《第6节 材料的利用与发展》教学目标1、初步认识纳米材料的高科技应用2、常识性了解“绿色”能源3、常识性了解记忆合金在各种领域的应用4、通过介绍一些新材料的应用,激发 学生学习物理的热情,调动学习的积极主动性教学重点与难点1、重点:初步认识新型材料的高科技应用2、难点:了解材料的发展史课前准备1、教师:PPT,教案2、学生:上网查找有关材料的资料,并分类总结教学过程一、材料的发展历程提问:你们知道材料的发展是吗?哪位同学可以起来回答一下总结材料的发展史:石器→陶器→青铜器→钢铁的使用→合成材料的使用→新型材料的使用二、新型材料指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料包括:光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、新型高分子材料、超导材料1、光电子材料:实现光子变电子、电子变光子、一种频率的光子变为另一种频率的光子,或自发辐射变为受激辐射的技术,称为光电子技术2、先进复合材料:树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳纤维复合材料3、超级陶瓷材料:纳米陶瓷等4、新型金属材料:记忆合金、铝合金、金属玻璃等5、新型高分子材料:导电塑料做成的塑料电池、人工器官、可降解材料、高吸水性高分子材料等。
6、纳米材料:纳米材料是指由粒径在1—100纳米之间的粒子组成的材料将宏观物体细分成纳米粒子后,它将显著的不同纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面都与普通材料有很大的不同①一般陶瓷脆性较大,撞击易破碎,而纳米陶瓷有很好的韧性,撞击也不易破裂②新型纳米油墨的色调更浓,书写的字迹色泽更好③将纳米铅粉末加入到固体燃料中,会使火箭推进器的前进速度增加好几倍三、材料制造与环境保护1、“绿色化学”:又称环境友好化学,它的主要特点如下:(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的材料;(2)在无毒、无害的条件下反应,以减少废弃物向环境中的排放;(3)提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好产品2、工业“三废”及处理1)工业“三废”是指废水、废渣、废气2)处理方法如下:①“废气”的处理一般安装回收设备,将尘粒和一氧化碳、二氧化硫等物质除去,一氧化碳可以回收再利用,二氧化碳、二氧化硫可利用与碱溶液反应除去②“废渣”的处理一般是制水泥或其他建筑材料,变废为宝,如含磷的废渣可转化成磷肥等③“废水”的处理是建立污水处理厂,将废水中的有害金属转化为沉淀,制成需要的金属材料等,废水符合排放要求后再排放到河流中或循环利用。
3、探究:怎样以铜为主要原料制备硫酸铜(1)设计实验方案:课本介绍了一种方案,其它方案还有以下三种:方案一:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O方案二:2Cu+O22CuO;CuO+H2SO4CuSO4+H2O方案三:Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2;Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3;Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O2)针对原料的利用率、产生的污染、制备成本等方面进行讨论方案一:利用率低、会产生污染方案二:可以利用方案三:成本高、步骤繁琐化工生产原则:除了处理“三废”,还要努力提高原料的利用率,增加产品的产量,从根本上降低生产对环境造成的污染。