《新型材料的研制》參考課件

1、奴隸社會(huì)奴隸社會(huì)封建社會(huì)封建社會(huì)原始社會(huì)原始社會(huì)金屬材料金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料合成材料合成材料 材材料料復(fù)復(fù)合合材材料料閱讀討論閱讀討論P(yáng) P9999：1 1. .生活中最常用的金屬材料有哪些？它們生活中最常用的金屬材料有哪些？它們有哪些優(yōu)異性能？有哪些優(yōu)異性能？ 2 2. .人們?cè)谑褂媒饘俨牧希ɡ纾鸿F）時(shí)要人們?cè)谑褂媒饘俨牧希ɡ纾鸿F）時(shí)要注意哪些問題？注意哪些問題？ 3 3. .你知道金屬材料使用的歷史過(guò)程嗎？覺你知道金屬材料使用的歷史過(guò)程嗎？覺得金屬材料使用的早晚與哪些因素有關(guān)？得金屬材料使用的早晚與哪些因素有關(guān)？ 1、金屬材料：包括、金屬材料：包括純金屬純金屬與與合金合

2、金。2 2、金屬使用的歷史過(guò)程：、金屬使用的歷史過(guò)程：青銅器是人類社會(huì)最先使用的金屬材料；青銅器是人類社會(huì)最先使用的金屬材料；（青銅：主要為銅（青銅：主要為銅（CuCu）、）、錫（錫（SnSn）的合金）的合金） 青銅器（戰(zhàn)國(guó)）錯(cuò)金犀牛尊青銅器（戰(zhàn)國(guó)）錯(cuò)金犀牛尊青銅器（戰(zhàn)國(guó)）司母戊方鼎青銅器（戰(zhàn)國(guó)）司母戊方鼎鋼鐵的使用代表了中國(guó)進(jìn)入了封建社會(huì)鋼鐵的使用代表了中國(guó)進(jìn)入了封建社會(huì) 你你知道怎么煉鐵的？知道怎么煉鐵的？原料：原料：原理：原理：鐵礦石、焦碳、石灰石鐵礦石、焦碳、石灰石利用還原劑把鐵礦石中的鐵還原出來(lái)利用還原劑把鐵礦石中的鐵還原出來(lái)鋁合金等新型合金的材料；鋁合金等新型合金的材料；金屬鋁的冶

3、煉方法：金屬鋁的冶煉方法：電解熔融狀態(tài)的氧化鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁思考：通過(guò)人類社會(huì)利用金屬材料的順序的分析，通過(guò)人類社會(huì)利用金屬材料的順序的分析，你覺得與哪些因素有關(guān)？你覺得與哪些因素有關(guān)？出土的鐵制品出土的鐵制品思考：思考：通過(guò)人類社會(huì)利用金屬材料的順序的分析，你覺通過(guò)人類社會(huì)利用金屬材料的順序的分析，你覺得與哪些因素有關(guān)？得與哪些因素有關(guān)？回答：回答：（1 1）與金屬活動(dòng)性順序有關(guān)，）與金屬活動(dòng)性順序有關(guān)，CuCu、FeFe、AlAl的金屬的金屬活動(dòng)性依次增強(qiáng)，活動(dòng)性弱的金屬，先利用活動(dòng)性依次增強(qiáng)，活動(dòng)性弱的金屬，先利用（2 2）與冶煉金屬工藝的難易程度有關(guān)，）與冶煉金屬工藝的難易程度有

4、關(guān)，AlAl需要電需要電解，冶煉要求最高，所以后利用。解，冶煉要求最高，所以后利用。 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來(lái)制造人造骨，因此可用來(lái)制造人造骨 3 3、新型金屬材料：、新型金屬材料： 鋁鈦合金鋁鈦合金：耐腐蝕、質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高韌性，：耐腐蝕、質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高韌性，主要用于飛機(jī)制造工業(yè)；主要用于飛機(jī)制造工業(yè)； 用用鈦鈦-鎳鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 形狀記憶合金形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金被廣泛用是具有形狀記憶效應(yīng)的合金被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線

