材料的利用與發(fā)展

1、材料材料的發(fā)展歷程：的發(fā)展歷程： 石器石器陶器陶器青銅器青銅器鋼鐵的使用鋼鐵的使用合成材料的使用合成材料的使用新型材料的使用新型材料的使用原始社會原始社會火的發(fā)明火的發(fā)明商朝商朝春秋晚期春秋晚期100100多年前多年前2121世紀(jì)世紀(jì)( (信息時(shí)代信息時(shí)代) )標(biāo)志著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展標(biāo)志著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展新型材料新型材料(P66(P66頁頁) )： 新型材料是指那些新型材料是指那些新出現(xiàn)新出現(xiàn)或或正在正在發(fā)展中的、具有優(yōu)異發(fā)展中的、具有優(yōu)異特性和功能并能滿足技術(shù)進(jìn)步所需的材料。當(dāng)前，最特性和功能并能滿足技術(shù)進(jìn)步所需的材料。當(dāng)前，最引人注目的新型材料有：光電子信息材料、先進(jìn)復(fù)合引人注目的新型材料

2、有：光電子信息材料、先進(jìn)復(fù)合材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材料、超導(dǎo)材料等。料、超導(dǎo)材料等。1932年,瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應(yīng)，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。新型材料新型材料記憶合金議一議議一議根據(jù)記憶合金的特點(diǎn)，你認(rèn)為記憶合金材料可以有哪些用途？記憶合金最令人鼓舞的應(yīng)用是在航天技術(shù)中 超彈性納米材料 納米材料是指由粒徑在1100納米之間的粒子組成的材料。將宏觀物體細(xì)分成納米粒子后，它將顯著的不同 1nm =1

3、0-9m納米材料制成的金納米材料制成的金屬硬度會提高數(shù)倍屬硬度會提高數(shù)倍把納米催化劑溶解在汽油里把納米催化劑溶解在汽油里, ,可大大提高內(nèi)燃機(jī)的工作效率可大大提高內(nèi)燃機(jī)的工作效率直接潑到納米直接潑到納米襯衫上的水和襯衫上的水和油污只是停留油污只是停留在衣服的表層，在衣服的表層，輕輕一撣就掉輕輕一撣就掉下去了，沒有下去了，沒有留下一點(diǎn)痕跡留下一點(diǎn)痕跡。 國家節(jié)能高科技成果國家國家節(jié)能高科技成果國家“863863計(jì)劃計(jì)劃”項(xiàng)目項(xiàng)目由哈爾濱久天蓄能發(fā)光科由哈爾濱久天蓄能發(fā)光科技有限公司負(fù)責(zé)開發(fā)的納米節(jié)能燈將技有限公司負(fù)責(zé)開發(fā)的納米節(jié)能燈將于明年初投入市場，納米節(jié)能燈與現(xiàn)于明年初投入市場，納米節(jié)能燈與

4、現(xiàn)在使用的節(jié)能燈相比，節(jié)能提高了在使用的節(jié)能燈相比，節(jié)能提高了30%30%。據(jù)了解，納米節(jié)能燈的主要原料為據(jù)了解，納米節(jié)能燈的主要原料為稀土，經(jīng)燒解成為納米粉，制作過程稀土，經(jīng)燒解成為納米粉，制作過程中再添加些鎂等元素生產(chǎn)而成。家庭中再添加些鎂等元素生產(chǎn)而成。家庭使用這種燈與現(xiàn)在節(jié)能燈相比，節(jié)能使用這種燈與現(xiàn)在節(jié)能燈相比，節(jié)能提高提高30%30%；納米節(jié)能燈的使用壽命為；納米節(jié)能燈的使用壽命為3 3萬至萬至5 5萬小時(shí)，其亮度是現(xiàn)在節(jié)能燈萬小時(shí)，其亮度是現(xiàn)在節(jié)能燈的的5 5到到1010倍，將有效節(jié)省電力資源，倍，將有效節(jié)省電力資源，為居民節(jié)省相關(guān)開支。為居民節(jié)省相關(guān)開支。納米節(jié)能燈納米節(jié)能燈設(shè)

5、在馬薩諸塞州的美國陸軍士兵系統(tǒng)中心公布設(shè)在馬薩諸塞州的美國陸軍士兵系統(tǒng)中心公布了了“未來部隊(duì)勇士未來部隊(duì)勇士 ，“未來戰(zhàn)士未來戰(zhàn)士”的作戰(zhàn)制的作戰(zhàn)制服是高科技的結(jié)晶。它系由高科技納米材料制服是高科技的結(jié)晶。它系由高科技納米材料制成，該材料粒子在常態(tài)下就像能流動的金屬一成，該材料粒子在常態(tài)下就像能流動的金屬一樣，而一旦遇到子彈或者彈片的沖擊時(shí)，它們樣，而一旦遇到子彈或者彈片的沖擊時(shí)，它們彼此之間就會緊密地彼此之間就會緊密地“鎖鎖”在一起，使得一件在一起，使得一件看似柔軟的制服能夠迅速變成一套堅(jiān)硬無比的看似柔軟的制服能夠迅速變成一套堅(jiān)硬無比的盔甲。此外，制服距離士兵的身體留有盔甲。此外，制服距離士

