《高中化学 4.3复合材料课件 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 4.3复合材料课件 鲁科版必修1（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3节复合材料节复合材料一、复合材料一、复合材料1定义定义：由：由_的材料的材料经特殊加工而制成的具有特殊性能的材料，叫特殊加工而制成的具有特殊性能的材料，叫做复合材料。做复合材料。两种或两种以上性质不同两种或两种以上性质不同3优点优点既保持了既保持了_的特点，又使各的特点，又使各组分之分之间_，形成了，形成了优于原材料的特性。于原材料的特性。原有材料原有材料协同作用协同作用黏结黏结增强体增强体树脂基复合材料树脂基复合材料金属基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料夹层增强复合材料夹层增强复合材料纤维增强复合材料纤维增强复合材料二、形形色色的复合材
2、料二、形形色色的复合材料1生产、生活中常用的复合材料生产、生活中常用的复合材料复合材料复合材料玻璃钢玻璃钢碳纤维增强碳纤维增强复合材料复合材料组成组成基体基体_增强体增强体 _合成树脂合成树脂玻璃纤维玻璃纤维合成树脂合成树脂碳纤维碳纤维特性特性密度小，质量轻，密度小，质量轻，耐水，耐磨，耐腐耐水，耐磨，耐腐蚀性强，良好的绝蚀性强，良好的绝缘性和机械加工性缘性和机械加工性能能韧性好、强度韧性好、强度高、质量轻高、质量轻用途用途大量用于制造游乐大量用于制造游乐车、水上滑梯、运车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐输罐、电话亭、餐桌椅、地下废水管桌椅、地下废水管道等道等高尔夫球杆、高尔夫球杆、网球拍、羽毛
3、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、球拍、钓鱼竿、赛车、滑雪板赛车、滑雪板和冲浪板等体和冲浪板等体育用品育用品2.航空、航天领域中的复合材料航空、航天领域中的复合材料材料材料名称名称碳纤维增强金碳纤维增强金属基复合材料属基复合材料隔热陶瓷瓦隔热陶瓷瓦(纤纤维增强陶瓷维增强陶瓷)基体基体_增强增强体体_金属金属陶瓷陶瓷碳纤维碳纤维碳纤维等纤维碳纤维等纤维主要主要优点优点 耐高温，强度高，耐高温，强度高，导电、导热性好，导电、导热性好，不吸湿，不易老化不吸湿，不易老化等等耐高温、有韧耐高温、有韧性性主要主要用途用途飞机、火箭的机翼飞机、火箭的机翼和机身，导弹的壳和机身，导弹的壳体、尾翼体、尾翼航天飞机机身航
4、天飞机机身3.复合材料的发展方向复合材料的发展方向材料的复合正向着精材料的复合正向着精细化方向化方向发展，出展，出现了例如仿生复合、了例如仿生复合、纳米米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料家族中增添复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料家族中增添了了许多性能多性能优异、功能独特的新成异、功能独特的新成员。开放探究开放探究航天飞机机身上使用的隔热陶瓷是由何种增强体构成航天飞机机身上使用的隔热陶瓷是由何种增强体构成？基体的主要成分是什么？基体的主要成分是什么？提示：提示：增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维。基体主要增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维。基体主要成分有：
5、成分有：Al2O3陶瓷、陶瓷、MgOAl2O3陶瓷、陶瓷、SiO2陶瓷、陶瓷、Al2O3ZrO2陶瓷、陶瓷、Si3N4陶瓷、陶瓷、SiC陶瓷等。陶瓷等。 1复合材料中往往由一种材料做基体，另一种材料做复合材料中往往由一种材料做基体，另一种材料做()A增增强体体B发泡泡剂C防老防老剂 D增塑增塑剂解析：解析：复合材料由两部分组成：一部分称为基体，起黏结作用；复合材料由两部分组成：一部分称为基体，起黏结作用；另一部分称为增强体，起骨架作用。另一部分称为增强体，起骨架作用。答案：答案：A2下列物下列物质属于复合材料的是属于复合材料的是()A玻璃玻璃 B生物陶瓷生物陶瓷C光光导纤维 D玻璃玻璃钢解析：
6、解析：玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料，而玻璃、生物陶瓷、光导纤维均为无机非金属材料。复合材料，而玻璃、生物陶瓷、光导纤维均为无机非金属材料。 答案：答案：D3下列关于复合材料的下列关于复合材料的说法不正确的是法不正确的是()A复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的B复合材料既保持了原有材料的特点，又有复合材料既保持了原有材料的特点，又有优于原材料的特性于原材料的特性C在复合材料中，基体起骨架作用在复合材料中，基体起骨架作用D在复合材料中，增在复合材料中，增强体起骨架作用体起骨架作