5、，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料低溫下低溫下古代的陶瓷古代的陶瓷 陶器陶器新石器時(shí)代馬家窯文化新石器時(shí)代馬家窯文化 螺旋紋彩陶雙耳甕螺旋紋彩陶雙耳甕 新石器時(shí)代半坡文化新石器時(shí)代半坡文化 陶俑壺陶俑壺 新石器時(shí)代新石器時(shí)代 彩陶人面紋缽彩陶人面紋缽 某些新型陶瓷能承受高溫、強(qiáng)度高某些新型陶瓷能承受高溫、強(qiáng)度高 氮化硅氮化硅(Si3N4)陶瓷在陶瓷在12001200左右的高溫下，左右的高溫下，仍具有很高的強(qiáng)度，可用來(lái)制造汽輪機(jī)葉仍具有很高的強(qiáng)度，可用來(lái)制造汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等。片、軸承、永久性模具等。某些新型陶瓷

6、具有生物特性某些新型陶瓷具有生物特性 據(jù)新華社墨西哥城據(jù)新華社墨西哥城20042004年年1 1月月2020日電墨西哥科學(xué)院日前發(fā)表的一份日電墨西哥科學(xué)院日前發(fā)表的一份材料說(shuō)，該國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)材料說(shuō)，該國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)1010年的年的努力，成功開發(fā)出一種可供移植的努力，成功開發(fā)出一種可供移植的新型陶瓷骨。新型陶瓷骨。 研究者強(qiáng)調(diào)說(shuō)，這種陶瓷骨具研究者強(qiáng)調(diào)說(shuō)，這種陶瓷骨具有組織相容性和生物穩(wěn)定性好等特有組織相容性和生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。它不會(huì)導(dǎo)致排異反應(yīng)，有利于點(diǎn)。它不會(huì)導(dǎo)致排異反應(yīng)，有利于誘導(dǎo)骨質(zhì)的生長(zhǎng)。這種人工骨富含誘導(dǎo)骨質(zhì)的生長(zhǎng)。這種人工骨富含鈣、鋅，有利于手術(shù)后傷口皮膚更鈣、鋅，有利于手術(shù)后

7、傷口皮膚更快愈合快愈合某些新型陶瓷具有壓電效應(yīng)：某些新型陶瓷具有壓電效應(yīng)： 如安放在打火機(jī)中的壓電陶瓷，一經(jīng)敲打即如安放在打火機(jī)中的壓電陶瓷，一經(jīng)敲打即刻產(chǎn)生一個(gè)電火花，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能?？坍a(chǎn)生一個(gè)電火花，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。 醫(yī)用醫(yī)用B B超發(fā)生器的心臟也是一塊壓電陶瓷，它超發(fā)生器的心臟也是一塊壓電陶瓷，它實(shí)現(xiàn)的卻是一個(gè)逆向轉(zhuǎn)換：將電脈沖轉(zhuǎn)變成實(shí)現(xiàn)的卻是一個(gè)逆向轉(zhuǎn)換：將電脈沖轉(zhuǎn)變成機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波。機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波。 其他無(wú)機(jī)非金屬材料 玻璃1.1.金屬材料金屬材料純金屬純金屬合金合金： 生鐵、鋼生鐵、鋼等等2.2.無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料古代陶瓷：陶器、瓷器古代陶瓷：陶器、瓷

8、器新型陶瓷：新型陶瓷：二氧化硅陶瓷、二氧化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氮化硼陶瓷、烤瓷假牙烤瓷假牙玻璃玻璃陶瓷陶瓷水泥水泥光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維（三）（三） 閱讀討論閱讀討論P(yáng)101-104P101-104：1.1.合成材料一般包括合成材料一般包括 、 、 2 2. .纖維包括纖維包括 、 。天然纖維包括天然纖維包括 _ 3 3. .塑料塑料塑料的種類：塑料的種類： （PE）：只含）：只含C、H元素，無(wú)毒，薄膜可包裝食元素，無(wú)毒，薄膜可包裝食品。品。 （PVC）：除含）：除含C、H元素外還元素外還含含C Cl 元素，使用中會(huì)分解出有毒物質(zhì)，因而不宜包裝食品。元素，使用中會(huì)分解出有毒物質(zhì)，因而不宜包裝食品。其