6、兵的身體留有3 3英寸英寸的空隙，這樣可以更好地吸收外來沖擊能量。的空隙，這樣可以更好地吸收外來沖擊能量。 納米軍服納米軍服奇妙的碳納米管奇妙的碳納米管最近，科學(xué)家正在致力于一種新最近，科學(xué)家正在致力于一種新型納米材料型納米材料-碳納米管的研究，這是碳納米管的研究，這是一種非常奇特的材料，它是石墨中一一種非常奇特的材料，它是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀 纖維纖維 ，內(nèi)部是空的，外部直徑只有，內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾到幾十納米。這樣的材料很輕，但幾到幾十納米。這樣的材料很輕，但很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的1/61/6，而強(qiáng)，而強(qiáng)度卻是鋼的

7、度卻是鋼的100100倍。用這樣輕而柔軟、倍。用這樣輕而柔軟、又非常結(jié)實(shí)的材料做防彈背心是最好又非常結(jié)實(shí)的材料做防彈背心是最好不過的了。如果用碳納米管做繩索，不過的了。如果用碳納米管做繩索，是唯一可以從月球掛到地球表面，而是唯一可以從月球掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索。如果用不被自身重量所拉斷的繩索。如果用它做成地球它做成地球- -月球乘人的電梯，人們月球乘人的電梯，人們在月球定居就很容易了。在月球定居就很容易了。在列車車輪旁邊安裝小型超導(dǎo)磁體，在列車向前行駛在列車車輪旁邊安裝小型超導(dǎo)磁體，在列車向前行駛時(shí)，超導(dǎo)磁體則向軌道產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，并和安裝在時(shí)，超導(dǎo)磁體則向軌道產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場

8、，并和安裝在軌道兩旁的鋁環(huán)相互作用，產(chǎn)生一種向上浮力，消除軌道兩旁的鋁環(huán)相互作用，產(chǎn)生一種向上浮力，消除車輪與鋼軌的摩擦力，起到加快車速的作用。高溫超車輪與鋼軌的摩擦力，起到加快車速的作用。高溫超導(dǎo)體在懸浮列車上應(yīng)用的研究集中在日本。導(dǎo)體在懸浮列車上應(yīng)用的研究集中在日本。 超導(dǎo)超導(dǎo)材料材料當(dāng)某種材料在低于某一溫當(dāng)某種材料在低于某一溫度時(shí)，度時(shí)，出現(xiàn)電阻為零的現(xiàn)出現(xiàn)電阻為零的現(xiàn)象即超導(dǎo)現(xiàn)象，象即超導(dǎo)現(xiàn)象，該溫度即該溫度即是臨界溫度（是臨界溫度（TcTc）。超導(dǎo)）。超導(dǎo)體是一種抗磁體，低于臨體是一種抗磁體，低于臨界溫度時(shí)，超導(dǎo)體排斥任界溫度時(shí)，超導(dǎo)體排斥任何試圖施加于它的磁場，何試圖施加于它的磁場

9、， 大堂燈光部分使用了光纖燈大堂燈光部分使用了光纖燈傳輸損失少，傳輸損失少，透光性強(qiáng)易于透光性強(qiáng)易于加工，耐久性加工，耐久性強(qiáng)發(fā)光部不發(fā)強(qiáng)發(fā)光部不發(fā)熱，不通電只熱，不通電只透可見光，幾透可見光，幾乎不透紅外線乎不透紅外線和紫外線和紫外線光纖光纖材料材料F-22,F-22,先進(jìn)復(fù)合材料占機(jī)體的先進(jìn)復(fù)合材料占機(jī)體的40%40%，包括機(jī)翼、，包括機(jī)翼、整流片和機(jī)身，復(fù)合材料的應(yīng)用大大減少了機(jī)整流片和機(jī)身，復(fù)合材料的應(yīng)用大大減少了機(jī)身重量。雷達(dá)天線是用特殊合成材料制成的。身重量。雷達(dá)天線是用特殊合成材料制成的。德國德國制成堅(jiān)硬耐高溫超級陶瓷制成堅(jiān)硬耐高溫超級陶瓷 據(jù)據(jù)世界報(bào)世界報(bào)報(bào)道，德國波恩的達(dá)姆施

