魯科版《復合材料》思維過程素材

思維過程一認識復合材料1．單一材料的缺點請結合具體實例，討論各種單一材料的優(yōu)點，完成下面的表格。材料實例優(yōu)點缺點金屬鋼鐵機械性能好易被腐蝕無機非金屬材料普通玻璃性質穩(wěn)定、熔點較高等易破碎有機合成材料塑料良好的熱塑性、熱固性，強度較大，電絕緣性易燃燒、易老化、廢棄后不易分解2．人們是怎樣想到制造復合材料的？木材堅固，耐用，可作為建筑材料。它由木質長纖維組成，靠被稱為木質素的物質黏結起來。木質長纖維比較柔軟，木質素較脆，它們各自都不能承受重壓，但這兩種物質復合后就構成了強壯的樹干。人們打泥磚時，往泥中摻入禾稈，這樣可以提高泥磚的強度。將沙子、礫石和水泥加在一起，比單純水泥的強度大的多。人們還把鋼筋嵌入混凝土中，制成了更為堅固的鋼筋混凝土，用來建造高樓。3．復合材料簡介（1）復合材料的定義：將兩種或兩種以上性質不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的，像這樣的材料稱為復合材料。復合材料既保持了原有料的特點，又使各組分之間協(xié)同作用，形成了優(yōu)于原材料的特性。例如，金屬材料易被腐蝕，有機合成材料易老化，不耐高溫，陶瓷材料易破碎，這些缺點都可以通過復合的方法予以改善和克服。（2）復合材料的構成復合材料是由兩部分組成，一部分稱為基體，在復合材料中起黏結作用；另一部分稱為增強體，在復合材料中起骨架作用。填寫下表：復合材料性能基體材料增強體材料金屬C陶瓷SiO2合成樹脂SiO2、Al2O3、MgO合成樹脂C思維過程二形形色色的復合材料組成復合材料的基體材料的類型多種多樣，增強體又可做成不同的形狀，因而復合材料種類繁多。復合材料的分類將復合材料按基體分類，可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料和陶瓷基復合材料。將復合材料按增強體的形狀分類，可分為顆粒增強復合材料、夾層增強復合材料和纖維增強復合材料。在復合材料這個大家族中，發(fā)展較快、應用較廣的是纖維做增強體的復合材料。1．兩種常用的增強體簡介（1）玻璃纖維化學與技術：玻璃纖維是怎樣制造的？具有哪些優(yōu)點？玻璃纖維是將熔化的玻璃以極快的速度拉成的極細的絲。這種纖維異常柔軟如蠶絲，可以像棉紗一樣紡織。直徑為5μm～10μm的玻璃纖維，只有頭發(fā)絲直徑的1/10左右，但其拉伸強度卻接近高強度鋼的拉伸強度，為天然纖維或合成纖維拉伸強度的5～30倍。為了節(jié)約成本、簡化工藝，一般采用直徑為10μm～20μm的玻璃纖維，只有在一些具有特殊用途的制品如防火衣、宇航服和宇宙飛船中，才采用直徑為3μm～5μm的超細玻璃纖維或中空玻璃纖維，以提高制品的柔性和減輕制品的重量。（2）碳纖維碳纖維具有哪些優(yōu)異而奇特的性質？碳纖維從外觀上看呈暗黑色，具有許多優(yōu)異而奇特的性質。它的化學穩(wěn)定性好；耐酸堿腐蝕；在空氣里加熱到400℃無明顯氧化；在沒有氧氣的環(huán)境里加熱到1500℃，強度也不會下降；有良好的耐低溫性能；在－200℃時也不會發(fā)脆。2．生產(chǎn)生活中常用的復合材料（1）玻璃鋼①玻璃鋼的構成玻璃鋼是一種以玻璃纖維做增強體、合成樹脂做基體的復合材料。②玻璃鋼的優(yōu)點玻璃本身是易碎的脆性材料，由它制成的玻璃纖維卻異常柔軟，具有很高的強度。除了普通玻璃纖維（主要成分為SiO、Al2O3、B2O3、MgO、Na2O等）外，還可以根據(jù)需要選用耐化學腐蝕、耐高溫或強度高的特種玻璃纖維做玻璃鋼的增強體。在制造玻璃鋼時，可以將玻璃纖維制成紗或織物加到合成樹脂中，也可以把玻璃纖維切成短纖維加到合成樹脂中。玻璃鋼的強度可達到甚至超過合金鋼的強度，而密度只有鋼鐵的1/5左右；同時，這種材料保持著較好的耐化學腐蝕性、電絕緣性和機械加工性能，而且又不像普通玻璃那樣硬脆。③玻璃鋼的應用玻璃鋼已大量用于游樂車、水上滑梯、運輸罐、電話亭、餐桌椅等產(chǎn)品的生產(chǎn)，這些產(chǎn)品充分發(fā)揮了玻璃鋼重量輕、強度高、耐水、耐磨、耐撞、產(chǎn)品美觀及制造方便等特點。玻璃鋼在排水管道工程中也得到了廣泛的應用。最近幾年，越來越多的廢水處理系統(tǒng)的管道用玻璃鋼制造，一個重要原因是廢水所含的腐蝕物質的種類在不斷增加、腐蝕性在不斷增強，這就要求管道材料具有更好的耐腐蝕性，玻璃鋼便是一種理想材料。（2）碳纖維增強復合材料①碳纖維復合材料的構成及優(yōu)點碳纖維復合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維做增強體，具有韌性好、強度高而質輕的特點。②碳纖維復合材料的用途目前制造高爾夫球稈、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、釣魚竿、賽車、賽艇、滑雪板和沖浪板等體育用品。這種碳纖維增強復合材料也廣泛應用于紡織機械和化工機械的制造，以及醫(yī)學上人體組織中韌帶的制作等。2．航空、航空領域中的復合材料在火箭、導彈、衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機上，復合材料有著廣泛的應用。飛機、火箭的機翼和機身以及導彈的殼體、尾翼中的復合材料，大多是以纖維為增強體、金屬為基體的復合材料。這些材料具有耐