材料的展课件

1、材料的发展第第4节材料的发展节材料的发展材料的发展原始人生产矛的过程原始人生产矛的过程石制割砸器具石制割砸器具材料的发展印第安人的石斧印第安人的石斧陶瓷陶瓷材料的发展青铜鼎青铜鼎青铜器时代青铜器时代青铜宝剑青铜宝剑材料的发展青铜编钟青铜编钟材料的发展古代铁器古代铁器犁犁材料的发展塑料和橡胶塑料和橡胶材料的发展碳纳米管碳纳米管超级塑料超级塑料材料的发展超级计算机超级计算机材料的发展一、材料的发展历程：一、材料的发展历程： 石器石器陶器陶器青铜器青铜器钢铁的使用钢铁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会原始社会火的发明火的发明商朝商朝春秋晚期春秋晚期100100多年

2、前多年前2121世纪世纪( (信息时代信息时代) )标志着生产力的不断发展标志着生产力的不断发展材料的发展二、新型材料：二、新型材料： 指新出现或指新出现或正在发展中正在发展中的、具有的、具有优异特性优异特性和和功能功能并能并能满足技术进步满足技术进步所需的材料所需的材料 材料的发展新型材料：新型材料： 光电子信息材料光电子信息材料先进复合材料先进复合材料超级陶瓷材料超级陶瓷材料新型金属材料新型金属材料新型高分子材料新型高分子材料超导材料超导材料纳米陶瓷纳米陶瓷 记忆合金记忆合金人工器官、可降解材人工器官、可降解材料、高吸水性高分子料、高吸水性高分子 材料的发展19321932年年, ,瑞典人

3、奥兰德在金镉合金中首次观察瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到到“记忆记忆”效应，即效应，即合金的形状被改变之后，合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。特殊功能的合金称为形状记忆合金。记忆合记忆合金的开发迄今不过金的开发迄今不过2020余年，但由于其在各领余年，但由于其在各领域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为 神奇的功能材料神奇的功能材料 。1 1、记忆合金、记忆合金材料的发展材料的发展

4、讨论讨论 : :现在有些同学牙齿排列不整齐现在有些同学牙齿排列不整齐, ,你知道医你知道医学上是采取什么办法进行矫形的吗学上是采取什么办法进行矫形的吗? ?记忆合金材料记忆合金材料材料的发展2 2、纳米材料、纳米材料纳纳米米长度单位，长度单位，1 1纳米等于纳米等于1010-9-9米，相米，相当于头发丝的万分之一粗细。如当于头发丝的万分之一粗细。如果将果将1 1纳米的物体放到乒乓球上，纳米的物体放到乒乓球上，就好像一个乒乓球放在地球上一就好像一个乒乓球放在地球上一样。样。纳米纳米材料材料指由粒径在指由粒径在1-1001-100纳米之间的粒子纳米之间的粒子组成的材料。组成的材料。 材料的发展纳米

5、材料制成纳米材料制成的金属硬度会的金属硬度会提高数倍提高数倍把纳米催化剂溶解在汽把纳米催化剂溶解在汽油里油里, ,可大大提高内燃可大大提高内燃机的工作效率机的工作效率材料的发展国家节能高科技成果国家国家节能高科技成果国家“863863计划计划”项目项目由哈尔滨久天蓄能发光科由哈尔滨久天蓄能发光科技有限公司负责开发的纳米节能灯将技有限公司负责开发的纳米节能灯将于明年初投入市场，纳米节能灯与现于明年初投入市场，纳米节能灯与现在使用的节能灯相比，节能提高了在使用的节能灯相比，节能提高了30%30%。据了解，纳米节能灯的主要原料为据了解，纳米节能灯的主要原料为稀土，经烧解成为纳米粉，制作过程稀土，经烧

6、解成为纳米粉，制作过程中再添加些镁等元素生产而成。家庭中再添加些镁等元素生产而成。家庭使用这种灯与现在节能灯相比，节能使用这种灯与现在节能灯相比，节能提高提高30%30%；纳米节能灯的使用寿命为；纳米节能灯的使用寿命为3 3万至万至5 5万小时，其亮度是现在节能灯万小时，其亮度是现在节能灯的的5 5到到1010倍，将有效节省电力资源，倍，将有效节省电力资源，为居民节省相关开支。为居民节省相关开支。纳米节能灯纳米节能灯材料的发展设在马萨诸塞州的美国陆军士兵系统中心公布设在马萨诸塞州的美国陆军士兵系统中心公布了了“未来部队勇士未来部队勇士 ，“未来战士未来战士”的作战制的作战制服是高科技的结晶。它

