春九级化学全册新型材料的研制新沪教 56页

石器时代 青铜器时代 青铜（主要为 Cu 、 Sn 合金） 青铜（主要为 Cu 、 Sn 合金） 青铜器（战国）错金犀牛尊 青铜器（战国）司母戊方鼎 青铜器时代 铁 器 时 代 铁耙 两汉时期　西汉农具 材料 --------- 人类文明的基石 让我们详细了解这些材料吧！！ 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 金属材料： 纯金属和合金 航母 航母 钛合金与人体有很好的 “ 相容性 ” ，因此可用来制造人造骨 钛和钛合金 被认为是 21 世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛 用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等 钛金属腕表 钛合金 钛合金优点： 高强度 高韧性 耐腐蚀 质地轻 储氢合金 主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金 重要应用 利用储氢合金制造镍氢电池 形状记忆合金 是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料 。 在航空上的应用 —— 　　　　月球上的“奇葩” 在室温下用形状记忆合金制成抛物面天线，然后把它揉成直径 5 厘米以下的小团，放入阿波罗 11 号的舱内，在月面上经太阳光的照射加热使它恢复到原来的抛物面形状。这样就能用空间有限的火箭舱运送体积庞大的天线了。 形状记忆合金的发现 　　　 20 世纪 60 年代初，美国马里兰州海军军械研究所的科学家比勒，用镍钛合金丝做试验。这些合金丝弯弯曲曲，为了使用方便，他把这些合金丝弄直了。但是，当他无意中把合金丝靠近火的时候，奇迹发生了：已经弄直的合金丝居然完全恢复了它们原来弯弯曲曲的形状。 形状记忆合金的特点 形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态 ( 形状和体积 ) ，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。 全程 Ti-Ni 记忆合金花 金属材料 包括纯金属和合金 金属材料使用的历史 几种新型合金 钛合金 储氢合金 “ 形状记忆 ” 合金 青铜器时代：青铜 铁器时代：生铁和钢 近现代 : 铝 金属材料在人类社会发展中起着重要的作用，但是人们需要防止金属材料的腐蚀，延长金属材料的使用寿命。请你结合已学过的知识和已有的生活经验，谈一谈在使用金属材料时应注意哪些问题？ 问题 ◆ 思考 交流与讨论 我们发现在金属利用的过程中 , 首先利用青铜 , 然后开始使用铁及钢制品 , 到近现代才开始利用铝制品 . 请你思考一下 , 这样一个顺序与那些因素有关 ? 金属活动性强弱 冶炼金属的难易程度 无机非金属材料 陶瓷、水泥、大理石、 玻璃等 古代的陶瓷 新型陶瓷材料 其他无机非金属材料 古代的陶瓷 —— 陶器 新石器时代马家窑文化 螺旋纹彩陶双耳瓮 新石器时代半坡文化 陶俑壶 新石器时代 彩陶人面纹钵 古代的陶瓷 —— 瓷器 清光绪 青花云纹瓶 唐 骆驼载乐俑 北宋 白釉刻花梅瓶 某些新型陶瓷能承受高温、强度高 氮化硅 (Si 3 N 4 ) 陶瓷在 1200℃ 左右的高温下，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。 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，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。 医用 B 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：将电脉冲转变成机械振动，产生超声波。 玻璃 污染变色玻璃 　　美国加州大气污染观测实验室研制出一种能探测污染的污染变色玻璃。这种玻璃受到污染气体污染时能改变颜色，例如当受到酸性气体污染时变成绿色、受到含胺气体污染时变成黄灰色等，用它来制作污染检测材料和标示材料将具有广泛的用途。 自洁玻璃 　　日本东京大学发明了一种二氧化钛（ TiO 2 ）涂层玻璃，能防止污垢和水点聚积于表面，可达到自动清洗和防震的效果，可不费气力清洁玻璃窗。 新型无机非金属材料 —— 光导纤维 涂有隐形材料的飞机 ---F117 有机高 分子材料 天然材料 合成材料 天然橡胶 天然纤维 ： 棉花、羊毛 塑 料 合成纤维 合成橡胶 有机高分子材料（以石油为原料的三大合成材料） 塑料 聚乙烯塑料：食品袋 聚氯乙烯塑料：服装袋、农 用薄膜、雨衣等 合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等 合成橡胶：轮胎 优点：强度大、密度小； 缺点：不耐高温 纤维 天然纤维： 毛、丝 、麻、棉 化学纤维 合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等 人造纤维：人造棉、人造丝等 （蛋白质） 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。 