7、用解析：解析：复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，这两种或复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料。在复合材料中起骨架作两种以上的材料必须是性质不同的材料。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的是基体。用的是增强体，起黏结作用的是基体。答案：答案：C无机非金属材料、金属材料、复合材料的比无机非金属材料、金属材料、复合材料的比较无机非金无机非金属材料属材料金属材料金属材料复合材料复合材料形形成成传统无机传统无机非金属材非金属材料是以含料是以含硅物质为硅物质为原料高温原料高温烧制而成烧制而成的的(1)纯金属材料可纯金属材料可由金属单质经过由金属
8、单质经过形状改变或表面形状改变或表面处理而成处理而成(2)合金合金由两种或两种以由两种或两种以上的金属上的金属(或金属或金属跟非金属跟非金属)熔合而熔合而成成将两种或两将两种或两种以上性质种以上性质不同的材料不同的材料经特殊加工经特殊加工而制成的材而制成的材料，由基体料，由基体和增强体组和增强体组成成实例实例(1)传统无机非金属传统无机非金属材料主要有玻璃、材料主要有玻璃、水泥、陶瓷等水泥、陶瓷等(2)新型无机非金属新型无机非金属材料包括光导纤维、材料包括光导纤维、高温结构陶瓷、生高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷物陶瓷、压电陶瓷等等(1)金、金、银、铜、银、铜、钛等钛等(2)铝合铝合金、钢金、
9、钢铁、不铁、不锈钢等锈钢等玻璃钢、玻璃钢、碳纤维碳纤维增强复增强复合材料、合材料、纤维增纤维增强陶瓷强陶瓷等等在解答复合材料时注意以下几点：在解答复合材料时注意以下几点：(1)复合材料为混合物，没有固定的熔沸点；复合材料为混合物，没有固定的熔沸点；(2)合金不是复合材料，二者体现的性质不同；合金不是复合材料，二者体现的性质不同；(3)明确基体、增强体各自的作用；明确基体、增强体各自的作用；(4)明确复合材料的分类标准；明确复合材料的分类标准；(5)清楚常见复合材料的基体、增强体及特性；清楚常见复合材料的基体、增强体及特性；(6)注意材料的元素组成与材料性能的关系。注意材料的元素组成与材料性能的
10、关系。普通玻璃、普通玻璃、钢铁和玻璃和玻璃钢是三种不同的材料，它是三种不同的材料，它们在性能方面差在性能方面差别很大。很大。请根据学根据学过的知的知识,回答下面回答下面问题。(1)普通玻璃的成分是普通玻璃的成分是_。(2)铁在人在人类的生的生产和生活中有着十分重要的和生活中有着十分重要的应用。用。铁的的应用，用，经历了了_到到_到到_的演的演变过程。程。(3)某种复合材料具有耐高温、某种复合材料具有耐高温、强度高、度高、导电性好，性好，导热性好的特性好的特点，估点，估计该复合材料的基体和增复合材料的基体和增强体材料可能分体材料可能分别是是()A金属；金属；CB陶瓷；陶瓷；SiO2C合成合成树脂
11、；脂；SiO2、Al2O3、MgO D合成合成树脂；脂；C(1)玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要原料是纯碱、石玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英。生产玻璃时，把原料粉碎后按一定比例混合后，放灰石和石英。生产玻璃时，把原料粉碎后按一定比例混合后，放入玻璃熔炉中加强热，石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳，入玻璃熔炉中加强热，石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳，纯碱与石英反应生成硅酸钠和二氧化碳，但原料中石英是过量的，纯碱与石英反应生成硅酸钠和二氧化碳，但原料中石英是过量的，所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠、二
12、氧化硅。(2)由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且不易加工，人们就想由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且不易加工，人们就想办法降低生铁中的碳元素，调节其中的硅、锰等元素，将铁转化为钢，办法降低生铁中的碳元素，调节其中的硅、锰等元素，将铁转化为钢，大大改善了其性能。但是，钢铁很容易锈蚀，于是不锈钢应运而生。大大改善了其性能。但是，钢铁很容易锈蚀，于是不锈钢应运而生。因此，铁的应用经历了因此，铁的应用经历了“铁铁普通钢普通钢不锈钢等特种钢不锈钢等特种钢”的演的演变过程。变过程。(3)复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该为金属和
13、为金属和C的复合材料。的复合材料。答案：答案：(1)硅酸硅酸钙、硅酸、硅酸钠、二氧化硅、二氧化硅 (2)铁普通普通钢不不锈钢(3)A下列下列说法正确的是法正确的是()A所有复合材料都由基体和增所有复合材料都由基体和增强体两部分体两部分组成成B复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种C基体在复合材料中起骨架作用基体在复合材料中起骨架作用D复合材料按基体材料分复合材料按基体材料分类可分可分为树脂基复合材料、金属基复脂基复合材料、金属基复合材料和合材料和纤维增增强复合材料复合材料解析：解析：因为复合材料都由基体和增强体两部分组成，所以其化学因为复合材料