7、系由高科技纳米材料制服是高科技的结晶。它系由高科技纳米材料制成，该材料粒子在常态下就像能流动的金属一成，该材料粒子在常态下就像能流动的金属一样，而一旦遇到子弹或者弹片的冲击时，它们样，而一旦遇到子弹或者弹片的冲击时，它们彼此之间就会紧密地彼此之间就会紧密地“锁锁”在一起，使得一件在一起，使得一件看似柔软的制服能够迅速变成一套坚硬无比的看似柔软的制服能够迅速变成一套坚硬无比的盔甲。此外，制服距离士兵的身体留有盔甲。此外，制服距离士兵的身体留有3 3英寸英寸的空隙，这样可以更好地吸收外来冲击能量。的空隙，这样可以更好地吸收外来冲击能量。 纳米军服纳米军服材料的发展奇妙的碳纳米管奇妙的碳纳米管最近，

8、科学家正在致力于一种新最近，科学家正在致力于一种新型纳米材料型纳米材料-碳纳米管的研究，这是碳纳米管的研究，这是一种非常奇特的材料，它是石墨中一一种非常奇特的材料，它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状层或若干层碳原子卷曲而成的笼状 纤维纤维 ，内部是空的，外部直径只有，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米。这样的材料很轻，但几到几十纳米。这样的材料很轻，但很结实。它的密度是钢的很结实。它的密度是钢的1/61/6，而强，而强度却是钢的度却是钢的100100倍。用这样轻而柔软、倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做防弹背心是最好又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。如果用碳纳米管做绳索，

9、不过的了。如果用碳纳米管做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而是唯一可以从月球挂到地球表面，而不被自身重量所拉断的绳索。如果用不被自身重量所拉断的绳索。如果用它做成地球它做成地球- -月球乘人的电梯，人们月球乘人的电梯，人们在月球定居就很容易了。在月球定居就很容易了。材料的发展在列车车轮旁边安装小型超导磁体，在列车向前行驶在列车车轮旁边安装小型超导磁体，在列车向前行驶时，超导磁体则向轨道产生强大的磁场，并和安装在时，超导磁体则向轨道产生强大的磁场，并和安装在轨道两旁的铝环相互作用，产生一种向上浮力，消除轨道两旁的铝环相互作用，产生一种向上浮力，消除车轮与钢轨的摩擦力，起到加快车速的作用。高温

10、超车轮与钢轨的摩擦力，起到加快车速的作用。高温超导体在悬浮列车上应用的研究集中在日本。导体在悬浮列车上应用的研究集中在日本。 3、超导材料、超导材料当某种材料在低于某一温当某种材料在低于某一温度时，度时，出现电阻为零的现出现电阻为零的现象即超导现象，象即超导现象，该温度即该温度即是临界温度（是临界温度（TcTc）。超导）。超导体是一种抗磁体，低于临体是一种抗磁体，低于临界温度时，超导体排斥任界温度时，超导体排斥任何试图施加于它的磁场，何试图施加于它的磁场， 材料的发展当钇钡铜氧（当钇钡铜氧（YBCOYBCO）超导材料被冷却到液氮温）超导材料被冷却到液氮温度（度（-196-196）时，就从正常态

11、转变为超导态。）时，就从正常态转变为超导态。由于悬浮车和轨道之间没有直接的接触磨擦，由于悬浮车和轨道之间没有直接的接触磨擦，只要沿轨道方向给车体一个很小的推动力，悬只要沿轨道方向给车体一个很小的推动力，悬浮车就将沿轨道延伸方向运动。如果轨道磁场浮车就将沿轨道延伸方向运动。如果轨道磁场非常均匀（没有磁阻尼的理想状态），且车体非常均匀（没有磁阻尼的理想状态），且车体在封闭的真空环境中运动，车的运动速度将不在封闭的真空环境中运动，车的运动速度将不会衰减。会衰减。中国研制的超导悬浮车中国研制的超导悬浮车材料的发展大堂灯光部分使用了光纤灯大堂灯光部分使用了光纤灯传输损失少，传输损失少，透光性强易于透光性

12、强易于加工，耐久性加工，耐久性强发光部不发强发光部不发热，不通电只热，不通电只透可见光，几透可见光，几乎不透红外线乎不透红外线和紫外线和紫外线4、光纤材料、光纤材料材料的发展光电信息功能材料是具有信息产生、传光电信息功能材料是具有信息产生、传输、转换、检测、存储、调制、处理和输、转换、检测、存储、调制、处理和显示等功能的材料。光电信息功能材料显示等功能的材料。光电信息功能材料不仅是现代信息社会的支柱，也是信息不仅是现代信息社会的支柱，也是信息技术革命的先导；光电信息功能材料的技术革命的先导；光电信息功能材料的研究是当代科学的前沿，具有多学科交研究是当代科学的前沿，具有多学科交叉的特点，是一个极

13、富创新和挑战的领叉的特点，是一个极富创新和挑战的领域。域。 光电信息功能材料光电信息功能材料材料的发展5 5、我国化合物半导体材料进入生产阶段、我国化合物半导体材料进入生产阶段 这种材料广泛应用于电子对抗、精确制导、预这种材料广泛应用于电子对抗、精确制导、预警探测等国防和民用领域。警探测等国防和民用领域。材料的发展6 6、德国制成坚硬耐高温超级陶瓷、德国制成坚硬耐高温超级陶瓷 据据世界报世界报报道，德国波恩的达姆施塔特技术大报道，德国波恩的达姆施塔特技术大学研制成了一种集学研制成了一种集坚硬和耐高温坚硬和耐高温两大优点于一体的超两大优点于一体的超级陶瓷。这种新的陶瓷可耐高温级陶瓷。这种新的陶瓷

