新型材料的研制课件

1、倍速课时学练第第2节节 新型材料的研制新型材料的研制倍速课时学练 一一. 金属材料金属材料 二二. 无机非金属材料无机非金属材料 三三. 合成材料合成材料 四四. 复合材料复合材料学习目标学习目标倍速课时学练1金属材料金属材料(各种纯金属和合金各种纯金属和合金)贮氢合金贮氢合金戰國戰國 青銅器錯金犀牛尊青銅器錯金犀牛尊倍速课时学练一一. 金属材料金属材料 制造下一代晶片的硅合金制造下一代晶片的硅合金美国德拉瓦大学的科学家正研究新的硅合金，它美国德拉瓦大学的科学家正研究新的硅合金，它是由硅碳化物及锗组成的合金，可以用作生产更是由硅碳化物及锗组成的合金，可以用作生产更快、更稳定的下一代晶片。快、更

2、稳定的下一代晶片。 德拉瓦大学的高鲁斯教授德拉瓦大学的高鲁斯教授(professor james kolodzey)解释说，用锗造的晶片能够提供比硅晶解释说，用锗造的晶片能够提供比硅晶片更快的速度，硅碳化物可以经受华氏六百多度片更快的速度，硅碳化物可以经受华氏六百多度的高温，而硅只能经受华氏二百五十多度的温度，的高温，而硅只能经受华氏二百五十多度的温度，因此，硅碳化物比硅更适宜在高温条件下使用，因此，硅碳化物比硅更适宜在高温条件下使用，此外，这种新的硅碳化物及锗组成的合金有更好此外，这种新的硅碳化物及锗组成的合金有更好的导电性。的导电性。 倍速课时学练钛车架钛车架 金属材料金属材料从外形上看，

3、钛很像钢铁，但和钢铁相比，具有很多优异性从外形上看，钛很像钢铁，但和钢铁相比，具有很多优异性能。因此，钛可成为一种发展快、用途广、收效大的金属。能。因此，钛可成为一种发展快、用途广、收效大的金属。目前，有人把钛叫做目前，有人把钛叫做“时髦金属时髦金属”，也有人根据钛在工业，也有人根据钛在工业上发挥的重要作用及其在未来发展趋势，把钛称为第三金上发挥的重要作用及其在未来发展趋势，把钛称为第三金属（第一金属指钢铁，第二金属指铝）、未来的钢铁。属（第一金属指钢铁，第二金属指铝）、未来的钢铁。 倍速课时学练 在飞机制造工业上在飞机制造工业上,钛的比强度是目前使用钛的比强度是目前使用材料中最大的，是不锈钢

4、的材料中最大的，是不锈钢的3倍，是铝合金的倍，是铝合金的1.3倍。倍。 随着航空工业的发展，飞机的飞行速度越来随着航空工业的发展，飞机的飞行速度越来越快。速度越快、飞机跟空气摩擦产生的飞机越快。速度越快、飞机跟空气摩擦产生的飞机表面温度就越高，当速度达到表面温度就越高，当速度达到2.2倍音速的时倍音速的时候，铝合金已经不能胜任，而用钢又太重，只候，铝合金已经不能胜任，而用钢又太重，只有采用钛合金，所以有人说，如果没有钛合金有采用钛合金，所以有人说，如果没有钛合金作为制造材料，就不能发展作为制造材料，就不能发展2.5倍音速以上的倍音速以上的超音速飞机。超音速飞机。 在宇宙航行上，使用了钛以后，可

5、以大大减在宇宙航行上，使用了钛以后，可以大大减轻飞行器的重量。从经济效果来看，由于结构轻飞行器的重量。从经济效果来看，由于结构重量的减轻，能够大量节省燃料，同时可以大重量的减轻，能够大量节省燃料，同时可以大大降低火箭和导弹的建造和发射费用。大降低火箭和导弹的建造和发射费用。倍速课时学练钛的耐腐蚀能力非常强，特别是对海水的抗腐钛的耐腐蚀能力非常强，特别是对海水的抗腐蚀能力，可以与白金相媲美。曾经有人把金属蚀能力，可以与白金相媲美。曾经有人把金属钛放在海水中浸泡了四年半，取出来以后观察，钛放在海水中浸泡了四年半，取出来以后观察，几乎没有被腐蚀，所以，钛是制造舰艇的良好几乎没有被腐蚀，所以，钛是制造