14、都由基体和增强体两部分组成，所以其化学成分至少有两种，成分至少有两种，B项错；基体在复合材料中起黏结作用，项错；基体在复合材料中起黏结作用，C项错；项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，D项错。项错。答案：答案：A1下列关于复合材料的下列关于复合材料的说法正确的是法正确的是()A将不同性将不同性质的材料的材料经简单混合便成复合材料混合便成复合材料B合金属于复合材料合金属于复合材料C复合材料中的两部分作用相同复合材料中
15、的两部分作用相同D复合材料是由两种或两种以上不同性复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料的材料经特殊加工而特殊加工而制成的制成的解析：解析：本题考查复合材料的概念，它不同于混合物、不同于合本题考查复合材料的概念，它不同于混合物、不同于合金。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而金。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是材料的简单混合。复合材料的两部分作用是不同制成的，并不是材料的简单混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。答案：答案：D2下列复合材料的下列复合材料的类别中，有一种与其
16、他三种不同，中，有一种与其他三种不同，这一种是一种是()A金属基复合材料金属基复合材料B树脂基复合材料脂基复合材料C颗粒增粒增强复合材料复合材料 D陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料解析：解析：按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等。按增强体的形状分类，可分为颗粒增强复和陶瓷基复合材料等。按增强体的形状分类，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。只有合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。只有C选项是选项是按增强体的形状分类的。按增强体的形状分类的。答案：答案：C3“神舟七号神舟七号”飞船表面船表面
17、镶贴有特制的陶瓷瓦，其主要目的是有特制的陶瓷瓦，其主要目的是()A增加增加飞船的船的强度，防止流星及太空垃圾撞度，防止流星及太空垃圾撞击而而损坏坏飞船船B将太阳能将太阳能转化化为电能供能供飞船使用船使用C便于雷达跟踪，接受地面指便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令中心的指令D在在飞船返回船返回进入大气入大气层时，陶瓷片耐高温隔，陶瓷片耐高温隔热，能有效保，能有效保护飞船平安返回地面船平安返回地面解析：解析：飞船表面的陶瓷瓦是以陶瓷为基体，碳纤维、碳化硅纤飞船表面的陶瓷瓦是以陶瓷为基体，碳纤维、碳化硅纤维、氧化硅纤维为增强体的复合材料，它的性能有耐高温、韧性维、氧化硅纤维为增强体的复合材料，它的
18、性能有耐高温、韧性强；飞船在返回进入大气层时，与空气摩擦会产生几千度高温，强；飞船在返回进入大气层时，与空气摩擦会产生几千度高温，陶瓷瓦起耐高温、隔热作用，保护飞船平安返回地面。陶瓷瓦起耐高温、隔热作用，保护飞船平安返回地面。答案：答案：D4某种复合材料具有耐高温、某种复合材料具有耐高温、强度高、度高、导电性好、性好、导热性好的特性好的特点，估点，估计该复合材料的基体和增复合材料的基体和增强体材料可能分体材料可能分别是是()A金属；金属；C纤维B陶瓷；陶瓷；SiO2C合成合成树脂；脂；SiO2、Al2O3、MgOD合成合成树脂；脂；C纤维解析：解析：复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之
19、间协复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性，因此要注意体会物质的元素同作用，形成了优于原材料的特性，因此要注意体会物质的元素组成与材料性能的关系。组成与材料性能的关系。复合材料兼有基体和增强体的优点，根据题意可判断，可能为金复合材料兼有基体和增强体的优点，根据题意可判断，可能为金属和属和C纤维的复合材料。纤维的复合材料。答案：答案：A5把把钢铁，Cu，陶瓷，陶瓷，光光纤，氮化硅陶瓷，氮化硅陶瓷，金，金，水泥，水泥，合成合成纤维，玻璃玻璃钢，塑料等材料按分塑料等材料按分类填写在下填写在下列横列横线上上(填写序号填写序号)：(1)黑色金属材料黑色金属材料_。(2)有色金属材料有色金属材料_。(3)传统无机非金属材料无机非金属材料_。(4)新型无机非金属材料新型无机非金属材料_。(5)复合材料复合材料_。(6)有机合成材料有机合成材料_。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5) (6)练规范、练技能、练速度