14、可耐高温16001600，广泛应用于，广泛应用于发动机，汽轮机制造及航天航空工业上。制造这种超发动机，汽轮机制造及航天航空工业上。制造这种超级陶瓷的基础材料是一种以硅为基础的塑料，其晶体级陶瓷的基础材料是一种以硅为基础的塑料，其晶体结构是由硅和氨原子交互而成。在进行高温处理后，结构是由硅和氨原子交互而成。在进行高温处理后，这种材料就变成了氮化硅和金刚砂的混合物，表面形这种材料就变成了氮化硅和金刚砂的混合物，表面形成了一层氧化硅，可防止进一步的氧化。成了一层氧化硅，可防止进一步的氧化。 五代时期我国的陶瓷技术已登峰造极了，这时生产五代时期我国的陶瓷技术已登峰造极了，这时生产的陶器被誉为的陶器被誉

15、为“青如天，明如镜，薄如纸，声如磐青如天，明如镜，薄如纸，声如磐”。 美国美国“哥伦比亚哥伦比亚”号航天飞机的外壳，是由号航天飞机的外壳，是由3131，000 000 块金属陶瓷瓦片铺砌而成，经受了返回大气层时块金属陶瓷瓦片铺砌而成，经受了返回大气层时所产生的白热化高温的严竣考验。所产生的白热化高温的严竣考验。 材料的发展F-22,F-22,先进复合材料占机体的先进复合材料占机体的40%40%，包括，包括机翼、整流片和机身，复合材料的应用机翼、整流片和机身，复合材料的应用大大减少了机身重量。雷达天线是用特大大减少了机身重量。雷达天线是用特殊合成材料制成的。殊合成材料制成的。材料的发展 高分子材

16、料包高分子材料包括塑料、橡胶、括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。粘剂和涂料等。其中，被称为现其中，被称为现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、合成纤维和合成合成纤维和合成橡胶已经成为国橡胶已经成为国民经济建设与人民经济建设与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。一种用新型一种用新型高分子软质高分子软质材料制成的材料制成的“无毛牙刷无毛牙刷”在成都亮相。在成都亮相。这款新型这款新型“无毛牙刷无毛牙刷”只湿水不吸只湿水不吸水，能阻止水，能阻止各种杂物进各种杂物进入擦体内部。入擦体内部。 9.9.新型高分子材料新型高分子材料材料的

17、发展炼炼钢钢棕色棕色气体气体氧化铁氧化铁回收炼钢回收炼钢一氧化碳一氧化碳化工原料或燃料化工原料或燃料炉渣炉渣矿渣水泥或磷矿渣水泥或磷肥肥热量热量水蒸气、发电水蒸气、发电材料的发展工业工业“三废三废”废气废气废水废水废渣废渣材料的发展 燃料：燃料： 原料：原料： “ “三废三废”: : 生产工艺生产工艺: :三、材料制造与环境保护三、材料制造与环境保护煤、石油制品脱硫处理煤、石油制品脱硫处理, , 减少大气减少大气SOSO2 2污染。污染。提高原料的利用率提高原料的利用率不能任意排放不能任意排放“绿色工艺绿色工艺”。材料的发展绿色话题绿色话题绿色食品绿色食品绿色旅游绿色旅游绿色装修绿色装修绿色工

18、地绿色工地安全无公害，不使用化肥和农药安全无公害，不使用化肥和农药不破坏自然环境和文物设不破坏自然环境和文物设施施降噪、降尘降噪、降尘环保材料环保材料无毒无毒绿色化学绿色化学生产工艺无毒、安全、原子转化率高生产工艺无毒、安全、原子转化率高材料的发展绿色行为绿色行为想一想生活中我们可以去做到哪想一想生活中我们可以去做到哪些绿色行为些绿色行为不用一次性筷子不用一次性筷子控制实验药品用量控制实验药品用量不用含氟冰箱不用含氟冰箱不用含磷洗衣粉不用含磷洗衣粉垃圾袋装，分垃圾袋装，分类投放类投放少用不可降解的少用不可降解的塑料制品塑料制品不吃野生动物不吃野生动物节电节水节电节水材料的发展橡胶地砖橡胶地砖废旧轮胎废旧轮胎铺公路铺公路废旧轮胎铺裂解燃料油废旧轮胎铺裂解燃料油材料的发展材料制造与环境保护材料制造与环境保护 探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜探究：怎样以铜为主要原料制备硫酸铜 CuCuSO4材料的发展方案一方案一：Cu2H2SO4（浓）（浓）CuSO4SO22H2O方案二方案二：2CuO22CuOCuOH2SO4CuSO4H2O方案三方案三：Cu2AgNO32AgCu（NO3）2Cu（NO3）22NaO