6、舰艇的良好材料。在合金钢中加入少量的钛，可以大大改材料。在合金钢中加入少量的钛，可以大大改善钢的性能，提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性善钢的性能，提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。能。 经过长期实验证明：钛在人体内没有毒性，经过长期实验证明：钛在人体内没有毒性，和人体的分泌物不起作用，对任何杀菌方法都和人体的分泌物不起作用，对任何杀菌方法都适应，且没有磁性，所以，国内外都已经用钛适应，且没有磁性，所以，国内外都已经用钛作矫形外科材料和医疗器械。作矫形外科材料和医疗器械。倍速课时学练二二. 无机非金属材料无机非金属材料 水泥水泥 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷 氮化硅的陶瓷制品氮化硅的陶瓷制品倍速课时学练倍速课时

7、学练法国制造出导电性能极强的金刚石半导体法国制造出导电性能极强的金刚石半导体法国国家科研中心固体物理和结晶实验室的科学家，法国国家科研中心固体物理和结晶实验室的科学家，最近研制出一种比普通金刚石半导体导电性能高出近最近研制出一种比普通金刚石半导体导电性能高出近1万倍的新型金刚石半导体，为电子元器件的开发提万倍的新型金刚石半导体，为电子元器件的开发提供了新材料。供了新材料。金刚石由碳原子构成，一般不导电，纯净的金刚石其金刚石由碳原子构成，一般不导电，纯净的金刚石其实是良好的绝缘体。但是，如果在金刚石中掺入少量实是良好的绝缘体。但是，如果在金刚石中掺入少量的硼或者氮，它就会变成半导体。由于金刚石半

8、导体的硼或者氮，它就会变成半导体。由于金刚石半导体体积小、耐高温，因此它在电子或光电子元器件制造体积小、耐高温，因此它在电子或光电子元器件制造方面具有得天独厚的优势。方面具有得天独厚的优势。用金刚石半导体膜制作的芯片能在几百摄氏度的高温用金刚石半导体膜制作的芯片能在几百摄氏度的高温下正常工作，而硅芯片的工作温度不能超过下正常工作，而硅芯片的工作温度不能超过150摄氏摄氏度。此外，金刚石电子元器件的体积可以更小，它能度。此外，金刚石电子元器件的体积可以更小，它能够在硅电子产品无法应用的场合发挥不可替代的作用。够在硅电子产品无法应用的场合发挥不可替代的作用。倍速课时学练三三.合成材料合成材料(都是

9、有机物高分子都是有机物高分子)合成橡胶合成橡胶倍速课时学练合合 成成 纤纤 维维倍速课时学练优点优点:强度强度大大,耐耐磨磨.耐耐化学化学腐蚀腐蚀,了解合成纤维与天然纤维了解合成纤维与天然纤维,蛋蛋白质的区别白质的区别.倍速课时学练 塑料塑料倍速课时学练倍速课时学练活动与探究活动与探究常见的塑料常见的塑料 聚乙烯和聚氯乙烯的区别聚乙烯和聚氯乙烯的区别聚乙烯聚乙烯 易燃烧，上端黄色，下端蓝色，熔融易燃烧，上端黄色，下端蓝色，熔融 滴落，有烧蜡烛的气味，离火后继续燃烧滴落，有烧蜡烛的气味，离火后继续燃烧聚氯乙烯聚氯乙烯 不易燃烧，黄色、边缘带绿色，冒白不易燃烧，黄色、边缘带绿色，冒白 烟，烟， 软

10、化，能拉丝，有软化，能拉丝，有hcl的刺激性气味，离火即熄灭。的刺激性气味，离火即熄灭。倍速课时学练白色污染白色污染目前，废弃塑料的治理渠道，国内外多年普目前，废弃塑料的治理渠道，国内外多年普遍采取填埋和焚烧方式。但研究表明，废弃遍采取填埋和焚烧方式。但研究表明，废弃塑料在填埋后塑料在填埋后200多年才能分解完毕，且分多年才能分解完毕，且分解过程中会溶出有毒物质，易产生对土质的解过程中会溶出有毒物质，易产生对土质的破坏；焚烧方式会使有害气体释放到空气中，破坏；焚烧方式会使有害气体释放到空气中，影响大气环境及周边环境。影响大气环境及周边环境。倍速课时学练 在全世界，每年都要抛弃几百万吨废旧塑料，

11、在全世界，每年都要抛弃几百万吨废旧塑料，大部分直接丢入海洋。没有抛入海洋的塑料垃圾，大部分直接丢入海洋。没有抛入海洋的塑料垃圾，便在陆地上形成了白色污染。便在陆地上形成了白色污染。 许多人认为塑料垃圾最终是会分解的，但是，许多人认为塑料垃圾最终是会分解的，但是，这种分解可能需要这种分解可能需要50年之久，这是人们所始料不年之久，这是人们所始料不及的。在这漫长的及的。在这漫长的50年里，许多垃圾聚积在海洋年里，许多垃圾聚积在海洋和陆地上，特别是塑料垃圾浮于海面上，被海生和陆地上，特别是塑料垃圾浮于海面上，被海生动物误认为海蜇等食物，于是造成了生态失衡。动物误认为海蜇等食物，于是造成了生态失衡。每

