初中化學92新型材料的研制高品質版

1、第2節(jié) 新型材料的研制,一. 金屬材料二. 無機非金屬材料三. 合成材料四. 復合材料,學習目標,金屬材料(各種純金屬和合金),貯氫合金,戰(zhàn)國 青銅器錯金犀牛尊,一. 金屬材料,制造下一代晶片的硅合金美國德拉瓦大學的科學家正研究新的硅合金，它是由硅碳化物及鍺組成的合金，可以用作生產更快、更穩(wěn)定的下一代晶片。 德拉瓦大學的高魯斯教授(Professor James Kolodzey)解釋說，用鍺造的晶片能夠提供比硅晶片更快的速

2、度，硅碳化物可以經(jīng)受華氏六百多度的高溫，而硅只能經(jīng)受華氏二百五十多度的溫度，因此，硅碳化物比硅更適宜在高溫條件下使用，此外，這種新的硅碳化物及鍺組成的合金有更好的導電性。,鈦車架 金屬材料,從外形上看，鈦很像鋼鐵，但和鋼鐵相比，具有很多優(yōu)異性能。因此，鈦可成為一種發(fā)展快、用途廣、收效大的金屬。目前，有人把鈦叫做“時髦金屬”，也有人根據(jù)鈦在工業(yè)上發(fā)揮的重要作用及其在未來

3、發(fā)展趨勢，把鈦稱為第三金屬（第一金屬指鋼鐵，第二金屬指鋁）、未來的鋼鐵。,在飛機制造工業(yè)上,鈦的比強度是目前使用材料中最大的，是不銹鋼的3倍，是鋁合金的1.3倍。 隨著航空工業(yè)的發(fā)展，飛機的飛行速度越來越快。速度越快、飛機跟空氣摩擦產生的飛機表面溫度就越高，當速度達到2.2倍音速的時候，鋁合金已經(jīng)不能勝任，而用鋼又太重，只有采用鈦合金，所以有人說，如果沒有鈦合金作為制造材料，就不能發(fā)展2.5倍音速以上的超音速飛機。 在宇

4、宙航行上，使用了鈦以后，可以大大減輕飛行器的重量。從經(jīng)濟效果來看，由于結構重量的減輕，能夠大量節(jié)省燃料，同時可以大大降低火箭和導彈的建造和發(fā)射費用。,鈦的耐腐蝕能力非常強，特別是對海水的抗腐蝕能力，可以與白金相媲美。曾經(jīng)有人把金屬鈦放在海水中浸泡了四年半，取出來以后觀察，幾乎沒有被腐蝕，所以，鈦是制造艦艇的良好材料。在合金鋼中加入少量的鈦，可以大大改善鋼的性能，提高鋼的強度、韌性和耐腐蝕性能。 經(jīng)過長期實驗證明：鈦在人體內沒有

5、毒性，和人體的分泌物不起作用，對任何殺菌方法都適應，且沒有磁性，所以，國內外都已經(jīng)用鈦作矯形外科材料和醫(yī)療器械。,二. 無機非金屬材料 水泥 玻璃 陶瓷,氮化硅的陶瓷制品,法國制造出導電性能極強的金剛石半導體法國國家科研中心固體物理和結晶實驗室的科學家，最近研制出一種比普通金剛石半導體導電性能高出近1萬倍的新型金剛石半導體，為電子元器件的開發(fā)提供了新材料。金剛石由碳原子構成，一般不導電，純凈的金剛石其實是良好的絕緣體。但是，如果在金

6、剛石中摻入少量的硼或者氮，它就會變成半導體。由于金剛石半導體體積小、耐高溫，因此它在電子或光電子元器件制造方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。用金剛石半導體膜制作的芯片能在幾百攝氏度的高溫下正常工作，而硅芯片的工作溫度不能超過150攝氏度。此外，金剛石電子元器件的體積可以更小，它能夠在硅電子產品無法應用的場合發(fā)揮不可替代的作用。,三.合成材料(都是有機物高分子),合成橡膠,合 成 纖 維,優(yōu)點:強度大,耐磨.耐化學腐蝕,,了解合成纖維與

7、天然纖維,蛋白質的區(qū)別.,塑料,活動與探究,常見的塑料 聚乙烯和聚氯乙烯的區(qū)別,聚乙烯 易燃燒，上端黃色，下端藍色，熔融 滴落，有燒蠟燭的氣味，離火后繼續(xù)燃燒,聚氯乙烯 不易燃燒，黃色、邊緣帶綠色，冒白 煙， 軟化，能拉絲，有HCl的刺激性氣味，離火即熄滅。,白色污染,目前，廢棄塑料的治理渠道，國內外多年普遍采取填埋和焚燒方式。但研究表明，廢棄塑料在填埋后200多年才能分解完畢，且分解

