初中化學(xué)92新型材料的研制高品質(zhì)版

1、第2節(jié) 新型材料的研制,一. 金屬材料二. 無(wú)機(jī)非金屬材料三. 合成材料四. 復(fù)合材料,學(xué)習(xí)目標(biāo),金屬材料(各種純金屬和合金),貯氫合金,戰(zhàn)國(guó) 青銅器錯(cuò)金犀牛尊,一. 金屬材料,制造下一代晶片的硅合金美國(guó)德拉瓦大學(xué)的科學(xué)家正研究新的硅合金，它是由硅碳化物及鍺組成的合金，可以用作生產(chǎn)更快、更穩(wěn)定的下一代晶片。 德拉瓦大學(xué)的高魯斯教授(Professor James Kolodzey)解釋說(shuō)，用鍺造的晶片能夠提供比硅晶片更快的速

2、度，硅碳化物可以經(jīng)受華氏六百多度的高溫，而硅只能經(jīng)受華氏二百五十多度的溫度，因此，硅碳化物比硅更適宜在高溫條件下使用，此外，這種新的硅碳化物及鍺組成的合金有更好的導(dǎo)電性。,鈦車架 金屬材料,從外形上看，鈦很像鋼鐵，但和鋼鐵相比，具有很多優(yōu)異性能。因此，鈦可成為一種發(fā)展快、用途廣、收效大的金屬。目前，有人把鈦叫做“時(shí)髦金屬”，也有人根據(jù)鈦在工業(yè)上發(fā)揮的重要作用及其在未來(lái)

3、發(fā)展趨勢(shì)，把鈦稱為第三金屬（第一金屬指鋼鐵，第二金屬指鋁）、未來(lái)的鋼鐵。,在飛機(jī)制造工業(yè)上,鈦的比強(qiáng)度是目前使用材料中最大的，是不銹鋼的3倍，是鋁合金的1.3倍。 隨著航空工業(yè)的發(fā)展，飛機(jī)的飛行速度越來(lái)越快。速度越快、飛機(jī)跟空氣摩擦產(chǎn)生的飛機(jī)表面溫度就越高，當(dāng)速度達(dá)到2.2倍音速的時(shí)候，鋁合金已經(jīng)不能勝任，而用鋼又太重，只有采用鈦合金，所以有人說(shuō)，如果沒(méi)有鈦合金作為制造材料，就不能發(fā)展2.5倍音速以上的超音速飛機(jī)。 在宇

4、宙航行上，使用了鈦以后，可以大大減輕飛行器的重量。從經(jīng)濟(jì)效果來(lái)看，由于結(jié)構(gòu)重量的減輕，能夠大量節(jié)省燃料，同時(shí)可以大大降低火箭和導(dǎo)彈的建造和發(fā)射費(fèi)用。,鈦的耐腐蝕能力非常強(qiáng)，特別是對(duì)海水的抗腐蝕能力，可以與白金相媲美。曾經(jīng)有人把金屬鈦放在海水中浸泡了四年半，取出來(lái)以后觀察，幾乎沒(méi)有被腐蝕，所以，鈦是制造艦艇的良好材料。在合金鋼中加入少量的鈦，可以大大改善鋼的性能，提高鋼的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性能。 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)證明：鈦在人體內(nèi)沒(méi)有

5、毒性，和人體的分泌物不起作用，對(duì)任何殺菌方法都適應(yīng)，且沒(méi)有磁性，所以，國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)用鈦?zhàn)鞒C形外科材料和醫(yī)療器械。,二. 無(wú)機(jī)非金屬材料 水泥 玻璃 陶瓷,氮化硅的陶瓷制品,法國(guó)制造出導(dǎo)電性能極強(qiáng)的金剛石半導(dǎo)體法國(guó)國(guó)家科研中心固體物理和結(jié)晶實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，最近研制出一種比普通金剛石半導(dǎo)體導(dǎo)電性能高出近1萬(wàn)倍的新型金剛石半導(dǎo)體，為電子元器件的開(kāi)發(fā)提供了新材料。金剛石由碳原子構(gòu)成，一般不導(dǎo)電，純凈的金剛石其實(shí)是良好的絕緣體。但是，如果在金