12、年丢入海洋里的大量塑料渔具会将海洋动物卷每年丢入海洋里的大量塑料渔具会将海洋动物卷缠在里面，这又是一种危害。缠在里面，这又是一种危害。 白色污染白色污染倍速课时学练 为了减轻塑料垃圾的危害，人们首先想到要为了减轻塑料垃圾的危害，人们首先想到要回归自然，纸便是最早使用的包装材料。可是，回归自然，纸便是最早使用的包装材料。可是，造纸需要消耗大量木材，使原本不够的森林被采造纸需要消耗大量木材，使原本不够的森林被采伐，减少地球植被。另外，最令人头痛的是，现伐，减少地球植被。另外，最令人头痛的是，现代造纸工业乃是污染大户，它给江河湖泊造成的代造纸工业乃是污染大户，它给江河湖泊造成的污染一点也不亚于塑料垃

13、圾，因此，现今的有识污染一点也不亚于塑料垃圾，因此，现今的有识之士都认为不应该大力提倡纸包装和纸餐具。之士都认为不应该大力提倡纸包装和纸餐具。 有些化学家把注意力集中在用淀粉制造包装材有些化学家把注意力集中在用淀粉制造包装材料和餐具，淀粉的优点在于：它是无毒的；料和餐具，淀粉的优点在于：它是无毒的；制造淀粉的原料来自农业，来源丰富，价格低廉；制造淀粉的原料来自农业，来源丰富，价格低廉；淀粉是一种很容易降解的化合物，能通过下图淀粉是一种很容易降解的化合物，能通过下图所示过程降解，最终的产物是无毒、无害、安全所示过程降解，最终的产物是无毒、无害、安全性极高的葡萄糖。性极高的葡萄糖。 倍速课时学练变

14、变“白色污染白色污染”为车用燃油为车用燃油城市周围堆积如山的塑料垃圾和交通沿线满地飘飞的塑城市周围堆积如山的塑料垃圾和交通沿线满地飘飞的塑料食品袋完全可以被回收冶炼为汽油、柴油，北京梦蓝固体料食品袋完全可以被回收冶炼为汽油、柴油，北京梦蓝固体废弃物再生利用公司成功解决了废弃塑料油化技术中焦化、废弃物再生利用公司成功解决了废弃塑料油化技术中焦化、排渣、温控等关键问题，开发出自已的工艺系统和成套设备。排渣、温控等关键问题，开发出自已的工艺系统和成套设备。国家石油产品质量监督检验中心认定其符合国家对车用燃油国家石油产品质量监督检验中心认定其符合国家对车用燃油的标准和环境排放标准。有关专家建议尽快组织

15、推广应用，的标准和环境排放标准。有关专家建议尽快组织推广应用，以缓解以缓解“白色污染白色污染”给人类带来的环境危机。给人类带来的环境危机。北京市梦蓝固体废弃物再生利用技术有限公司认为把废北京市梦蓝固体废弃物再生利用技术有限公司认为把废弃塑料经催化裂解制为燃料，是物质重新循环同时也能避免弃塑料经催化裂解制为燃料，是物质重新循环同时也能避免二次污染的重要途径，代表着废弃塑料的处理方向。实践证二次污染的重要途径，代表着废弃塑料的处理方向。实践证明，采用该项技术设备在连续生产的情况下，日处理废弃塑明，采用该项技术设备在连续生产的情况下，日处理废弃塑料能力强、汽柴油转化率高，符合车用燃油的标准和环境排料

16、能力强、汽柴油转化率高，符合车用燃油的标准和环境排放标准。放标准。倍速课时学练 “本征导电聚合物本征导电聚合物”是以共轭双键为主链是以共轭双键为主链的聚合物，例如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺等的聚合物，例如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺等 利用利用”本征导电聚合物本征导电聚合物”处于中性状态和处于中性状态和掺杂充电状态时的颜色可逆转换这一特性，掺杂充电状态时的颜色可逆转换这一特性，可制成透明度可调的智能窗。夏季时，智能可制成透明度可调的智能窗。夏季时，智能窗调成深色，吸收部分日光，可保持室内凉窗调成深色，吸收部分日光，可保持室内凉爽。冬季白天将智能窗调成透明，让可见光爽。冬季白天将智能窗调成透明，让可见光和