8、過程中會溶出有毒物質，易產生對土質的破壞；焚燒方式會使有害氣體釋放到空氣中，影響大氣環(huán)境及周邊環(huán)境。,在全世界，每年都要拋棄幾百萬噸廢舊塑料，大部分直接丟入海洋。沒有拋入海洋的塑料垃圾，便在陸地上形成了白色污染。 許多人認為塑料垃圾最終是會分解的，但是，這種分解可能需要50年之久，這是人們所始料不及的。在這漫長的50年里，許多垃圾聚積在海洋和陸地上，特別是塑料垃圾浮于海面上，被海生動物誤認為海蜇等食物，于是造成了生態(tài)失衡。每年

9、丟入海洋里的大量塑料漁具會將海洋動物卷纏在里面，這又是一種危害。,白色污染,為了減輕塑料垃圾的危害，人們首先想到要回歸自然，紙便是最早使用的包裝材料。可是，造紙需要消耗大量木材，使原本不夠的森林被采伐，減少地球植被。另外，最令人頭痛的是，現(xiàn)代造紙工業(yè)乃是污染大戶，它給江河湖泊造成的污染一點也不亞于塑料垃圾，因此，現(xiàn)今的有識之士都認為不應該大力提倡紙包裝和紙餐具。 有些化學家把注意力集中在用淀粉制造包裝材料和餐具，淀粉的優(yōu)點在于

10、：①它是無毒的；②制造淀粉的原料來自農業(yè)，來源豐富，價格低廉；③淀粉是一種很容易降解的化合物，能通過下圖所示過程降解，最終的產物是無毒、無害、安全性極高的葡萄糖。,變“白色污染”為車用燃油　　城市周圍堆積如山的塑料垃圾和交通沿線滿地飄飛的塑料食品袋完全可以被回收冶煉為汽油、柴油，北京夢藍固體廢棄物再生利用公司成功解決了廢棄塑料油化技術中焦化、排渣、溫控等關鍵問題，開發(fā)出自已的工藝系統(tǒng)和成套設備。國家石油產品質量監(jiān)督檢驗中心認定其符合國

11、家對車用燃油的標準和環(huán)境排放標準。有關專家建議盡快組織推廣應用，以緩解“白色污染”給人類帶來的環(huán)境危機。　　北京市夢藍固體廢棄物再生利用技術有限公司認為把廢棄塑料經(jīng)催化裂解制為燃料，是物質重新循環(huán)同時也能避免二次污染的重要途徑，代表著廢棄塑料的處理方向。實踐證明，采用該項技術設備在連續(xù)生產的情況下，日處理廢棄塑料能力強、汽柴油轉化率高，符合車用燃油的標準和環(huán)境排放標準。,“本征導電聚合物”是以共軛雙鍵為主鏈的聚合物，例如聚乙炔、聚吡咯

12、、聚苯胺等 利用”本征導電聚合物”處于中性狀態(tài)和摻雜充電狀態(tài)時的顏色可逆轉換這一特性，可制成透明度可調的智能窗。夏季時，智能窗調成深色，吸收部分日光，可保持室內涼爽。冬季白天將智能窗調成透明，讓可見光和紅外線輻射進入室內，作為取暖的熱源。冬季夜間又將智能窗調成深色，不讓室內熱量通過紅外線輻射逸散到室外，智能窗起到了保暖作用。,科學前沿,四. 復合材料,四. 復合材料,在新型材料發(fā)展中，人們已經(jīng)制出了泡沫鋁合金，它的密度只有0.1

13、6～0.5 g/cm3，比木材還輕，可以浮在水面上，并且有很大的剛性、吸音性、抗沖擊性。鋁基纖維增強復合材料強度比一般鋁合金的強度提高了10～100倍。以氧化鋁為金屬基的復合氧化鋁纖維具有質輕、強度高、耐溫、導熱、剛性，沿纖維方向熱膨脹少等優(yōu)良性能。B—Al和C—Al復合材料已用于制造航天飛機的結構框架，經(jīng)受了宇航過程中的嚴峻考驗。,人工合成的智能型復合材料稱為機敏材料. 根據(jù)響應方式不同，機敏材料可以分為主動控制式和被 動控制

