九年級科學(xué)材料的發(fā)展

1、第四節(jié)材料的發(fā)展1 金屬材料使用的歷史人類從制造工具開始石器時(shí)代2 金屬材料使用的歷史人類開始制造金屬工具青銅器時(shí)代3 金屬材料使用的歷史人類廣泛制造和使用金屬工具鐵器時(shí)代4當(dāng)前最引人關(guān)注的新型材料電子信息材料先進(jìn)復(fù)合材料超級陶瓷材料新型金屬材料新型高分子材料超導(dǎo)材料5電子信息材料1、電子信息材料主要包括用于集成電路的半導(dǎo)體材料、電子元器件材料、人工晶體材料以及通信技術(shù)中所用的光導(dǎo)纖維等。2、電子信息材料中有一類材料光電子材料,它主要包括稀土發(fā)光材料、 發(fā)光二極管材料(LED)、液晶顯示(LCD)用液晶材料、液晶顯示(LCD)透明電極材料和光導(dǎo)纖維材料等。 6先進(jìn)復(fù)合材料1復(fù)合材料是用兩種或多

2、種組分按一定方式組合而成的材料，它的許多性能都優(yōu)于單組分材料。先進(jìn)復(fù)合材料是指用纖維、織物、晶須及顆粒等增強(qiáng)基體材料所制成的高級材料。按基體材料的不同，先進(jìn)復(fù)合材料可分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、碳基復(fù)合材料、陶恣基復(fù)合材料；按增強(qiáng)劑不同，可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、晶須增強(qiáng)復(fù)合材料等。按功能又可分為導(dǎo)電復(fù)合材料、導(dǎo)磁復(fù)合材料、阻尼復(fù)合材料、屏蔽復(fù)合材料等。軍事上應(yīng)用較廣的先進(jìn)復(fù)合材料主要有以下幾種：1.樹脂基纖維復(fù)合材料是以纖維為增強(qiáng)劑、以樹脂為基體的復(fù)合材料，所用的纖維有碳纖維、芳綸纖維、超高模量聚乙烯纖維等，基體主要是環(huán)氧樹脂等有機(jī)材料。這類材料既可制作結(jié)構(gòu)件，又可制作功能件及結(jié)構(gòu)功能

3、件。如芳綸纖維增強(qiáng)塑料可作為復(fù)合甲材料，有較強(qiáng)的防護(hù)力；碳纖維增強(qiáng)塑料可用于制造雷達(dá)天線，具有重量輕、剛度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。7先進(jìn)復(fù)合材料22.陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料屬于耐熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料具有密度低、抗氧化、耐熱、比強(qiáng)度和比模量高，工作溫度在12501650。碳/碳復(fù)合材料的耐熱也很好，能在1650以上的高溫使用。這兩種材料都可用作高溫發(fā)動(dòng)機(jī)的部件。3.功能復(fù)合材料是指將具有電、聲、光、熱、磁特性的材料，按不同的應(yīng)用進(jìn)行組合匹配，得到不僅保持原有特性，還產(chǎn)生一些新特性或具有比原來更優(yōu)越特性的材料。例如，通過向高孔率壓電陶瓷中灌注有機(jī)聚合物制作的壓電材料，可有效地提高探測器

4、的靈敏度，增大探測距離。正在研究的新型功能復(fù)合材料還有：柔性薄膜紅外熱釋電復(fù)合材料、折射率和反射率可變的復(fù)合材料、熱-濕敏復(fù)合材料、磁性復(fù)合材料、屏蔽復(fù)合材料和導(dǎo)電復(fù)合材料。 8超級陶瓷材料具有導(dǎo)電性能的納米陶瓷粉具有抗氧化、導(dǎo)電性能強(qiáng)、抗腐蝕、抗輻射、耐高溫和長壽命等特點(diǎn)，不僅可以大幅度降低生產(chǎn)成本，而且能夠提高產(chǎn)品的應(yīng)用性能。目前本項(xiàng)目所制備的鈦酸鹽納米導(dǎo)電粉末已替代黃金作為電極用于新型傳感器上，獲得了良好的應(yīng)用性能。由哈爾濱工業(yè)大學(xué)韋永德教授負(fù)責(zé)的省科技攻關(guān)課題新型稀土納米導(dǎo)電陶瓷的新工藝及器件研制近日通過黑龍江省科技廳鑒定，并已申報(bào)了國家發(fā)明專利。 9新型金屬材料1（1）形狀記憶合金為

