資源簡介

新型材料的研制講義
①金屬材料　　　　　　包括 純金屬 與 合金
①無機(jī)材料
(
材料
)②無機(jī)非金屬材料　　　主要包括 陶瓷 、 玻璃 、 水泥 新型陶瓷等
②合成材料　　　　　　主要包括 塑料 、 合成橡膠 、 合成纖維
③復(fù)合材料　　　　　　將兩種或兩種以上的材料復(fù)合成一體而形成的材料，如鋼筋混凝土
金屬材料
金屬使用的歷史過程：
青銅器時代 青銅器是人類社會最先使用的金屬材料； 青銅：主要為銅（Cu）、錫（Sn）的合金
鐵器時代 以能夠冶鐵和制造鐵器為標(biāo)志 鋼鐵的使用代表了中國進(jìn)入了封建社會
近現(xiàn)代 鋁合金、新型合金材料 （儲氫合金、記憶合金） 金屬鋁的冶煉方法：電解熔融的氧化鋁　2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑
金屬材料的優(yōu)點：(1)硬度大；(2)強(qiáng)度高；(3)耐高溫。 缺點：易被腐蝕。
金屬材料的防腐：(1)保持表面潔凈與干燥；(2)涂油刷漆；(3)鍍上一層耐腐蝕強(qiáng)的金屬；(5)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成合金。
無機(jī)非金屬材料
無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點： 耐高溫 缺點： 脆性大
陶瓷 　　原料：陶土或瓷土類黏土
陶瓷的使用：
添加氧化鋁（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）的陶瓷，耐高溫、高強(qiáng)度，可用于制造發(fā)動機(jī)零件；
用羥基磷酸鈣[Ca5(OH)(PO4)3]為原料生產(chǎn)的陶瓷，具有生物相容性，能制造人工固、關(guān)節(jié)等；
壓電陶瓷，能將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿奶沾桑糜诖娲蚧饳C(jī)中的火石；
玻璃　　　原料：砂子（主要成分SiO2）、石灰石（主要成分CaCO3）和純堿（Na2CO3）等
玻璃的種類及用途：
鈉玻璃，用途最廣泛的、最常見的玻璃；
鉛玻璃，具有很好的光折射性能，又稱光學(xué)玻璃；
鉀玻璃，質(zhì)堅，主要用于雕刻玻璃，工藝裝飾品；
鋼化玻璃，成份與普通玻璃相同，只是工藝不同，使之質(zhì)堅，主要用于汽車擋風(fēng)玻璃等。
合成材料（全稱：有機(jī)合成高分子材料）
優(yōu)點：強(qiáng)度大、密度小； 缺點：不耐高溫
塑料：
常見的塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有機(jī)玻璃（PMMA）和電木塑料；
點燃聚乙烯及聚氯乙烯，觀察現(xiàn)象
實驗樣品 實 驗 現(xiàn) 象 解釋與結(jié)論
燃燒情況 是否有黑煙 是否有氣味
聚乙烯 易燃，不斷滴落 沒有 無氣味 組成元素為C、H，生成物為CO2、H2O，故聚乙烯無毒，可用于包裝食品。
聚氯乙烯 不易燃燒 大量黑煙 產(chǎn)生刺鼻氣味 組成元素為C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，還有HCl或其他含氯物質(zhì)。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包裝食品。
塑料的應(yīng)用帶來的負(fù)面影響——“白色污染”（廢棄塑料的增加，帶來的環(huán)境污染）
解決“白色污染”問題：A．盡可能的減少使用塑料制品；B．回收廢舊塑料；C．研制和推廣可降解塑料
合成橡膠：
向橡膠中添加炭黑，為了增加其耐磨性；
向橡膠中添加硫元素，為了增加其強(qiáng)度，但會減弱其彈性。
合成橡膠與天然橡膠相比，優(yōu)點為良好的彈性、絕緣性及耐高溫性。
合成纖維：
合成原料：主要為石油、煤、石灰石、水、空氣等；
幾種纖維的性質(zhì)比較實驗：（區(qū)別方法：灼燒，聞氣味）
性質(zhì) 纖維種類 灼燒情況 受酸影響（10%稀硫酸溶液浸泡5min） 受堿溶液影響（3%NaOH） 結(jié)論與解釋
棉花 （天然植物纖維） 迅速燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，有燒紙的氣味，固體剩余物松脆 變脆 稍微膨脹 植物纖維主要是由 纖維素 組成，在酸性或者堿性溶液中容易水解為葡萄糖
羊毛線 （天然動物纖維） 燃燒，并產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，固體剩余物松脆 幾乎無變化 變脆 動物纖維中含有 蛋白質(zhì)，在堿性溶液中容易被溶解。
尼龍線 （合成纖維） 燃燒時先卷曲、融化，后燃燒，冷卻后固體剩余物變硬 幾乎無變化 幾乎無變化 合成纖維耐酸堿溶液的腐蝕
合成纖維的優(yōu)點與缺點：
A．優(yōu)點：強(qiáng)度高、耐磨、彈性好、耐化學(xué)腐蝕性；B．缺點：吸水性和透水性差
復(fù)合材料
復(fù)合材料集中了組成材料的優(yōu)點，具有更綜合的優(yōu)異性能
（1）鋼筋混凝土：鋼筋（金屬材料）和混凝土（無機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；
（2）機(jī)動車輪胎：合金鋼（金屬材料）和合成橡膠（合成材料）的復(fù)合材料；
（3）玻璃鋼：塑料（合成纖維）和玻璃纖維（無機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；
（4）碳纖維

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