14、式兩種。 主動控制式機敏材料具有先進和復雜的功能，可自動檢測材料的動力和靜力，在允許范圍內比較測定結果，經(jīng)過篩選確定適當?shù)捻憫?，控制不希望出現(xiàn)的動態(tài)特性。 被動控制式機敏材料只能傳輸傳感器所感受到的信息（如位移、應變、溫度、壓力、加速度等），這種機敏材料的結構簡單，屬于低級智能材料。 美國兩家航空公司研制“智能飛機蒙皮”，把微傳感器、微處理器、微型天線、發(fā)射器、接收器等植入用含導電的復合材料制造的飛機蒙

15、皮中，實現(xiàn)電子設備和飛機機體一體化。,科學前沿,1、下列有關高分子化合物性質的描述不正確的是（ ） A、一般具有良好的絕緣性 B、均不溶于水，易溶于有機溶劑 C、均不耐熱，受熱后易熔化改變原來形狀 D、一般比同質量金屬強度大2、綜合治理“白色污染”的各種措施中，最有前景的是（ ） A、填埋或向海中傾倒處理 B、熱分解或熔融再生處理 C、

16、積極尋找紙等纖維類制品替代塑料 D、開發(fā)研制降解塑料3、下列材料中。屬于無機非金屬材料的是（ ） A、鋼筋混凝土 B、塑料 C、陶瓷 D、鋼鐵,化學與材料 課堂練習,D,D,C,4、下列纖維中，屬于化學纖維的是（ ） A、滌綸 B、羊毛 C、蠶絲 D、棉花5、為了增強某些制品的彈性，往往需要進行硫化處理，橡膠制品硫化程度

17、越高，強度越大，彈性越差。請分析下列橡膠制品硫化程度最高的是（ ） A、橡皮筋 B、汽車外胎 C、普通氣球 D、醫(yī)生乳膠手套6、有機高分子材料是材料發(fā)展史上的一次突破，下列屬于有機高分子合成材料的是（ ） ⑴家用保鮮袋；⑵不銹鋼；⑶淀粉；⑷尼龍布；⑸汽車輪胎 A、⑴⑷⑸ B、⑵⑶⑷ C、⑵⑶⑸ D、⑴⑸,A,B,A,7.下列各組材料中,均屬無機非金

18、屬材料的一組是( )   A.玻璃、光導纖維、羥基磷酸鈣 B.光導纖維、合成纖維、混凝土  C.羥基磷酸鈣、高壓鍋材料、聚乙烯 D.氧化鋁陶瓷、碳化硅、硫化橡膠 8.倡導“免贈賀卡”“免用一次性木筷”、“免用餐巾紙”的出發(fā)點是( )  A.減少個人經(jīng)濟支出 B.節(jié)約木材，保護森林　  C.減少城市固體垃圾 D.移風易俗,D,B,

19、9、化學實驗室中的蒸發(fā)皿是用陶瓷材料制成的，應用于了陶瓷的( )   A.耐高溫性B.脆性  C.抗腐蝕性 D.絕緣性10、下列制品屬于復合材料的是( )   A.塑料薄膜 B.汽車外胎 C.玻璃儀器D.不銹鋼,A,Ｂ,隨著年歲的疊加，我們會漸漸發(fā)現(xiàn)：越是有智慧的人，越是謙虛，因為昂頭的只是稗子，低頭的才是稻子；越是富有的人，越是高貴，因為真正的富裕是靈魂上的高貴

20、以及精神世界的富足；越是優(yōu)秀的人，越是努力，因為優(yōu)秀從來不是與生俱來，從來不是一蹴而就。隨著滄桑的累積，我們也會慢慢懂得：成功的路，其實并不擁擠，因為能夠堅持到底的人實在太少；所有優(yōu)秀的人，其實就是活得很努力的人，所謂的勝利，其實最后就是自身價值觀的勝利。人到中年，突然間醒悟許多，總算明白：人生，只有將世間的路一一走遍，才能到盡頭；生活，只有將塵世況味種種嘗遍，才能熬出頭。這世間，從來沒有最好，只有更好。每天，總想要努力醒得比太陽還早，

21、因為總覺得世間萬物，太陽是最能賜人力量和能量的。每當面對噴薄的日出，心中的太陽隨之冉冉騰起，生命之火熊熊燃燒，生活的熱情就會光芒四射。我真的難以想象，那些從來不早起的人，一生到底能夠看到幾回日升？那些從來沒有良好習慣的人，活到最后到底該是多么的遺憾與愧疚？曾國藩說：早晨不起，誤一天的事；幼時不學，誤一生的事。尼采也說：每一個不曾起舞的日子，都是對生命的辜負。光陰易逝，豈容我待？越是努力的人，越是沒有時間抱怨，越是沒有工夫頹喪。每當走在黎

