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1、第二节 新型材料的研制 自来水管：镀锡管 水槽、水龙头：不锈钢 金属材料 餐台、橱窗：玻璃 墙壁：瓷砖 无机非金属材料 抽油烟机外壳、餐具、 餐椅：是塑料 地毯：是合成纤维 厨房桌台面：是人造大理石 有 机 合 成 材 料 橱门外层：是涂料、漆 复合材料 无机材料 从人们的衣食住行到太空世界的探究 ，都离不开材料。材料的应用和发展与人 类文明的进步紧密相关。当代人类社会已 经进入了一个材料技术和应用迅猛发展的 崭新时代 人们对材料的认识、制造和使用，经 历了从天然材料到人工合成材料，为特定 需求设计材料的发展过程。材料技术和应 用的每一次重大进步，都与化学等科学的 发展密不可分。 石器时代 1
2、、金属材料：金属材料包括纯金属与合金。 2、金属使用的历史过程： 青铜器是人类社会最先使用的金属材料； （青铜：主要为铜（Cu）、锡（Sn）的合金） 青铜器（战国）错金犀牛尊青铜器（战国）司母戊方鼎 5000- 6000年前 钢铁的使用代表了中国进入了封建社会 你知道怎么炼铁的？ 原料： 原理： 铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 利用还原剂把铁矿石中的铁还原出来 铝合金等新型合金的材料； 金属铝的冶炼方法： 电解熔融状态的氧化铝 出土的铁制品 3CO+Fe2O3 2 Fe+3CO2 高温 2500-3000年 前 200-300年前 铁耙 两汉时期 西汉农具 思考： 人类使用金属先后经历了“青铜器
3、时代”和“铁器时 代”，直到进入工业时代后才通过电解的方法得到 金属铝。通过对人类社会利用金属材料的顺序的 分析，你觉得与哪些因素有关？ 回答： （1）与金属活动性顺序有关，Cu、Fe、Al的金属 活动性依次增强，活动性弱的金属，先利用 （2）与冶炼金属工艺的难易程度有关，Al需要电 解，冶炼要求最高，所以后利用。 约200年 前伏打发 明了伏打 电池 3、新型金属材料： 铝钛合金：耐腐蚀、质轻、高强度、高韧性，主要 用于飞机制造工业； 硬铝常用于制造飞机的外壳 高压锅是用铝合金制造的 铝合金赛车铝合金门窗 储氢合金储氢合金 主要由钛系储氢合金、锆系储主要由钛系储氢合金、锆系储 氢合金、铁系储
4、氢合金以及稀土氢合金、铁系储氢合金以及稀土 系储氢合金系储氢合金 重要应用重要应用 利用储氢利用储氢 合金制造镍合金制造镍 氢电池氢电池 形状记忆合金形状记忆合金 全程Ti-Ni记忆合金花 镍-钛合金（又 称NT合金）具 有记忆功能。 能引起记忆合 金形状改变的 条件是温度。 4、金属材料的优点及缺点： 强度大，但不耐腐蚀 1 1、无机非金属材料、无机非金属材料 主要包括：陶瓷、玻璃、水泥等主要包括：陶瓷、玻璃、水泥等 优点：耐高温；缺点：脆性大优点：耐高温；缺点：脆性大 古代的陶瓷古代的陶瓷 新型陶瓷材料新型陶瓷材料 古代的陶瓷 陶器 新石器时代马家窑文化新石器时代马家窑文化 螺旋纹彩陶双耳
5、瓮螺旋纹彩陶双耳瓮 新石器时代半坡文化新石器时代半坡文化 陶俑壶陶俑壶 新石器时代新石器时代 彩陶人面纹钵彩陶人面纹钵 古代的陶瓷 瓷器 清光绪清光绪 青花云纹瓶青花云纹瓶 唐唐 骆驼载乐俑骆驼载乐俑 北宋北宋 白釉刻花梅瓶白釉刻花梅瓶 某些新型陶瓷能承受高温、强度高 氮化硅氮化硅(Si(Si 3 3N N4 4 ) )陶瓷在陶瓷在12001200左右的高温下左右的高温下 ，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机 叶片、轴承、永久性模具等。叶片、轴承、永久性模具等。 某些新型陶瓷具有生物特性 据新华社墨西哥城2004年1月20 日电墨西哥科学院日前发表的一份 材
