示B B12345B B參考答案解析解析合金是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì),不屬于復(fù)合材料；耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷多是單一材料,如氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷等；玻璃鋼是玻璃纖維和合成樹脂形成的復(fù)合材料；隔熱陶瓷瓦是由纖維(如碳纖維)和陶瓷形成的復(fù)合材料。解析

13、9.下列材料中屬于復(fù)合材料的是合金 玻璃鋼 隔熱陶瓷瓦 耐高溫結(jié)構(gòu)陶瓷A. B.C. D.12345A A參考答案解析10.美國的哥倫比亞號航天飛機(jī)在制造過程中應(yīng)用了大量的先進(jìn)復(fù)合材料,其中被覆在整個機(jī)身上的防熱瓦片,使航天飛機(jī)能安全穿越大氣層,該瓦片是耐高溫的A.陶瓷基復(fù)合材料 B.合成樹脂基復(fù)合材料C.玻璃鋼 D.金屬基復(fù)合材料解析解析航天飛機(jī)機(jī)身上使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復(fù)合而成的材料制成的,其增強(qiáng)體多為碳纖維、碳化硅纖維或氧化硅纖維；基體的主要成分是各種陶瓷；這種纖維增強(qiáng)了陶瓷耐高溫的特性,又增強(qiáng)了陶瓷的韌性,使航天飛機(jī)能安全地穿越大氣層返回地球。1234512345解析解析復(fù)合

14、材料繼承了原來天然材料、無機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)合成材料等的優(yōu)點,極大改善了材料的各種性能；具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等特性。D D參考答案解析11.復(fù)合材料的優(yōu)點是強(qiáng)度高質(zhì)量輕耐高溫耐腐蝕A. B. C. D.全部12.普通玻璃、鋼鐵和玻璃鋼是三種不同的材料,它們在性能方面差別很大。請根據(jù)學(xué)過的知識,回答下面問題。(1)普通玻璃的成分是_。12345解析解析玻璃是常見的硅酸鹽材料。制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英。生產(chǎn)玻璃時,把原料粉碎后按一定比例混合后,放入玻璃熔爐中加強(qiáng)熱,石灰石與石英反應(yīng)生成硅酸鈣和二氧化碳,純堿與石英反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳,但原料中石英是過量的,所以普通玻