6、剛石中摻入少量的硼或者氮，它就會(huì)變成半導(dǎo)體。由于金剛石半導(dǎo)體體積小、耐高溫，因此它在電子或光電子元器件制造方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。用金剛石半導(dǎo)體膜制作的芯片能在幾百攝氏度的高溫下正常工作，而硅芯片的工作溫度不能超過(guò)150攝氏度。此外，金剛石電子元器件的體積可以更小，它能夠在硅電子產(chǎn)品無(wú)法應(yīng)用的場(chǎng)合發(fā)揮不可替代的作用。,三.合成材料(都是有機(jī)物高分子),合成橡膠,合 成 纖 維,優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度大,耐磨.耐化學(xué)腐蝕,,了解合成纖維與

7、天然纖維,蛋白質(zhì)的區(qū)別.,塑料,活動(dòng)與探究,常見(jiàn)的塑料 聚乙烯和聚氯乙烯的區(qū)別,聚乙烯 易燃燒，上端黃色，下端藍(lán)色，熔融 滴落，有燒蠟燭的氣味，離火后繼續(xù)燃燒,聚氯乙烯 不易燃燒，黃色、邊緣帶綠色，冒白 煙， 軟化，能拉絲，有HCl的刺激性氣味，離火即熄滅。,白色污染,目前，廢棄塑料的治理渠道，國(guó)內(nèi)外多年普遍采取填埋和焚燒方式。但研究表明，廢棄塑料在填埋后200多年才能分解完畢，且分解

8、過(guò)程中會(huì)溶出有毒物質(zhì)，易產(chǎn)生對(duì)土質(zhì)的破壞；焚燒方式會(huì)使有害氣體釋放到空氣中，影響大氣環(huán)境及周邊環(huán)境。,在全世界，每年都要拋棄幾百萬(wàn)噸廢舊塑料，大部分直接丟入海洋。沒(méi)有拋入海洋的塑料垃圾，便在陸地上形成了白色污染。 許多人認(rèn)為塑料垃圾最終是會(huì)分解的，但是，這種分解可能需要50年之久，這是人們所始料不及的。在這漫長(zhǎng)的50年里，許多垃圾聚積在海洋和陸地上，特別是塑料垃圾浮于海面上，被海生動(dòng)物誤認(rèn)為海蜇等食物，于是造成了生態(tài)失衡。每年

9、丟入海洋里的大量塑料漁具會(huì)將海洋動(dòng)物卷纏在里面，這又是一種危害。,白色污染,為了減輕塑料垃圾的危害，人們首先想到要回歸自然，紙便是最早使用的包裝材料。可是，造紙需要消耗大量木材，使原本不夠的森林被采伐，減少地球植被。另外，最令人頭痛的是，現(xiàn)代造紙工業(yè)乃是污染大戶，它給江河湖泊造成的污染一點(diǎn)也不亞于塑料垃圾，因此，現(xiàn)今的有識(shí)之士都認(rèn)為不應(yīng)該大力提倡紙包裝和紙餐具。 有些化學(xué)家把注意力集中在用淀粉制造包裝材料和餐具，淀粉的優(yōu)點(diǎn)在于

10、：①它是無(wú)毒的；②制造淀粉的原料來(lái)自農(nóng)業(yè)，來(lái)源豐富，價(jià)格低廉；③淀粉是一種很容易降解的化合物，能通過(guò)下圖所示過(guò)程降解，最終的產(chǎn)物是無(wú)毒、無(wú)害、安全性極高的葡萄糖。,變“白色污染”為車用燃油　　城市周圍堆積如山的塑料垃圾和交通沿線滿地飄飛的塑料食品袋完全可以被回收冶煉為汽油、柴油，北京夢(mèng)藍(lán)固體廢棄物再生利用公司成功解決了廢棄塑料油化技術(shù)中焦化、排渣、溫控等關(guān)鍵問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出自已的工藝系統(tǒng)和成套設(shè)備。國(guó)家石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心認(rèn)定其符合國(guó)

11、家對(duì)車用燃油的標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)專家建議盡快組織推廣應(yīng)用，以緩解“白色污染”給人類帶來(lái)的環(huán)境危機(jī)。　　北京市夢(mèng)藍(lán)固體廢棄物再生利用技術(shù)有限公司認(rèn)為把廢棄塑料經(jīng)催化裂解制為燃料，是物質(zhì)重新循環(huán)同時(shí)也能避免二次污染的重要途徑，代表著廢棄塑料的處理方向。實(shí)踐證明，采用該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備在連續(xù)生產(chǎn)的情況下，日處理廢棄塑料能力強(qiáng)、汽柴油轉(zhuǎn)化率高，符合車用燃油的標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。,“本征導(dǎo)電聚合物”是以共軛雙鍵為主鏈的聚合物，例如聚乙炔、聚吡咯

