材料組成的優(yōu)化

措施1：改變材料的組成1.合金：

由金屬與金屬或非金屬經(jīng)過融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)各類型合金都有以下通性：一般來說，合金的性質(zhì)并不是各種成分金屬性質(zhì)的總和。合金具有很多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面優(yōu)于各成分金屬。(1)多數(shù)合金熔點(diǎn)低于其組分中任一種組成金屬的熔點(diǎn)；

(2)硬度比其組分中任一金屬的硬度大；利用此原理，可制造儲氫合金的空調(diào)器；或?qū)錃膺M(jìn)行精制。溫度低有利于吸氫，溫度高有利于放氫LaNi5+3H2LaNi5H6ΔH=-31.77kJ·mol-1200~300kPa合金應(yīng)用：什么是貯氫合金？貯氫反應(yīng)有什么特點(diǎn)，怎么利用平衡移動來解釋貯氫的原理。措施1：改變材料的組成2.硅酸鹽材料和精細(xì)陶瓷硅酸鹽材料是以含硅物質(zhì)為原料高溫?zé)贫傻?。措?：改變材料的組成硅酸鹽材料原料反應(yīng)條件主要成分水泥玻璃陶瓷石灰石、黏土、石膏高溫硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣純堿、石灰石、石英沙高溫硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅黏土高溫問題1：何為鉀玻璃？為何可制造化學(xué)儀器？問題2：石英玻璃為何耐高溫性能特別好？問題3：鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度大，抗震，不易破碎，即使破碎也不會形成有棱角的碎片。其成分是什么？如何制成？玻璃中二氧化硅含量越大越耐高溫。此外加入氧化硼，使玻璃的膨脹系數(shù)降低，能耐受溫度的劇烈變化。鉀玻璃就是硅酸鉀替代硅酸鈉，熔點(diǎn)高、耐化學(xué)腐蝕。

針對陶瓷存在的問題，化學(xué)家用改變陶瓷組分的方法研制出具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕，并具有聲、電、光、熱、磁等多方面特殊功能的新一代無機(jī)非金屬材料---精細(xì)陶瓷1、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷:（化學(xué)組成：氮化硅）2、透明陶瓷3、生物陶瓷精細(xì)陶瓷生物陶瓷：某些合成高分子材料與人體器官組織的天然高分子有著極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。因此這些醫(yī)用高分子做成的人工器官具有很好的生物相容性，不會因與人體接觸而產(chǎn)生排斥作用。如人造骨骼、人造牙、人造腎臟、人造心臟等。人造心臟人造腎臟人造膝關(guān)節(jié)措施2：提高材料純度

單晶硅和二氧化硅的應(yīng)用

單晶硅經(jīng)常表現(xiàn)出電、磁、光、熱等方面的優(yōu)異性能，用其做成的電子器件、半導(dǎo)體器件等應(yīng)用于現(xiàn)代科技的許多領(lǐng)域，如晶體管主要由硅、鍺或砷化鎵單晶組成。還可用于太陽能電池板和可控硅元件的制造。二氧化硅做成的光纖有巨大的信息容量，且通信不受外界電磁場的干擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。同時(shí)生產(chǎn)1km長的光纖只需幾克超純石英玻璃，可節(jié)省1.1t銅。超純硅的制取反應(yīng)原理：制粗硅：用焦炭還原二氧化硅，寫出方程式。粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)镾iCl4或SiHCl3：

Si+2Cl2==SiCl4Si+3HCl==SiHCl3+？精餾提純SiCl4和SiHCl3后制高純硅：

2H2+SiCl4==？

SiHCl3+H2==？制高純二氧化硅（光纖）：SiCl4(g)+O2(g)======SiO2(s)+2Cl2(g)

1573KSiO2+2C======Si+2CO高溫H2Si+4HClSi+3HCl措施3：研制納米材料

1、納米材料定義P77

高純度的納米顆粒材料是無法用通常的機(jī)械粉碎法獲得的，因?yàn)闄C(jī)械粉碎法只能得到直徑為1000nm以上的顆粒。納米材料可通過物理或化學(xué)的方法制得，化學(xué)方法主要是利用化學(xué)反應(yīng)使原子或分子聚集、沉淀形成納米顆粒。FeC2O4＝FeO+CO↑+CO2↑△FeO+CO＝Fe+CO2△2、納米材料特性3、納米材料的制備方法4FeO＝Fe+Fe3O4△例1：近日，“杭州創(chuàng)造”首屆十大創(chuàng)新成就評選發(fā)布晚會上，浙江省富通集團(tuán)光纖預(yù)制棒項(xiàng)目贏得十大創(chuàng)新成就殊榮。光纖預(yù)制棒是光纜生產(chǎn)的最“源頭”項(xiàng)目，目前國內(nèi)光纜生產(chǎn)廠家約200家，大部分靠買進(jìn)口光纖預(yù)制棒來生產(chǎn)光纜。⑴光纖預(yù)制棒的化學(xué)成分是

，晶體類型為

。⑵如果把光纜裸露在堿性土壤中，結(jié)果會“短路”，用離子方程式說明原因

。⑶下列說法正確的是（）A、石英玻璃與普通玻璃都是硅酸鹽制品B、二氧化硅是良好半導(dǎo)體材料C、工藝師用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品D、石英與二氧化碳化學(xué)鍵相同⑷石英可以制備各種各樣的陶瓷制品，如坩堝、蒸發(fā)皿、氮化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等。寫出氮化硅的化學(xué)式

，工業(yè)上用石英、焦碳、氮?dú)庵苽涞瑁瑢懗龇磻?yīng)方程式

。SiO2

原子晶體SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OD

Si3N4

3SiO2+2N2+6C=Si3N4+6CO⑸晶體硅是電子工業(yè)的重要材料，工業(yè)上大量的晶體硅是由石英為原料制備得到的。制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3；③SiHCl3與過量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅。其中用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源裝置略去）：

為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及