棉花和羊毛的纤维都是天然纤维 藏 羚 羊 纤维皇后 —— 绒之王 羊绒是 一根根细而弯曲的纤维 ，其中含有很多的空气，并形成空气层，可以防御外来冷空气的侵袭，保留体温不会减低。 一只绒山羊每年产绒仅 150-200 克。 羊绒纤维比 羊毛细 很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑，重量轻、柔软、韧性好  由于天然有机高分子材料的有限，人们以 石油、煤、天然气、 等物质作原料，经化学合成和加工制得的化学高分子材料，主要有塑料、合成橡胶、合成纤维 。 有机合成材料 （１）塑料：塑料 的品种很多，用途 也各不相同。常见 的塑料：聚乙烯 （ PE ）、聚氯乙烯 （ PVC ）、聚苯乙 烯（ PS ）、有机玻 璃（ PMMA ）和电 木塑料。 使用最多的是聚 乙烯塑料和聚氯乙 烯塑料。 聚氯乙烯 聚乙烯 考考你？你知道聚乙烯和聚氯乙烯的区别方法吗？ 提示你：聚氯乙烯含有 C 、 H 、 Cl 三种元素而聚乙烯只含有 C 、 H 两种元素。 实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯 实验样品 实 验 现 象 解释与结论 聚乙烯 聚氯乙烯 组成元素为 C 、 H ，生成物为 CO 2 、 H 2 O ，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 CO 2 、 H 2 O 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 （ 3 ）塑料的应用带来的负面影响 ——“ 白色污染” 如何在生活中减少“白色污染”的产生？ 怎样减少白色污染？ 1 、 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 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 利用回收的废塑料使之资源化 —— 垃圾是放错了位置的资源 1 、直接作为材料 2 、制燃料油 3 、制燃料气 4 、用化学方法加工制防水材料 （ 2 ）合成橡胶 人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 可耐两千度高温的透明橡胶 （ 3 ）合成纤维 合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适美观。 活动 ◆ 探究 天然纤维和人造纤维的区别？ 几种纤维的性质比较实验 性质 纤维 种类 灼烧情况 受酸影响 受碱液影响 结论与解释 棉花 （天然植物纤维） 迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，固体剩余物松脆 变脆 稍微膨胀，变脆 植物纤维主要是由纤维素组成，在酸性或者碱性溶液中容易水解为葡萄糖 羊毛线 （天然动物纤维） 燃烧，并产生烧焦羽毛的气味，固体剩余物松脆 几乎无变化 变脆 动物纤维中含有蛋白质，在碱性溶液中容易被分解。 尼龙线 （合成纤维） 燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，冷却后固体剩余物变硬 几乎无变化 几乎无变化 合成纤维耐酸碱溶液的腐蚀 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； （ 4 ）碳纤维 机动车轮胎 玻璃钢 9 ． 2008 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 。 ①奥运场馆周围采用太阳能路灯照明；②在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车；③场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术；④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 (C 2 H 2 F 2 )n] ，这种材料美观、耐用，可以使用 15 至 20 年。以下关于 ETFE 的说法中正确的是 。 ①属于有机物；②属于有机合成材料；③易溶于水，能与空气中的氧气反应；④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 (C 3 H 8 ) ，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