12、、聚苯胺等 利用”本征導(dǎo)電聚合物”處于中性狀態(tài)和摻雜充電狀態(tài)時(shí)的顏色可逆轉(zhuǎn)換這一特性，可制成透明度可調(diào)的智能窗。夏季時(shí)，智能窗調(diào)成深色，吸收部分日光，可保持室內(nèi)涼爽。冬季白天將智能窗調(diào)成透明，讓可見(jiàn)光和紅外線輻射進(jìn)入室內(nèi)，作為取暖的熱源。冬季夜間又將智能窗調(diào)成深色，不讓室內(nèi)熱量通過(guò)紅外線輻射逸散到室外，智能窗起到了保暖作用。,科學(xué)前沿,四. 復(fù)合材料,四. 復(fù)合材料,在新型材料發(fā)展中，人們已經(jīng)制出了泡沫鋁合金，它的密度只有0.1

13、6～0.5 g/cm3，比木材還輕，可以浮在水面上，并且有很大的剛性、吸音性、抗沖擊性。鋁基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度比一般鋁合金的強(qiáng)度提高了10～100倍。以氧化鋁為金屬基的復(fù)合氧化鋁纖維具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐溫、導(dǎo)熱、剛性，沿纖維方向熱膨脹少等優(yōu)良性能。B—Al和C—Al復(fù)合材料已用于制造航天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)框架，經(jīng)受了宇航過(guò)程中的嚴(yán)峻考驗(yàn)。,人工合成的智能型復(fù)合材料稱為機(jī)敏材料. 根據(jù)響應(yīng)方式不同，機(jī)敏材料可以分為主動(dòng)控制式和被 動(dòng)控制

14、式兩種。 主動(dòng)控制式機(jī)敏材料具有先進(jìn)和復(fù)雜的功能，可自動(dòng)檢測(cè)材料的動(dòng)力和靜力，在允許范圍內(nèi)比較測(cè)定結(jié)果，經(jīng)過(guò)篩選確定適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，控制不希望出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)特性。 被動(dòng)控制式機(jī)敏材料只能傳輸傳感器所感受到的信息（如位移、應(yīng)變、溫度、壓力、加速度等），這種機(jī)敏材料的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于低級(jí)智能材料。 美國(guó)兩家航空公司研制“智能飛機(jī)蒙皮”，把微傳感器、微處理器、微型天線、發(fā)射器、接收器等植入用含導(dǎo)電的復(fù)合材料制造的飛機(jī)蒙

15、皮中，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備和飛機(jī)機(jī)體一體化。,科學(xué)前沿,1、下列有關(guān)高分子化合物性質(zhì)的描述不正確的是（ ） A、一般具有良好的絕緣性 B、均不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑 C、均不耐熱，受熱后易熔化改變?cè)瓉?lái)形狀 D、一般比同質(zhì)量金屬?gòu)?qiáng)度大2、綜合治理“白色污染”的各種措施中，最有前景的是（ ） A、填埋或向海中傾倒處理 B、熱分解或熔融再生處理 C、

16、積極尋找紙等纖維類制品替代塑料 D、開(kāi)發(fā)研制降解塑料3、下列材料中。屬于無(wú)機(jī)非金屬材料的是（ ） A、鋼筋混凝土 B、塑料 C、陶瓷 D、鋼鐵,化學(xué)與材料 課堂練習(xí),D,D,C,4、下列纖維中，屬于化學(xué)纖維的是（ ） A、滌綸 B、羊毛 C、蠶絲 D、棉花5、為了增強(qiáng)某些制品的彈性，往往需要進(jìn)行硫化處理，橡膠制品硫化程度

17、越高，強(qiáng)度越大，彈性越差。請(qǐng)分析下列橡膠制品硫化程度最高的是（ ） A、橡皮筋 B、汽車外胎 C、普通氣球 D、醫(yī)生乳膠手套6、有機(jī)高分子材料是材料發(fā)展史上的一次突破，下列屬于有機(jī)高分子合成材料的是（ ） ⑴家用保鮮袋；⑵不銹鋼；⑶淀粉；⑷尼龍布；⑸汽車輪胎 A、⑴⑷⑸ B、⑵⑶⑷ C、⑵⑶⑸ D、⑴⑸,A,B,A,7.下列各組材料中,均屬無(wú)機(jī)非金