6、料说，该国科研人员经过10年的 努力，成功开发出一种可供移植的 新型陶瓷骨。 研究者强调说，这种陶瓷骨具 有组织相容性和生物稳定性好等特 点。它不会导致排异反应，有利于 诱导骨质的生长。这种人工骨富含 钙、锌，有利于手术后伤口皮肤更 快愈合 某些新型陶瓷具有压电效应： 如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即 刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。 医用医用B B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，超发生器的心脏也是一块压电陶瓷， 它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变 成机械振动，产生
7、超声波。成机械振动，产生超声波。 其他无机非金属材料 玻璃 制造普通的原料是制造普通的原料是 纯碱纯碱 (Na(Na 2 2 COCO 3 3 ) )、 石灰石（石灰石（CaCOCaCO 3 3 ）、）、 石英石英 （SiOSiO 2 2 ） 以及一些辅料。以及一些辅料。 玻璃包括玻璃包括 普通玻璃、普通玻璃、有色玻璃、有色玻璃、 钢化玻璃钢化玻璃 是将普通退火玻璃切 是将普通退火玻璃切 割成要求尺寸，然后割成要求尺寸，然后 加热到接近的软化点加热到接近的软化点 ，再进行快速均匀的，再进行快速均匀的 冷却而得到。冷却而得到。 特殊玻璃。特殊玻璃。 新型无机非金属材料新型无机非金属材料光导纤维光
8、导纤维 新型无机非金属材料新型无机非金属材料光导纤维光导纤维 新型无机非金属材料新型无机非金属材料光导纤维光导纤维 无机材料无机材料 金属材料金属材料 无机非金属材料无机非金属材料 纯金属纯金属 合合 金金 陶陶 瓷瓷 玻玻 璃璃 水水 泥泥 小结小结 塑料制品 合成纤维（涤纶、 锦纶、尼龙等） 合成橡胶 天然橡胶： 森林中有一种高大 的乔木，叫作“三叶 树”。如果用小刀在 它的树皮上割开一 个小口子，便会有 牛奶似的树汁流淌 出来。这种树汁， 就是今天人们所熟 悉的橡胶的最初来 源。在印第安人的 土语中，“橡胶”就 是“树木的眼泪”的 意思。 （以煤、石油为原料制成）（以煤、石油为原料制成）
9、 塑塑 料料 合成纤维合成纤维 合成橡胶合成橡胶 天然纤维天然纤维 植物纤维植物纤维 动物纤维动物纤维 棉、麻棉、麻 毛、蚕丝毛、蚕丝 （属于糖类）（属于糖类） （属于蛋白质）（属于蛋白质） 天然纤维天然纤维 化学纤维化学纤维 人造纤维人造纤维 合成纤维合成纤维 以木材、竹子、树皮为原料制成以木材、竹子、树皮为原料制成 如：纸张、人造丝、人造棉如：纸张、人造丝、人造棉 以煤、石油为原料制成以煤、石油为原料制成 如：涤纶、锦纶、尼龙如：涤纶、锦纶、尼龙 有机合成材料有机合成材料 聚乙烯聚乙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯 塑塑 料料 其它塑料其它塑料 聚乙烯中只含聚乙烯中只含C C、HH元素（无毒元素（无毒
10、 ） 聚氯乙烯中含聚氯乙烯中含C C、HH、ClCl 三种元素（有毒三种元素（有毒 ） 可用于食品包装可用于食品包装 不宜包装食品不宜包装食品 聚乙烯及聚氯乙烯的鉴别：点燃法 实验样实验样 品 实实 验验 现现 象 解释释与结论结论 聚乙烯 聚氯乙烯 组成元素为C、H，生 成物为CO2、H2O， 故聚乙烯无毒，可用 于包装食品。 组成元素为C、H、Cl， 生成物除了CO2、H2O外 ，还有HCl或其他含氯物 质。故聚氯乙烯有毒，不 宜用于包装食品。 边燃烧边熔化， 无刺激性气味， 无黑烟 不易点燃，燃烧 时有刺激性气味 ，并有大量黑烟 白色污染是人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境 现
