【大學(xué)】非金屬材料的發(fā)展

1、第三節(jié)非金屬材料的發(fā)展整理課件學(xué)習(xí)重點 應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展 陶瓷、塑料與人造纖維技術(shù) 工業(yè)加速發(fā)展的因素 資源危機與環(huán)保問題整理課件應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展十九世紀(jì)以后，人類對自然科學(xué)的知識有更進一步的認(rèn)識，并試圖將這些知識應(yīng)用在生活上面整理課件電學(xué)的發(fā)展 意大利物理學(xué)家伏特（1754-1827）解釋電的性質(zhì)，并于1800年制造第一顆實用的電池。 人類對電學(xué)的知識不斷進步，成為日后新動力的來源，并應(yīng)用到照明或通信的用途。整理課件電的影響 電動引擎、電燈：影響人的作息 電報、電話：縮短了通信時間，拉近了人的距離 應(yīng)用電學(xué)所產(chǎn)生的科技對世界產(chǎn)生重大影響整理課件化學(xué)的發(fā)展-肥料 化學(xué)肥料的制造，對農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)很大 1

2、900年以后，天然的肥料已不敷人類所需，科學(xué)家開使用合成的方法，大量制造肥料 1915年在德國開工生產(chǎn)的氨肥工廠，是化肥的先驅(qū)。 影響：價格便宜、效果顯著，化肥得以迅速推廣，使糧食供應(yīng)大為增加。整理課件化學(xué)的發(fā)展-染料 早期的染料：多來自植物及礦物。 缺點：產(chǎn)量有限，色澤不夠豐富，不能持久。 十九世紀(jì)，科學(xué)家在制造奎寧的過程中，發(fā)現(xiàn)一種紫色的沈淀物（苯紫胺），可以作為染料。整理課件二十世紀(jì)染料的發(fā)展 二十世紀(jì)初，應(yīng)用化學(xué)技術(shù)制成的染料進入紡織工業(yè)。 最初的染料顏色相當(dāng)有限，但英、美、德國的大企業(yè)致力于新染料的開發(fā)，色彩逐漸繁復(fù)。 合成纖維問世之后，上色技術(shù)與天然纖維不盡相同，于是開發(fā)新的染料，

3、使人類的生活更為豐富。整理課件醫(yī)藥方面的發(fā)展 十九世紀(jì)后期以前，人類所使用的大部分藥品來自天然植物。 缺點：因地理條件及人為因素，藥品供應(yīng)有限，有效成分亦無法控制，影響醫(yī)療效果。整理課件新的醫(yī)藥技術(shù) 原因：化學(xué)知識進步后，人類穩(wěn)定天然植物的藥效。 例如：利用柳樹枝的皮所含的水楊酸成分制成阿司匹林。另一方面，用合成的方法開發(fā)出新的藥物，如：三年代制成的磺胺藥物，可以對抗細(xì)菌感染。 影響：醫(yī)藥進步后，很多棘手的疾病遂被克服。整理課件陶瓷技術(shù)的發(fā)展 陶瓦器：用高溫?zé)颇嗤粒霈F(xiàn)瓦器、陶器。 缺點：由于氣孔多，無法長期保存液體。 瓷器：主要成分是高嶺土、石英及常石。在攝氏1200度高溫時，長石融化，不

4、會透水，質(zhì)地比較平滑、光亮。整理課件瓷器的傳播 十三世紀(jì)，中亞商旅將中國瓷器傳到歐洲，西方人才開始認(rèn)識瓷器 1500年前后，意大利半島上米蘭等城市開始仿制，初期產(chǎn)量有限。 十八世紀(jì)后，開始大量生產(chǎn)。整理課件陶瓷二十世紀(jì)的發(fā)展 因為化學(xué)知識發(fā)達(dá)，開始利用燒制陶瓷的概念，將瓷土中加入化學(xué)原料如碳酸鋇、硅、氮、氧化鋁等，以產(chǎn)生不同的物理或化學(xué)特性，稱之為精密陶瓷，應(yīng)用范圍非常廣泛。整理課件精密陶瓷其性質(zhì)隨著添加物的不同而異，有絕緣的、導(dǎo)電的、堅硬的。分成三類：電子陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷及生醫(yī)陶瓷整理課件電子陶瓷 在燒制過程中，加入不同成分，可成為導(dǎo)電、不導(dǎo)電體、超導(dǎo)體、半導(dǎo)體。 可以制成：火星塞、電路機板、

5、傳感器、錄像機磁頭、洗凈器、掃描儀。 電器制品上可看到：集成電路、光纖、雷射。整理課件結(jié)構(gòu)陶瓷 特點：耐熱、隔熱、耐磨、抗輻射 用途：用于需要耐高溫的太空設(shè)備或汽車引擎。 在核子反應(yīng)爐中，也是重要的結(jié)構(gòu)材料整理課件生醫(yī)陶瓷 利用陶瓷的特性：容易塑造成形、無毒、不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可以與人體組織結(jié)合。 用途：制成螺絲釘，連接骨頭，也可制成人工關(guān)節(jié)、義齒，甚至可用來修復(fù)頭蓋骨、頸椎。 隨著醫(yī)學(xué)的進步，其用途不斷增加。整理課件精密陶瓷的展望因材料取得較易，制作過程中消耗的能量較少，是未來工業(yè)發(fā)展的重心之一。整理課件塑料工業(yè)近五十年來最重要的發(fā)明之一，對人類生活影響甚大整理課件塑料的發(fā)展 塑料的出現(xiàn)：早

