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1、 金金 属属 材材 料料 无无 机机 非金属材料非金属材料 复复 合合 材材 料料 有机有机 合成材料合成材料 材材 料料人人 类类 文文 明明 史史石器时代石器时代-青铜器时代青铜器时代-铁器时代铁器时代-20世纪世纪70年代人们把年代人们把 信息、信息、材料材料和能源和能源 誉为当代文明的三大支柱誉为当代文明的三大支柱 80年代又把年代又把新材料新材料、信息技术和生、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要物技术并列为新技术革命的重要标志标志 两个推动人类文明的材料两个推动人类文明的材料最早使用的材料是陶最早使用的材料是陶 1958年集成电路诞生年集成电路诞生核心元素？硅硅芯片芯片电脑电脑
2、核心物质核心物质（元素）（元素）核心核心材料材料物品物品硅硅 谷谷中国的中国的硅谷硅谷中关村中关村1980年，这里办起了中国一家年，这里办起了中国一家IT公司。公司。以后中以后中 关村变成了我国高科技行业，特关村变成了我国高科技行业，特别是别是IT行业的代名词。行业的代名词。在这个地区，科技，教育，文化与高在这个地区，科技，教育，文化与高新技术产业相连相互渗透。具有发展知识新技术产业相连相互渗透。具有发展知识经济的明显优势和巨大潜力，被誉为经济的明显优势和巨大潜力，被誉为“硅硅谷谷”。 硅谷硅谷位于旧金山东南的圣克拉拉位于旧金山东南的圣克拉拉谷地，是一个由十几所大学和几千家高技术公司组成的新谷
3、地，是一个由十几所大学和几千家高技术公司组成的新兴工业区。是世界上最大的计算机和电脑软件产地。兴工业区。是世界上最大的计算机和电脑软件产地。 因为制造电子元件的主要材料是半导体因为制造电子元件的主要材料是半导体硅，所以人们称这个工硅，所以人们称这个工 业区为业区为“硅谷硅谷”。n半导体材料：导半导体材料：导电能力介于导体和电能力介于导体和绝缘体之间的一类绝缘体之间的一类材料。材料。硅是半导体硅是半导体 灰黑色灰黑色 金属光泽金属光泽 灰黑色灰黑色 金属光泽金属光泽芯片制作过程文字资料芯片制作过程文字资料（）准备阶段：制硅锭（）准备阶段：制硅锭 在必备原材料的采集工作完毕之后，将原料进行高温熔化
4、，在必备原材料的采集工作完毕之后，将原料进行高温熔化， 然然后从后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出，高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出，此此时一个圆柱体的硅锭就产生了时一个圆柱体的硅锭就产生了（）切片：（）切片：从坩埚中拉出的晶柱，表面并不平整，从坩埚中拉出的晶柱，表面并不平整，经过工业级钻石磨具的加经过工业级钻石磨具的加工工，磨成平滑的圆柱，并切除头尾两端锥状段，形成标准的圆柱，被切，磨成平滑的圆柱，并切除头尾两端锥状段，形成标准的圆柱，被切除或磨削的部份则回收重新冶炼。除或磨削的部份则回收重新冶炼。接着以高硬度锯片或线锯将接着以高硬度锯片或线锯将圆柱切成片状的晶圆。圆柱切成
5、片状的晶圆。（）边缘研磨：（）边缘研磨：将片状晶圆的圆周边缘以磨具研磨成光滑的圆弧将片状晶圆的圆周边缘以磨具研磨成光滑的圆弧形，如此可形，如此可(1)防止边缘崩裂防止边缘崩裂，(2)防止在后续的制程中产生热防止在后续的制程中产生热应力集中，应力集中，(3)增加未来制程中铺设光阻层或磊晶层的平坦度。增加未来制程中铺设光阻层或磊晶层的平坦度。 耐高温耐高温高硬度高硬度硬而脆硬而脆芯片的广泛应用芯片的广泛应用原料丰富原料丰富原料原料SiO2产品产品 Si？还原剂还原剂SiO2 +2C Si+2CO高高 温温思路整理思路整理物品物品-核心材料核心材料-核心物质（元素）核心物质（元素）电脑电脑 芯片芯片
6、 硅硅半导体半导体灰黑色灰黑色 有金属光泽有金属光泽熔点高熔点高 硬而脆硬而脆 原料丰富原料丰富材料的组成材料的组成材料的性能材料的性能材料的制备材料的制备材料的使用材料的使用饮料包装：易拉罐饮料包装：易拉罐 为什么多数易拉罐的材料是铝为什么多数易拉罐的材料是铝？思路整理思路整理 物品物品-核心材料核心材料-核心物质（元素）核心物质（元素） 易拉罐易拉罐 铝铝 铝铝 材料的组成材料的组成 材料的性能材料的性能 材料的制备材料的制备 材料的使用材料的使用质轻、导热导质轻、导热导电、延展性、电、延展性、 原料丰富、廉原料丰富、廉价、易回收价、易回收拿破仑和铝拿破仑和铝 他的宴会上，他的宴会上，王室