11、象的一种形象称谓。 怎样减少白色污染？ 1、尽可能的减少使用塑料制品尽可能的减少使用塑料制品 2、回收废旧塑料 3、研制和推广可降解塑料研制和推广可降解塑料 4、制造和使用回收塑料 回收废旧塑料的好处： 1、减少废弃塑料的数量，减少白色污染 2、节约石油资源 复合材料 1定义：是将两种或者两种以上的材料复合 成一体而形成的材料，具有更优异的综合性能 。 2主要几种复合材料 （1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土 （无机非金属材料）的复合材料； （2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成 橡胶（合成材料）的复合材料； （3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（ 无机非金属材料）的复合材料；
12、（4）碳纤维 材 料 复 合 材 料 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 无机材料 纯金属 合金 1.用羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷与人骨的用羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷与人骨的 生物相容性非常好，可用于制造人工骨，人生物相容性非常好，可用于制造人工骨，人 工关节及人造假牙。已知工关节及人造假牙。已知POPO 4 4 为为-3-3价，关于羟价，关于羟 基磷酸钙的化学式正确的是（基磷酸钙的化学式正确的是（ ） A A、CaCa 5 5 (OH)(OH) 2 2 (PO(PO 4 4 ) ) 3 3 B B、CaCa 4 4 (OH)(PO(OH)(PO 4 4 ) ) 3 3 C C、CaCa
13、 5 5 (OH)(PO(OH)(PO 4 4 ) ) 3 3 D D、CaCa 4 4 (OH)(OH) 3 3 (PO(PO 4 4 ) ) 2 2 C 根据化合物化合价代数和为零 52+1（-1）+3（-3）=0 2.铈（Ce）是一种稀土元素。稀土元素的化合物是生产特种 玻璃的重要原料。如将三氧化二铈（Ce2O3）加入玻璃中， 可制成低散射、高折射的光学玻璃，用于生产精密的光学 器材。 Ce2O3中Ce的化合价为 。 3.2009年2月12日，我国外交部发言人就法国佳士得 公司拍卖圆明园兔首和鼠首两件文物，发表严正声明 ：中国对其拥有不可置疑的所有权。这两件文物均为 青铜器，青铜属于 A
14、金属材料B合成材料 C无机非金属材料D复合材料 4.下列说法不正确的是( ) A经常染发不利于身体健康 B不可用聚氯乙烯塑料作食品袋 C. 食用霉变食品不利于身体健康 D人体必需的元素摄入量越多越好 D A 42008年北京奥运会的举办理念是“绿色奥运、科技奥运、 人文奥运”。 (1)下列符合绿色奥运理念的是 。 奥运场馆周围采用太阳能路灯照明；在奥运场地使用电动 汽车和新型清洁燃料汽车；场馆附近的绿化采用微灌或滴灌 智能控制技术；将奥运村的生活垃圾全部集中深埋 (2)北京奥运游泳中心“水立方”的外墙体采用新型塑料膜材 料ETFE它是乙烯一四氟乙烯的共聚物，化学式为(C2 H2F2)n ，这种
15、材料美观、耐用，可以使用15至20年。以下关于ETFE的 说法中正确的是 。 属于有机物；属于有机合成材料；易溶于水，能与空气 中的氧气反应；化学性质在自然条件下稳定 (4)5月8日，北京奥运会“祥云”特制火炬 克服低温、低压、空气稀薄、大风等不利条 件，在珠峰之巅燃烧，举世为之惊叹。普通 火炬在珠峰恶劣气候条件下容易熄灭的原因 ： _(答两条即可)。 (3)奥运“祥云”火炬的主材选用铝合金，燃料是丙烷 (C3H8)，火炬手持的部分使用橡胶皮革漆，手感舒适，仿佛与 另一只手紧紧相握。请回答：燃料丙烷完全燃烧生成 ，不污染环境；铝合金材质主要优点是 、_ ( 答两条即可)；橡胶皮革漆中的橡胶属 材料。 （空气稀薄，氧气不充足易熄灭；大风易吹散热 量，使燃料温度降到着火点以下而熄灭） 质轻 、抗腐蚀(或强度较大、硬度较大等)；有机高分子