9、它塑料：聚苯乙烯（其它塑料：聚苯乙烯（PS）、有機(jī)玻璃（）、有機(jī)玻璃（PMMA）、電）、電木塑料等。木塑料等。(3)(3)白色污染白色污染有哪些危害？有哪些解決的有哪些危害？有哪些解決的方法？方法？ (4)(4)橡膠橡膠可分為可分為 、 。有著哪些優(yōu)缺點(diǎn)？。有著哪些優(yōu)缺點(diǎn)？聚乙烯膜與聚氯乙烯膜的鑒別方法：聚乙烯膜與聚氯乙烯膜的鑒別方法：天然橡膠：天然橡膠： 森林中有一種高大森林中有一種高大的喬木，叫作的喬木，叫作“三三葉樹葉樹”。如果用小。如果用小刀在它的樹皮上割刀在它的樹皮上割開一個(gè)小口子，便開一個(gè)小口子，便會(huì)有牛奶似的樹汁會(huì)有牛奶似的樹汁流淌出來(lái)。這種樹流淌出來(lái)。這種樹汁，就是今天人們汁，

10、就是今天人們所熟悉的橡膠的最所熟悉的橡膠的最初來(lái)源。在印第安初來(lái)源。在印第安人的土語(yǔ)中，人的土語(yǔ)中，“橡橡膠膠”就是就是“樹木的樹木的眼淚眼淚”的意思。的意思。 棉花和羊毛的纖維都是天然纖維棉花和羊毛的纖維都是天然纖維1 1、主要包括：、主要包括：塑料、合成橡膠、合成纖維優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、密度小；優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、密度小；缺點(diǎn)：不耐高溫缺點(diǎn)：不耐高溫2 2、塑料、塑料 當(dāng)今世界塑料制品之多當(dāng)今世界塑料制品之多, ,是人們難以想象的。雖是人們難以想象的。雖然不同的塑料有不同的性能，但它們都在一定條件然不同的塑料有不同的性能，但它們都在一定條件下塑造成型的高分子材料。它們可以制成薄膜、日下塑造成型的高分子

11、材料。它們可以制成薄膜、日用品、管道、塑料板材、泡沫包裝材料、電器絕緣用品、管道、塑料板材、泡沫包裝材料、電器絕緣體和外殼等。體和外殼等。合成材料合成材料（）塑料：（）塑料：塑料的品塑料的品種很多，種很多，用途也各用途也各不相同。不相同。使用最多使用最多的是聚乙的是聚乙烯塑料和烯塑料和聚氯乙烯聚氯乙烯塑料。塑料。 聚氯乙烯產(chǎn)品聚氯乙烯產(chǎn)品聚乙烯塑料薄膜大棚聚乙烯塑料薄膜大棚（2 2）實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃聚乙烯及聚氯乙烯，觀察現(xiàn)象）實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃聚乙烯及聚氯乙烯，觀察現(xiàn)象P102P102活動(dòng)與探活動(dòng)與探究究實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 現(xiàn)現(xiàn) 象象 燃燒情況燃燒情況是否有黑煙是否有黑煙是否有氣味是否有氣味聚乙烯聚

12、乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯易燃易燃不斷滴落不斷滴落沒有氣味沒有氣味不易燃燒不易燃燒大量黑煙大量黑煙產(chǎn)生刺鼻氣味產(chǎn)生刺鼻氣味解釋與結(jié)論解釋與結(jié)論 ：組成元素為組成元素為C C、H H，生成物為生成物為COCO2 2、H H2 2O O，故故聚乙烯聚乙烯無(wú)毒，可用無(wú)毒，可用于包裝食品。于包裝食品。組成元素為組成元素為C C、H H、ClCl，生成物除了生成物除了COCO2 2、H H2 2O O外，還有外，還有HClHCl或或其他含氯物質(zhì)。故其他含氯物質(zhì)。故聚氯乙烯聚氯乙烯有毒，不宜用于包裝食品。有毒，不宜用于包裝食品。（3 3）塑料的應(yīng)用帶來(lái)的負(fù)面影響）塑料的應(yīng)用帶來(lái)的負(fù)面影響“白色污白色污染染”（廢

13、棄塑料的增加，帶來(lái)的環(huán)境污染）（廢棄塑料的增加，帶來(lái)的環(huán)境污染）（4 4）解決）解決“白色污染白色污染”問題：?jiǎn)栴}：A A盡可能的減少使用塑料制品；盡可能的減少使用塑料制品；B B回收廢舊塑料；回收廢舊塑料；C C研制和推廣可降解塑料研制和推廣可降解塑料開始開始 一個(gè)月一個(gè)月 2個(gè)月個(gè)月 2.5個(gè)月個(gè)月 3個(gè)月個(gè)月 天然纖維天然纖維合成纖維合成纖維例舉例舉棉花、羊毛等棉花、羊毛等滌綸、滌綸、錦綸、腈綸等錦綸、腈綸等性質(zhì)性質(zhì)吸水性、吸水性、透氣性好透氣性好強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕3 3合成纖維：合成纖維：（1 1）合成原料：主要為石油、煤、）合成原料：主要