7、成员和皇宫王室成员和皇宫贵族用的是：铝贵族用的是：铝匙和铝叉，匙和铝叉， 地位较低的来地位较低的来宾用的却是普通宾用的却是普通的金制和银制的的金制和银制的餐具餐具 在在100多年前多年前拿破仑三世一拿破仑三世一件有铝钮扣的件有铝钮扣的衣服之后，趾衣服之后，趾高气扬，瞧不高气扬，瞧不起那些买不起起那些买不起这种奢侈品的这种奢侈品的穷国的君主。穷国的君主。 其他人是羡其他人是羡慕、渴望。慕、渴望。 1889 1889年，赠年，赠年，赠年，赠给化学家门捷给化学家门捷给化学家门捷给化学家门捷列夫一件贵重列夫一件贵重列夫一件贵重列夫一件贵重的奖品，就是的奖品，就是的奖品，就是的奖品，就是用金和铝制成用金
8、和铝制成用金和铝制成用金和铝制成的一架天平。的一架天平。的一架天平。的一架天平。在俄国，在俄国， 19世纪中期世纪中期1千克铝要千克铝要1200卢布卢布 19世纪末，就降到了世纪末，就降到了1个卢布个卢布。 随着随着环保意识环保意识的提高，以及的提高，以及对资源对资源的循环使用的循环使用方面考虑，包装材料铝质逐方面考虑，包装材料铝质逐步替代步替代 钢质。而其它包装容器如普遍钢质。而其它包装容器如普遍盛行的塑料等材料而言，都源于石油，盛行的塑料等材料而言，都源于石油，石油的不石油的不 断开采，将会造成资源的枯断开采，将会造成资源的枯竭。竭。 奥地利化学家拜尔研究出了一种生产铝的方奥地利化学家拜尔
9、研究出了一种生产铝的方法法电解氧化铝电解氧化铝。不久后，铝的产量剧增，铝。不久后，铝的产量剧增，铝的价格也大降的价格也大降。 2Al2O3 4Al+3O2电解电解 铝材广泛应用铝材广泛应用 回收回收再利用再利用收藏收藏元素周期表元素周期表80%是金属是金属金属材料的发展金属材料的发展金金属属合合金金合合 金金合金：由两种或两种以上的金属合金：由两种或两种以上的金属 （或非金属）熔化（或非金属）熔化 而成而成 的具有的具有 金属特性的物质。金属特性的物质。 合金的合金的优良性能优良性能有金属特性有金属特性 硬度比它的成分金属大硬度比它的成分金属大 熔点比它的成分金属低熔点比它的成分金属低 铜铝合
10、金铜铝合金强度高强度高 耐高温耐高温天航空工业天航空工业 锰铝合金锰铝合金 耐腐蚀焊接性耐腐蚀焊接性能好能好塑性好塑性好 飞机上使用的导飞机上使用的导油无缝管油无缝管易拉罐易拉罐镁铝合金镁铝合金耐性能好耐性能好焊接性能好焊接性能好飞机油箱导管、飞机油箱导管、防弹衣防弹衣 锌铝合金锌铝合金焊接性能好焊接性能好超硬超硬飞机起落架飞机起落架火箭、螺旋桨、火箭、螺旋桨、航空飞船航空飞船 硅镁铝硅镁铝合金合金耐腐蚀耐腐蚀好焊接好焊接易成形易成形着色性能好着色性能好 汽车行李架、门、汽车行李架、门、窗、窗、车身车身散热片散热片 常常见见的的铝铝合合金金易拉罐易拉罐 铝铝 铝铝方法梳理方法梳理物品物品-核心
11、材料核心材料-核心物质（元素）核心物质（元素）电脑电脑 芯片芯片 硅硅 材料的组成材料的组成 材料的性能材料的性能 材料的制备材料的制备 材料的使用材料的使用灰黑色、有金属光灰黑色、有金属光泽、熔点高、硬而泽、熔点高、硬而脆、半导体、原料脆、半导体、原料丰富丰富 质轻、导热、导电好质轻、导热、导电好质轻、导热、导电好质轻、导热、导电好延展性好、原料丰富、延展性好、原料丰富、延展性好、原料丰富、延展性好、原料丰富、廉价、易回收廉价、易回收廉价、易回收廉价、易回收方法梳理方法梳理物品物品-核心材料核心材料-核心物质（元素）核心物质（元素） 材料的组成材料的组成 材料的性能材料的性能 材料的制备材料的制备 材料的使用材料的使用- 性性 质质结束语结束语 生活中会接触各式各样的物质，生活中会接触各式各样的物质，我们要学会从不同的角度去认识它我们要学会从不同的角度去认识它们，以前是从微观结构的角度或通们，以前是从微观结构的角度或通过化学实验的手段来认识物质，现过化学实验的手段来认识物质，现在我们还可以在我们还可以从材料的角度从材料的角度，去认，去认识物质，认识化学，从而认识社会识物质，认识化学，从而认识社会 。同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