10、塔特技術(shù)大報(bào)道，德國波恩的達(dá)姆施塔特技術(shù)大學(xué)研制成了一種集學(xué)研制成了一種集堅(jiān)硬和耐高溫堅(jiān)硬和耐高溫兩大優(yōu)點(diǎn)于一體的超兩大優(yōu)點(diǎn)于一體的超級陶瓷。這種新的陶瓷可耐高溫級陶瓷。這種新的陶瓷可耐高溫16001600，廣泛應(yīng)用于，廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)，汽輪機(jī)制造及航天航空工業(yè)上。制造這種超發(fā)動機(jī)，汽輪機(jī)制造及航天航空工業(yè)上。制造這種超級陶瓷的基礎(chǔ)材料是一種以硅為基礎(chǔ)的塑料，其晶體級陶瓷的基礎(chǔ)材料是一種以硅為基礎(chǔ)的塑料，其晶體結(jié)構(gòu)是由硅和氨原子交互而成。在進(jìn)行高溫處理后，結(jié)構(gòu)是由硅和氨原子交互而成。在進(jìn)行高溫處理后，這種材料就變成了氮化硅和金剛砂的混合物，表面形這種材料就變成了氮化硅和金剛砂的混合物，表面形成

11、了一層氧化硅，可防止進(jìn)一步的氧化。成了一層氧化硅，可防止進(jìn)一步的氧化。 五代時(shí)期我國的陶瓷技術(shù)已登峰造極了，這時(shí)生產(chǎn)五代時(shí)期我國的陶瓷技術(shù)已登峰造極了，這時(shí)生產(chǎn)的陶器被譽(yù)為的陶器被譽(yù)為“青如天，明如鏡，薄如紙，聲如磐青如天，明如鏡，薄如紙，聲如磐”。 美國美國“哥倫比亞哥倫比亞”號航天飛機(jī)的外殼，是由號航天飛機(jī)的外殼，是由3131，000 000 塊金屬陶瓷瓦片鋪砌而成，經(jīng)受了返回大氣層時(shí)塊金屬陶瓷瓦片鋪砌而成，經(jīng)受了返回大氣層時(shí)所產(chǎn)生的白熱化高溫的嚴(yán)竣考驗(yàn)。所產(chǎn)生的白熱化高溫的嚴(yán)竣考驗(yàn)。 高分子材料包高分子材料包括塑料、橡膠、括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。粘劑和涂料

12、等。其中，被稱為現(xiàn)其中，被稱為現(xiàn)代高分子三大合代高分子三大合成材料的塑料、成材料的塑料、合成纖維和合成合成纖維和合成橡膠已經(jīng)成為國橡膠已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必民日常生活所必不可少的重要材不可少的重要材料。料。一種用新型一種用新型高分子軟質(zhì)高分子軟質(zhì)材料制成的材料制成的“無毛牙刷無毛牙刷”在成都亮相。在成都亮相。這款新型這款新型“無毛牙刷無毛牙刷”只濕水不吸只濕水不吸水，能阻止水，能阻止各種雜物進(jìn)各種雜物進(jìn)入擦體內(nèi)部。入擦體內(nèi)部。 新型新型高分子材料高分子材料新型材料：新型材料： 光電子信息材料光電子信息材料先進(jìn)復(fù)合材料先進(jìn)復(fù)合材料超級陶瓷材料超級陶瓷材料新型金屬材料

13、新型金屬材料新型高分子材料新型高分子材料超導(dǎo)材料超導(dǎo)材料材料制造與環(huán)境保護(hù)材料制造與環(huán)境保護(hù) 綠色話題綠色話題綠色食品：綠色食品： 安全無公害，不使用化肥和農(nóng)藥安全無公害，不使用化肥和農(nóng)藥綠色旅游：綠色旅游：不破壞自然環(huán)境和文物設(shè)施不破壞自然環(huán)境和文物設(shè)施綠色裝修：綠色裝修：環(huán)保材料環(huán)保材料無毒無毒綠色新工藝：綠色新工藝：生產(chǎn)工藝無毒、節(jié)能生產(chǎn)工藝無毒、節(jié)能、安全安全、原子轉(zhuǎn)化率高原子轉(zhuǎn)化率高材料制造與環(huán)境保護(hù)材料制造與環(huán)境保護(hù) 探究：怎樣以銅為主要原料制備硫酸銅探究：怎樣以銅為主要原料制備硫酸銅 CuCuSO4方案一方案一：Cu2H2SO4（濃）（濃）CuSO4SO22H2O方案二方案二：2CuO22CuOCuOH2SO4CuSO4H2O方案三方案三：Cu2AgNO32AgCu（NO3）2Cu（NO3）22NaOHCu（OH）22NaNO3Cu（OH）2H2SO4CuSO42H2O原料的利用率、產(chǎn)生的污染、制備成本等方面 考慮因素：考慮因素：CuH2SO4濃濃CuSO4CuCuOO2CuSO4H2SO4CuAgNO3Cu（NO3）2Cu（O