6、在1870年代，德國的科學(xué)家已經(jīng)將苯酚及甲醛混合在一起，制成一種黑色泥狀物質(zhì)。 二十世紀(jì)初，美國與英國兩地的科學(xué)家分別研究這這苯酚塑料。 塑膠的特性：絕緣、可塑，可應(yīng)用在電燈開關(guān)、燈座塑料工業(yè)整理課件塑料的應(yīng)用 1920年代以后，無色的尿素甲醛及甲醛樹脂相繼問世，可以添加各種顏色，成為家庭用品的重要原料，小至梳紫、肥皂盒，大到桌面、椅墊都可以應(yīng)用。 1970年代，隨著石油化學(xué)工業(yè)的進步，塑料有更進一步的發(fā)展。 例如：聚乙烯、聚氯乙烯及聚苯乙烯，可以制成絕緣、防震、吸音等材料，也可制成涂料（乳膠漆）、塑料袋、鞋類。整理課件天然纖維 古人衣著的來源是皮毛及植物的纖維兩河流域及埃及在公元前3000年

7、左右已有亞麻栽培、中國以大麻為主。 將麻類的莖經(jīng)過浸泡后，可以分離出纖維，成為衣物的主要來源。 棉花原產(chǎn)于印度，后來分別傳入中國及埃及，由于纖維柔軟，迅速獲得推廣。 蠶絲發(fā)源于中國，后傳到日本及歐洲，但數(shù)量有限，價格昂貴。整理課件工業(yè)革命對穿著的影響 工業(yè)革命首先從紡織業(yè)開始，先是毛紡織業(yè)，后來轉(zhuǎn)變成棉紡織業(yè)。 大量生產(chǎn)，使價格降低。 到二十世紀(jì)后，人造纖維問世，大大改變?nèi)祟惖拇┲?。整理課件人造纖維的發(fā)展 1930年代，美國的科學(xué)家制造出尼龍，可以已故太的形式出現(xiàn)，也可以拉成纖維，制造尼龍襪等。 1940年代，發(fā)展出人造聚酯纖維，其中又以丙烯酸系纖維為主。整理課件成為現(xiàn)代衣物的重要原料 人造纖

8、維最初因為染色的工序與棉、毛紡織不同，引起疑慮，不愿投資。后來，化學(xué)工業(yè)先以混紡方式，拓展人造纖維的市場。 特色：有易干、不遭蟲咬及不皺等特性，逐漸受到重視，成為今日衣服的重要材料。 大量使用，但不易分解、不溶于水，有環(huán)保的問題。整理課件玻璃的出現(xiàn) 公元前3000年前，埃及以出現(xiàn)以裝飾為主的玻璃制品。 西元前1500年，做為容器的玻璃也已經(jīng)出現(xiàn)。 缺點：保存不易、價格昂貴，只是上層社會專屬。整理課件玻璃走進生活之中 1680年代，法人發(fā)展出新的技術(shù)，才走近一般人的生活之中。 十九世紀(jì)以后，玻璃制作技術(shù)有突破性發(fā)展，如：強化玻璃可以制作建筑材料、桌面、隔間；耐熱玻璃可以制作鍋、爐具等。整理課件玻

9、璃的應(yīng)用 1880年代，英格蘭地區(qū)已經(jīng)利用玻璃來制作玻璃纖維。 雷射出現(xiàn)后，玻璃可以成為光波的良好媒介，但由于其中雜質(zhì)過多，所以科學(xué)家開始找耗損較少的玻璃。 1960年代，科學(xué)家開發(fā)折射佳、易融化，便于制造的合成玻璃。 1970年代，熔解硅石添加一些化合物后可以成為玻璃纖維的良好材質(zhì)。從此以后，光纖科技成為數(shù)字通信的重要媒介。整理課件硅晶 是玻璃工業(yè)的另一項重要發(fā)展 1930年末代，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)硅的導(dǎo)電現(xiàn)象，發(fā)展出天然半導(dǎo)體。 1940年代末期，晶體管開始問世，引起了大眾傳播的革命。整理課件工業(yè)發(fā)展加速 傳統(tǒng)工業(yè)：機器制造、紡織業(yè) 1890年代：電器及制藥工業(yè)成為重要領(lǐng)域 國家工業(yè)是否發(fā)達(dá)的

10、重要因素：技術(shù)、生產(chǎn)策略、資本 專利法規(guī)：鼓勵私人或企業(yè)投入更多經(jīng)費及人力從事研究及發(fā)展，并保護其研究的結(jié)果。整理課件驚人的工業(yè)發(fā)展速度 時間：二十世紀(jì)中期以后 原因：1.生產(chǎn)線組裝成為主流。2.知識交換迅速。3.政府的獎勵與補助。 影響：單位成本降低、使許多工業(yè)產(chǎn)品售價降低，許多人都可以享受現(xiàn)代文明的成果。整理課件資源危機與循環(huán)利用 決定文明的重要因素：糧食、能源、天然資源 現(xiàn)代科學(xué)努力的兩個重要方向：原子能、太陽能整理課件金屬短缺情形尚未發(fā)生的原因 1.開采技術(shù)進步 2.尋求替代品 3.推動資源回收，提高循環(huán)利用整理課件環(huán)境保護問題 油輪觸礁造成原油外泄，影響某個地方的生態(tài)問題 工業(yè)廢水、廢棄或廢料造成環(huán)境污染 1986年俄羅斯車諾比核能電廠發(fā)生意外，大量輻射外泄 臭