22、明的曙光里，看到那些兢兢業(yè)業(yè)清潔城市的“美容師”，我就會由衷地欣賞并在心底贊嘆他們，因為他們活得很努力很認真。每當看見那些奔跑在朝霞絢爛里的晨練者，我就會從心里為他們豎起大拇指，因為他們給自己力量的同時，也贈予他人能量。我總覺得：你可以不優(yōu)秀，但你必須有認真的態(tài)度；你可以不成功，但你必須努力。這個世界上，從來沒有誰比誰更優(yōu)秀，只有誰比誰更努力。我也始終認為：一個活得很努力的人，自帶光芒萬丈；一個人認真的樣子，比任何時候都要美好；一個能夠

23、自律自控的人，他的人生也就成功了大半。世間每一種的好，從來都只為懂得努力的人盛裝而來。有時候，我真的感覺，人生的另一個名字應該叫做努力，努力了就會無悔，努力了就會無愧；生活的另一種說法應該叫做煎熬，熬過了漫漫黑夜，天就亮了，熬過了蕭蕭冬日，春天就來了。人生不易，越努力越幸運；余生不長，越珍惜越精彩。人生，是一本太倉促的書，越認真越深刻；生命，是一條無名的河，越往前越深邃。愿你不要為已逝的年華嘆息，不要為前路的茫茫而裹足不前愿你相信所有的

24、堅持總能奏響黎明的號角，所有的努力總能孕育碩果的盛駕光臨。愿你堅信越是成功的人越是不允許自己頹廢散漫，越是優(yōu)秀的人越是努力……生活中很多時候，我們遇到一些復雜的情況，會很容易被眼前的障礙所蒙蔽，找不到解決問題的方法。這時候，如果能從當前的環(huán)境脫離出來，從一個新角度去解決問題，也許就會柳暗花明。一個土豪，每次出門都擔心家中被盜，想買只狼狗栓門前護院，但又不想雇人喂狗浪費銀兩。苦思良久后終得一法：每次出門前把WiFi修改成無密碼，然后放心出

25、門每次回來都能看到十幾個人捧著手機蹲在自家門口，從此無憂。護院，未必一定要養(yǎng)狗換個角度想問題，結果大不同。一位大爺?shù)讲耸袌鲑I菜，挑了3個西紅柿到到秤盤，攤主秤了下：“一斤半3塊7?！贝鬆敚骸白鰷挥媚敲炊?。”去掉了最大的西紅柿。攤主:“一斤二兩，3塊?！闭斏磉吶讼胩嵝汛鬆斪⒁獬訒r，大爺從容的掏出了七毛錢，拿起剛剛去掉的那個大的西紅柿，瀟灑地換種算法，獨辟蹊徑，你會發(fā)現(xiàn)解決問題的另一個方法。生活中，我們特別容易陷入非A即B的思維死角，但

26、其實，遭遇兩難困境時換個角度思考，也許就會明白：路的旁邊還有路。一個魚塘新開張，釣費100塊。釣了一整天沒釣到魚，老板說凡是沒釣到的就送一只雞。很多人都去了，回來的時候每人拎著一只雞，大家都很高興！覺得老板很夠意思。后來，釣魚場看門大爺告訴大家，老板本來就是個養(yǎng)雞專業(yè)戶，這魚塘本來就沒魚。巧妙的去庫存，還讓顧客心甘情愿買單。新時代，做營銷，必須打破傳統(tǒng)思維。孩子不愿意做爸爸留的課外作業(yè)，于是爸爸靈機一動說：兒子，我來做作業(yè)，你來檢查如何

27、？孩子高興的答應了，并且把爸爸的“作業(yè)”認真的檢查了一遍，還列出算式給爸爸講解了一遍不過他可能怎么也不明白為什么爸爸所有作業(yè)都做錯了。巧妙轉換角色，后退一步，有時候是另一種前進。一個博士群里有人提問：一滴水從很高很高的地方自由落體下來，砸到人會不會砸傷？或砸死？群里一下就熱鬧起來，各種公式，各種假設，各種阻力，重力，加速度的計算，足足討論了近一個小時 后來，一個不小心進錯群的人默默問了一句：你們沒有淋過雨嗎 人們常常容易被日常思維所禁錮