5、什么金屬會(huì)記住某些固定形狀的問題也還沒有完全搞清楚。據(jù)科學(xué)家推測，金屬的結(jié)晶狀態(tài)，在被加熱時(shí)和冷卻時(shí)是不同的，雖然外表沒有變化，然而在一定溫度下，金屬原子的排列方式會(huì)發(fā)生突變，這稱為“相變”。能引起記憶合金形狀改變的條件是溫度。分析表明，這類合金存在著一對可逆轉(zhuǎn)變的晶體結(jié)構(gòu)。如含有Ti和Ni各為50的記憶合金，有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種是菱形的，另一種是立方體的，這兩種晶體結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)變的溫度是一定的。高于這一溫度，它會(huì)由菱形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎襟w結(jié)構(gòu)；低于這一溫度，又由立方體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱庑谓Y(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)類型改變了，它的形狀也就隨之改變。 具有這種形狀記憶效應(yīng)的合金，除鎳鈦合金外，還先后發(fā)現(xiàn)銅-鋅、金-鎘、

6、鎳-鋁等約20種合金，其中“記憶力”最好的是NT合金。（2）磁性材料（3）金屬多孔材料 10新型高分子材料一、高分子分離膜 高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。二、高分子磁性材料高分磁性材料，是人類在不斷開拓磁與高分子聚合物（合成樹脂、橡膠）的新應(yīng)用領(lǐng)域 的同時(shí)，而賦予磁與高分子的傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)容的材料之一。 三、光功能高分子材料 所謂光功能高分子材料，是指能夠?qū)膺M(jìn)行透射、吸收、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換的一類高分子材料。 11超導(dǎo)材料釔鋇銅氧材料 當(dāng)釔鋇銅氧材料被冷卻到攝氏零下度時(shí)，它就變成了超導(dǎo)體。研究人員在純的釔鋇銅氧層之間，制造出一些“摻雜”了少量鈣的釔鋇銅氧層。

7、由于鈣會(huì)填充到晶體之間的縫隙中，這樣就能使幾十萬安培的電流從截面面積只有半平方英寸的材料中通過。這種新材料的電流運(yùn)載能力比其前身提高了五倍。盡管研究人員目前只是用這種材料做成了一個(gè)橫截面積為半平方英寸的小圓盤，但是他們正在增加它的長度，使之成為真正的輸電線。 12討論：現(xiàn)在有些同學(xué)牙齒排列不整齊，你知道醫(yī)學(xué)上是采用什么辦法進(jìn)行矯形嗎在矯正牙齒以前，需要制取石膏模型，以便留作將來治療效果的對照參考。醫(yī)生根據(jù)病的情況，設(shè)計(jì)各種不同的矯正器。目前矯正器的技術(shù)種類還是不少的，有：活動(dòng)矯正器技術(shù)、方絲弓技術(shù)、Begg技術(shù)、TN技術(shù)、亞歷山大技術(shù)現(xiàn)在還有一種更先進(jìn)的MBT矯治技術(shù)。矯正器戴在口腔里，一般每

8、隔二三個(gè)星期進(jìn)行檢查治療一次。矯正器要戴多少期限，要看具體情況才能決定。 13活動(dòng)矯治器是一種由患者自己取戴的矯治裝置，又稱可摘矯正器。它是由基托、固位體、作用力部分所組成，它的固位裝置是戴在基牙上的各種卡環(huán)，應(yīng)用機(jī)械結(jié)構(gòu)力使牙齒及其支持組織產(chǎn)生有關(guān)的牙齒及相關(guān)聯(lián)的骨組織改變。它的優(yōu)點(diǎn)是：制作簡便、成本低。 14矯牙為何常常要拔牙？在矯治錯(cuò)頜畸形時(shí)，有相當(dāng)一部分患者需要拔牙。拔牙的目的是： 1、解除擁擠，排齊牙列。 2、內(nèi)收前牙，改善過突的面型。 3、協(xié)調(diào)上下牙弓。 臨床上最常見牙（牙合）畸形是牙齒不齊及牙頜前突，這兩種情況往往需要拔牙來矯正。15徐培成在他的“中年人嚴(yán)重牙列不齊的修復(fù)正畸法”

9、 中，首次引進(jìn)正畸的各類診斷手段，包括牙量、骨量分析、牙弓長寬分析及X線投影測量分析等，應(yīng)用金屬烤瓷修復(fù)方法糾正患者的牙冠位置，使患者在功能和美觀上都得到明顯改善，并在矯正的同時(shí)治療牙體病、牙周病。 16探究：怎樣以銅為主要原料制備硫酸銅？1、設(shè)計(jì)制備的方法： （物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律的運(yùn)用）（1）已知硫酸銅與濃硫酸在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水。（2）銅加熱變?yōu)檠趸~，氧化銅再與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸銅。（3）銅和氯氣反應(yīng)得得氯化銅，氯化銅和氫氧化鈉的反應(yīng)制得氫氧化銅，氫氧化銅和硫酸反應(yīng)制得硫酸銅。（4）其它方法2、寫出實(shí)驗(yàn)原理（化學(xué)方程式）：略要求思考和討論:以上方法在原料的利用率及產(chǎn)生的