18、屬材料的一組是( )   A.玻璃、光導(dǎo)纖維、羥基磷酸鈣 B.光導(dǎo)纖維、合成纖維、混凝土  C.羥基磷酸鈣、高壓鍋材料、聚乙烯 D.氧化鋁陶瓷、碳化硅、硫化橡膠 8.倡導(dǎo)“免贈(zèng)賀卡”“免用一次性木筷”、“免用餐巾紙”的出發(fā)點(diǎn)是( )  A.減少個(gè)人經(jīng)濟(jì)支出 B.節(jié)約木材，保護(hù)森林　  C.減少城市固體垃圾 D.移風(fēng)易俗,D,B,

19、9、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的蒸發(fā)皿是用陶瓷材料制成的，應(yīng)用于了陶瓷的( )   A.耐高溫性B.脆性  C.抗腐蝕性 D.絕緣性10、下列制品屬于復(fù)合材料的是( )   A.塑料薄膜 B.汽車外胎 C.玻璃儀器D.不銹鋼,A,Ｂ,隨著年歲的疊加，我們會(huì)漸漸發(fā)現(xiàn)：越是有智慧的人，越是謙虛，因?yàn)榘侯^的只是稗子，低頭的才是稻子；越是富有的人，越是高貴，因?yàn)檎嬲母辉Ｊ庆`魂上的高貴

20、以及精神世界的富足；越是優(yōu)秀的人，越是努力，因?yàn)閮?yōu)秀從來(lái)不是與生俱來(lái)，從來(lái)不是一蹴而就。隨著滄桑的累積，我們也會(huì)慢慢懂得：成功的路，其實(shí)并不擁擠，因?yàn)槟軌驁?jiān)持到底的人實(shí)在太少；所有優(yōu)秀的人，其實(shí)就是活得很努力的人，所謂的勝利，其實(shí)最后就是自身價(jià)值觀的勝利。人到中年，突然間醒悟許多，總算明白：人生，只有將世間的路一一走遍，才能到盡頭；生活，只有將塵世況味種種嘗遍，才能熬出頭。這世間，從來(lái)沒(méi)有最好，只有更好。每天，總想要努力醒得比太陽(yáng)還早，

21、因?yàn)榭傆X(jué)得世間萬(wàn)物，太陽(yáng)是最能賜人力量和能量的。每當(dāng)面對(duì)噴薄的日出，心中的太陽(yáng)隨之冉冉騰起，生命之火熊熊燃燒，生活的熱情就會(huì)光芒四射。我真的難以想象，那些從來(lái)不早起的人，一生到底能夠看到幾回日升？那些從來(lái)沒(méi)有良好習(xí)慣的人，活到最后到底該是多么的遺憾與愧疚？曾國(guó)藩說(shuō)：早晨不起，誤一天的事；幼時(shí)不學(xué)，誤一生的事。尼采也說(shuō)：每一個(gè)不曾起舞的日子，都是對(duì)生命的辜負(fù)。光陰易逝，豈容我待？越是努力的人，越是沒(méi)有時(shí)間抱怨，越是沒(méi)有工夫頹喪。每當(dāng)走在黎

22、明的曙光里，看到那些兢兢業(yè)業(yè)清潔城市的“美容師”，我就會(huì)由衷地欣賞并在心底贊嘆他們，因?yàn)樗麄兓畹煤芘苷J(rèn)真。每當(dāng)看見(jiàn)那些奔跑在朝霞絢爛里的晨練者，我就會(huì)從心里為他們豎起大拇指，因?yàn)樗麄兘o自己力量的同時(shí)，也贈(zèng)予他人能量。我總覺(jué)得：你可以不優(yōu)秀，但你必須有認(rèn)真的態(tài)度；你可以不成功，但你必須努力。這個(gè)世界上，從來(lái)沒(méi)有誰(shuí)比誰(shuí)更優(yōu)秀，只有誰(shuí)比誰(shuí)更努力。我也始終認(rèn)為：一個(gè)活得很努力的人，自帶光芒萬(wàn)丈；一個(gè)人認(rèn)真的樣子，比任何時(shí)候都要美好；一個(gè)能夠