14、為石油、煤、石灰石、水、空氣等；石灰石、水、空氣等；（2 2）幾種纖維的性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)：）幾種纖維的性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)：晴綸晴綸課本課本P103P103 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11和和 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)22 性質(zhì)纖維種類灼燒情況受酸溶液的影響受堿溶液的影響棉花、麻動(dòng)物的毛化纖布料迅速燃燒，產(chǎn)生迅速燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，有燒黃色火焰，有燒紙的氣味，固體紙的氣味，固體剩余物松脆剩余物松脆 燃燒，并產(chǎn)生燒燃燒，并產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，焦羽毛的氣味，固體剩余物松脆固體剩余物松脆 燃燒時(shí)先卷曲、燃燒時(shí)先卷曲、融化，后燃燒，融化，后燃燒，冷卻后固體剩余冷卻后固體剩余物變硬物變硬 變脆變脆幾乎無(wú)變化幾乎無(wú)變化幾乎無(wú)變化幾乎無(wú)變化稍微膨脹稍微

15、膨脹變脆變脆幾乎無(wú)變化幾乎無(wú)變化4 4、合成橡膠：、合成橡膠：P104P104（1 1）向橡膠中添加炭黑，為了增加其耐磨性；向橡膠中添加炭黑，為了增加其耐磨性；（2 2）向橡膠中添加硫元素，為了增加其強(qiáng)度，）向橡膠中添加硫元素，為了增加其強(qiáng)度，但會(huì)減弱其彈性。但會(huì)減弱其彈性。（3 3）合成橡膠與天然橡膠相比，優(yōu)點(diǎn)為良好）合成橡膠與天然橡膠相比，優(yōu)點(diǎn)為良好的的彈性、絕緣性及耐高溫性。彈性、絕緣性及耐高溫性。天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠二、合成材料二、合成材料有機(jī)高分有機(jī)高分子材料子材料 天然纖維天然纖維棉、麻棉、麻 毛、絲毛、絲 合成高分子材合成高分子材料（簡(jiǎn)稱：料（簡(jiǎn)稱：合成材料合成材料）

16、合成纖維合成纖維塑料塑料合成橡膠合成橡膠天然高分子材料天然高分子材料 天然橡膠天然橡膠灼燒，有燒焦灼燒，有燒焦羽毛氣羽毛氣。聚乙烯聚乙烯(C(C、H)H)有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃：聚氯乙烯聚氯乙烯(C(C、H H、Cl)Cl)(滌綸、錦綸、腈綸、尼龍、人造羊毛、漁網(wǎng)滌綸、錦綸、腈綸、尼龍、人造羊毛、漁網(wǎng))二者鑒別方法：二者鑒別方法：點(diǎn)燃，產(chǎn)生刺激點(diǎn)燃，產(chǎn)生刺激性氣味氣體的是性氣味氣體的是聚氯乙烯。聚氯乙烯。廢棄塑料造成廢棄塑料造成“白色污染白色污染”，解決辦法：解決辦法： 減減少少使使用用塑料制品；塑料制品；回收回收廢舊廢舊塑料；塑料； 研制研制推廣推廣可降解可降解塑料塑料. .1 1定義：是將定義：是將兩種或者兩種以上兩種或者兩種以上的材料復(fù)合成一的材料復(fù)合成一體而形成的材料，具有更優(yōu)異的綜合性能。體而形成的材料，具有更優(yōu)異的綜合性能。復(fù)合材料制成的船體復(fù)合材料制成的船體2 2主要集中復(fù)合材料主要集中復(fù)合材料（1 1）鋼筋混凝土：鋼筋（金屬材料）：鋼筋（金屬材料）和混凝土（無(wú)機(jī)非金屬材料）的復(fù)和混凝土（無(wú)機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；合材料；（3 3）玻璃鋼：玻璃鋼：塑料（合成纖維）和玻璃纖維（無(wú)機(jī)非塑料（合成纖維）和玻璃纖維（無(wú)機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；金屬材料）的復(fù)合材料；（2