10、污染方面進(jìn)行討論，指出綠色工藝的可行性。17根據(jù)討論情況，引導(dǎo)提示:1.Cu CuSO4 + SO2 + H2OH2SO4(濃)利用率低,污染嚴(yán)重2.Cu CuO CuSO4O2H2SO4利用率高,污染程度低3.Cu CuCl2 Cu(OH)2 CuSO4Cl2NaOHH2SO4(Cl2有毒) 污染嚴(yán)重 (成本高)注: 1.從利用率和對環(huán)境污染程度加以考慮 2.其他: 過程的復(fù)雜程度,安全性,及對設(shè)備的要求程度 3.成本問題18納米材料納米碳管是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀纖維，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，但很結(jié)實(shí)。它的密度是鋼的1/6，而強(qiáng)度卻是鋼的100

11、倍。用來做防彈背心是再好不過的了。納米碳管的細(xì)尖極易發(fā)射電子，用于做電子槍，可做成幾厘米厚的壁掛式電視。 如果把透明、防油、防水的納米材料顆粒組合在大樓表面或窗玻璃上，大樓不會(huì)被空氣中的油污弄臟，玻璃也不會(huì)沾上水蒸氣而永遠(yuǎn)透明。 納米材料在醫(yī)學(xué)上前途不可限量。用數(shù)層納米材料包裹的智能藥物進(jìn)入人體后可主動(dòng)搜索并攻擊癌細(xì)胞或修補(bǔ)損傷組織。在人工器官外面涂上納米粒子可預(yù)防移植后的排異反應(yīng)。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測少量血液，就能診斷出各種疾病。納米顆粒還可用于人體的細(xì)胞分離或細(xì)胞染色，也可以用來攜帶DNA進(jìn)行DNA治療基因缺陷癥。19閃牛網(wǎng) 閃牛網(wǎng) ysh37zvb 風(fēng)吹雪落。那一年，雪下得

12、那么好，鋪了滿地，便放晴了，葉上蓬蓬松松都積著雪，風(fēng)一吹，這里一簇、那里一簇往下落。他逗著七妹明靈玩兒，和身往平整誘人的雪地里一撲，起來時(shí)，地上清清晰晰一個(gè)人印子。“哇，地上也有大哥！”明靈拍手笑。而后他們就走開了。毓笙經(jīng)過這里，見著了，眉目仍然郁郁的，神情沒什么波動(dòng)，只不過行進(jìn)的方向，稍稍有一點(diǎn)點(diǎn)偏差，離開了平整、又掃凈了雪的石板路，走到這雪原里來，看了那雪上塑的人形，看得那么細(xì)，而后就蹲在人形的腳邊，閉上眼。閉上眼，就仿佛這雪人印兒，同活人無大差別。她以為蘇明遠(yuǎn)已經(jīng)離開了，蘇明遠(yuǎn)牽明靈轉(zhuǎn)過假山畔一座小橋，回頭，雪枝下正見敏笙，那樣瘦弱，穿件毫不出彩的灰色氅子，蹲在那兒像只受傷的雀兒，再不得

13、人溫暖，就要僵死在那兒似的，心頭一顫，怕明靈看見，忙忙牽過了，之后再折轉(zhuǎn)來，看敏笙已經(jīng)不見，連他撲的身形印子也不見了，那邊的雪，被攏成個(gè)雪球，大約是個(gè)雪人的身子，卻再也沒有機(jī)會(huì)被安上腦袋，直到那年雪化。毓笙回去之后，又臥床了，直到雪化花開，才能起來走一走。那雪球，化盡無痕，再也沒有誰提。窗外的樹影嘩嘩兒亂搖，窗前簾鉤只管拖著長長的流穗，凝然不動(dòng)。蘇明遠(yuǎn)抬眸望著樹影，道：“妹妹屋后的花，開得真好?！薄伴_過也無非是落了，”毓笙幽幽道，“但得開時(shí)有人見著、有人受益，也不枉費(fèi)心吐露一場。”“然而人事又關(guān)花事底事？”蘇明遠(yuǎn)請問。毓笙靜默片刻：“原不相關(guān)。是花事多事，落錯(cuò)了地方，平白擾人?！碧K明遠(yuǎn)被她聲調(diào)中的自傷自責(zé)所打動(dòng)了，傾身向前道：“賞花人是多謝花光相照的！可唉，聞?wù)f妹妹的病，不久前又兇險(xiǎn)了一場？”雨疏了些，不復(fù)成簾成陣，只“啪啪沙沙”的落，似天上落的指，要撥動(dòng)誰的弦。毓笙聲音低下去：“只是舊癥反復(fù)，勞大哥掛心了！”蘇明遠(yuǎn)嘆道：“妹妹身子畢竟太弱了。”毓笙不再答言。“都說草木感應(yīng)天時(shí)地氣，總要有旺盛氣息滋養(yǎng)著，才能放芽鮮妍?！碧K明遠(yuǎn)道，“我見花兒開得這樣好，想妹妹此地一定福旺。等妹妹大安了，再與妹妹傾懷而談。如今，妹妹且將養(yǎng)要緊。為兄自幼疏狂，小責(zé)罰不斷，也未放