23、自律自控的人，他的人生也就成功了大半。世間每一種的好，從來(lái)都只為懂得努力的人盛裝而來(lái)。有時(shí)候，我真的感覺(jué)，人生的另一個(gè)名字應(yīng)該叫做努力，努力了就會(huì)無(wú)悔，努力了就會(huì)無(wú)愧；生活的另一種說(shuō)法應(yīng)該叫做煎熬，熬過(guò)了漫漫黑夜，天就亮了，熬過(guò)了蕭蕭冬日，春天就來(lái)了。人生不易，越努力越幸運(yùn)；余生不長(zhǎng)，越珍惜越精彩。人生，是一本太倉(cāng)促的書(shū)，越認(rèn)真越深刻；生命，是一條無(wú)名的河，越往前越深邃。愿你不要為已逝的年華嘆息，不要為前路的茫茫而裹足不前愿你相信所有的

24、堅(jiān)持總能奏響黎明的號(hào)角，所有的努力總能孕育碩果的盛駕光臨。愿你堅(jiān)信越是成功的人越是不允許自己頹廢散漫，越是優(yōu)秀的人越是努力……生活中很多時(shí)候，我們遇到一些復(fù)雜的情況，會(huì)很容易被眼前的障礙所蒙蔽，找不到解決問(wèn)題的方法。這時(shí)候，如果能從當(dāng)前的環(huán)境脫離出來(lái)，從一個(gè)新角度去解決問(wèn)題，也許就會(huì)柳暗花明。一個(gè)土豪，每次出門(mén)都擔(dān)心家中被盜，想買(mǎi)只狼狗栓門(mén)前護(hù)院，但又不想雇人喂狗浪費(fèi)銀兩?？嗨剂季煤蠼K得一法：每次出門(mén)前把WiFi修改成無(wú)密碼，然后放心出

25、門(mén)每次回來(lái)都能看到十幾個(gè)人捧著手機(jī)蹲在自家門(mén)口，從此無(wú)憂。護(hù)院，未必一定要養(yǎng)狗換個(gè)角度想問(wèn)題，結(jié)果大不同。一位大爺?shù)讲耸袌?chǎng)買(mǎi)菜，挑了3個(gè)西紅柿到到秤盤(pán)，攤主秤了下：“一斤半3塊7?！贝鬆敚骸白鰷挥媚敲炊??！比サ袅俗畲蟮奈骷t柿。攤主:“一斤二兩，3塊?！闭?dāng)身邊人想提醒大爺注意秤時(shí)，大爺從容的掏出了七毛錢(qián)，拿起剛剛?cè)サ舻哪莻€(gè)大的西紅柿，瀟灑地?fù)Q種算法，獨(dú)辟蹊徑，你會(huì)發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的另一個(gè)方法。生活中，我們特別容易陷入非A即B的思維死角，但

26、其實(shí)，遭遇兩難困境時(shí)換個(gè)角度思考，也許就會(huì)明白：路的旁邊還有路。一個(gè)魚(yú)塘新開(kāi)張，釣費(fèi)100塊。釣了一整天沒(méi)釣到魚(yú)，老板說(shuō)凡是沒(méi)釣到的就送一只雞。很多人都去了，回來(lái)的時(shí)候每人拎著一只雞，大家都很高興！覺(jué)得老板很夠意思。后來(lái)，釣魚(yú)場(chǎng)看門(mén)大爺告訴大家，老板本來(lái)就是個(gè)養(yǎng)雞專業(yè)戶，這魚(yú)塘本來(lái)就沒(méi)魚(yú)。巧妙的去庫(kù)存，還讓顧客心甘情愿買(mǎi)單。新時(shí)代，做營(yíng)銷，必須打破傳統(tǒng)思維。孩子不愿意做爸爸留的課外作業(yè)，于是爸爸靈機(jī)一動(dòng)說(shuō)：兒子，我來(lái)做作業(yè)，你來(lái)檢查如何

27、？孩子高興的答應(yīng)了，并且把爸爸的“作業(yè)”認(rèn)真的檢查了一遍，還列出算式給爸爸講解了一遍不過(guò)他可能怎么也不明白為什么爸爸所有作業(yè)都做錯(cuò)了。巧妙轉(zhuǎn)換角色，后退一步，有時(shí)候是另一種前進(jìn)。一個(gè)博士群里有人提問(wèn)：一滴水從很高很高的地方自由落體下來(lái)，砸到人會(huì)不會(huì)砸傷？或砸死？群里一下就熱鬧起來(lái)，各種公式，各種假設(shè)，各種阻力，重力，加速度的計(jì)算，足足討論了近一個(gè)小時(shí) 后來(lái)，一個(gè)不小心進(jìn)錯(cuò)群的人默默問(wèn)了一句：你們沒(méi)有淋過(guò)雨嗎 人們常常容易被日常思維所禁錮