17、红外线辐射进入室内，作为取暖的热源。和红外线辐射进入室内，作为取暖的热源。冬季夜间又将智能窗调成深色，不让室内热冬季夜间又将智能窗调成深色，不让室内热量通过红外线辐射逸散到室外，智能窗起到量通过红外线辐射逸散到室外，智能窗起到了保暖作用。了保暖作用。科学前沿科学前沿倍速课时学练四四. 复合材料复合材料倍速课时学练四四. 复合材料复合材料 在新型材料发展中，人们已经制出了泡沫铝合金，它的在新型材料发展中，人们已经制出了泡沫铝合金，它的密度只有密度只有0.160.5 g/cm3，比木材还轻，可以浮在水面比木材还轻，可以浮在水面上，并且有很大的刚性、吸音性、抗冲击性。铝基纤维上，并且有很大的刚性、吸

18、音性、抗冲击性。铝基纤维增强复合材料强度比一般铝合金的强度提高了增强复合材料强度比一般铝合金的强度提高了10100倍。倍。以氧化铝为金属基的复合氧化铝纤维具有质轻、强度高、以氧化铝为金属基的复合氧化铝纤维具有质轻、强度高、耐温、导热、刚性，沿纤维方向热膨胀少等优良性能。耐温、导热、刚性，沿纤维方向热膨胀少等优良性能。bal和和cal复合材料已用于制造航天飞机的结构框架，复合材料已用于制造航天飞机的结构框架，经受了宇航过程中的严峻考验。经受了宇航过程中的严峻考验。倍速课时学练 人工合成的智能型复合材料称为机敏材料人工合成的智能型复合材料称为机敏材料. 根据响应方式不同，机敏材料可以分为主动控制根

19、据响应方式不同，机敏材料可以分为主动控制式和被式和被 动控制式两种。动控制式两种。 主动控制式机敏材料具有先进和复杂的功能，可主动控制式机敏材料具有先进和复杂的功能，可自动检测材料的动力和静力，在允许范围内比较测自动检测材料的动力和静力，在允许范围内比较测定结果，经过筛选确定适当的响应，控制不希望出定结果，经过筛选确定适当的响应，控制不希望出现的动态特性。现的动态特性。 被动控制式机敏材料只能传输传感器所感受到的被动控制式机敏材料只能传输传感器所感受到的信息（如位移、应变、温度、压力、加速度等），信息（如位移、应变、温度、压力、加速度等），这种机敏材料的结构简单，属于低级智能材料。这种机敏材料

20、的结构简单，属于低级智能材料。 美国两家航空公司研制美国两家航空公司研制“智能飞机蒙皮智能飞机蒙皮”，把微，把微传感器、微处理器、微型天线、发射器、接收器等传感器、微处理器、微型天线、发射器、接收器等植入用含导电的复合材料制造的飞机蒙皮中，实现植入用含导电的复合材料制造的飞机蒙皮中，实现电子设备和飞机机体一体化。电子设备和飞机机体一体化。科学前沿科学前沿倍速课时学练1、下列有关高分子化合物性质的描述不正确的是（、下列有关高分子化合物性质的描述不正确的是（ ） a、一般具有良好的绝缘性一般具有良好的绝缘性 b、均不溶于水，易溶于有机溶剂均不溶于水，易溶于有机溶剂 c、均不耐热，受热后易熔化改变原

21、来形状均不耐热，受热后易熔化改变原来形状 d、一般比同质量金属强度大一般比同质量金属强度大2、综合治理、综合治理“白色污染白色污染”的各种措施中，最有前景的是（的各种措施中，最有前景的是（ ） a、填埋或向海中倾倒处理填埋或向海中倾倒处理 b、热分解或熔融再生处理热分解或熔融再生处理 c、积极寻找纸等纤维类制品替代塑料积极寻找纸等纤维类制品替代塑料 d、开发研制降解塑料开发研制降解塑料3、下列材料中。属于无机非金属材料的是（、下列材料中。属于无机非金属材料的是（ ） a、钢筋混凝土钢筋混凝土 b、塑料塑料 c、陶瓷陶瓷 d、钢铁钢铁化学与材料化学与材料 课堂练习课堂练习ddc倍速课时学练4、下列纤维中，属于化学纤维的是（、下列纤维中，属于化学纤维的是（ ） a、涤纶涤纶 b、羊毛羊毛 c、蚕丝蚕丝 d、棉花棉花5、为了增强某些制品的弹性，往往需要进行硫化处理，橡胶制品硫化、为了增强某些制品的弹性，往往需要进行硫化处理，橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。请分