《203材料的开发与利用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《203材料的开发与利用（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二十章第二十章 能源、材料与社会能源、材料与社会第三节材料的开发和利用一、材料与社会发展一、材料与社会发展材料在人类发展的历史进程中有着极其重要的作用。材料在人类发展的历史进程中有着极其重要的作用。原始人利用石材原始人利用石材制造的工具。制造的工具。铸钟。我国是世界上掌握青铸钟。我国是世界上掌握青铜冶炼技术的国家之一。铜冶炼技术的国家之一。马踏飞燕。我国东汉马踏飞燕。我国东汉时期的艺术珍品。时期的艺术珍品。我国出土的铁制工具。我国出土的铁制工具。传统拉索桥传统拉索桥现代拉索桥现代拉索桥材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。根据材料的导电性能：
2、材料可分为根据材料的导电性能：材料可分为1，导体：，导体： 容易导电容易导电的材料的材料2，绝缘体：，绝缘体：不容易导电不容易导电的材料的材料3，半导体：，半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间导电性能介于导体与绝缘体之间 的材料的材料二、材料料的导电性二、材料料的导电性半导体材料可以制成二极管、三半导体材料可以制成二极管、三极管等半导体原件和集成电路。极管等半导体原件和集成电路。 实物图实物图材料材料灯的灯的亮暗亮暗结论结论塑塑 料料 铜铜 铁铁 竹条竹条 铅笔芯铅笔芯（石墨）（石墨）亮亮不亮不亮不亮不亮亮亮亮亮 实物图实物图 操作操作现现象象 结论结论发发光光二二极极管管A接正接正B接负接负
3、 A接负接负B接正接正实验探究：发光二极管的独特功能实验探究：发光二极管的独特功能二二极极管管发发光光二二极极管管不不发发光光发光发光二极二极管具管具有单有单向导向导电性电性（一）、超导材料（一）、超导材料其中有一种性能较好的材料叫超导材料其中有一种性能较好的材料叫超导材料 为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正在不断地研究性能更好、更容易制造的材料。正在不断地研究性能更好、更容易制造的材料。1911年，昂内斯在研究汞电阻随温年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试降低到度的变化时，观察到在测试降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到测量时，汞的电
4、阻突然降低到测量不到的微小值。从而发现超导电性。不到的微小值。从而发现超导电性。三、开发新材料三、开发新材料超导体超导体1超超导导现现象象和和超超导导体体：当当温温度度降降低低到到绝绝对对零零度度附附近近时时，某某些些材材料料的的电电阻阻率率突突然然减减小小到到无无法法测测量量的的程程度度，可可以以认认为为其其电电阻阻率率突突然然变变为为零零，这这种种现现象象叫叫做做超超导导现现象象，能能够够发发生生超超导导现现象象的的物物质质称称为为超超导导体体 2转转变变温温度度TC ：材材料料由由正正常常状状态态转转变变为为超超导导状状态态的温度，叫做超导材料的转变温度的温度，叫做超导材料的转变温度3、
5、超导体的两个基本特性：超导体的两个基本特性：零电阻性、抗磁性零电阻性、抗磁性超导材料出现以后，人们首超导材料出现以后，人们首先想到的是利用超导体的零电阻先想到的是利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。性实现远距离大功率输电。超导材料不仅电阻为零，超导材料不仅电阻为零，而且还有其它令人注目而且还有其它令人注目的特性。的特性。超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交体来实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的安全性能和运行速度。通工具的安全性能和运行速度。二、纳米二、纳米材料材料1、纳米是一个长度单位：、纳米是一个长度
6、单位：1nm=10-9m2、1nm小到什么程度？小到什么程度？(10个分子紧密排布个分子紧密排布 的尺度，大约是一根头发丝的的尺度，大约是一根头发丝的1%)3、纳米材料除了其基本单元空间尺度小、纳米材料除了其基本单元空间尺度小 外，在力、热、声、光、电、磁等方外，在力、热、声、光、电、磁等方 面还表现出许多特殊的性能。面还表现出许多特殊的性能。（二）、纳米材料（二）、纳米材料药物做成纳米颗粒药物做成纳米颗粒将来人们可以用纳米技术一个一个地将来人们可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来将原子组装起来 制成各种纳米机器制成各种纳米机器 纳纳米米镜镜面面练习一练习一电阻电阻超导转变超导转变超导临界超
7、导临界TC超导磁悬浮超导磁悬浮1100nm电阻为零电阻为零电能电能超导磁悬浮超导磁悬浮练习二练习二1、关于超导材料的下列说法中错误的是（、关于超导材料的下列说法中错误的是（ ）A、超导材料是一种电阻为零的材料、超导材料是一种电阻为零的材料B、用很细的超导丝可以输送强大的电流、用很细的超导丝可以输送强大的电流C、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零D、用超导材料输电时，输送电路中无损耗、用超导材料输电时，输送电路中无损耗2、下列关于纳米的叙述错误的是（）、下列关于纳米的叙述错误的是（）、纳米是一个长度单位，符号是、纳米是一个长度单位，符号是nmB、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技术上带、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技术上带 来很多新发展来很多新发展C、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面的研究具有世界、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面的研究具有世界 先进水平先进水平D、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关CD
