高中化学 4.3复合材料课件 鲁科版必修1.ppt

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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，叫经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，又使各组分之间的特点，又使各组分之间_，形成了优于原材料的特性。，形成了优于原材料的特性。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

2、的复合材料二、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玻璃钢钢碳碳纤维纤维增增强强复合材料复合材料组组成成基体基体_增增强强体体 _合成合成树树脂脂玻璃玻璃纤维纤维合成合成树树脂脂碳碳纤维纤维特性特性密度小，密度小，质质量量轻轻，耐水，耐磨，耐腐耐水，耐磨，耐腐蚀蚀性性强强，良好的，良好的绝绝缘缘性和机械加工性性和机械加工性能能韧韧性好、性好、强强度度高、高、质质量量轻轻用途用途大量用于制造游大量用于制造游乐乐车车、水上滑梯、运、水上滑梯、运输输罐、罐、电话电话亭、餐亭、餐桌椅、地下桌椅、地下废废水管水管道等道等高高尔尔夫球杆、夫球杆、网球拍

3、、羽毛网球拍、羽毛球拍、球拍、钓鱼钓鱼竿、竿、赛车赛车、滑雪板、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碳纤维纤维增增强强金金属基复合材料属基复合材料隔隔热热陶瓷瓦陶瓷瓦(纤纤维维增增强强陶瓷陶瓷)基体基体_增增强强体体_金属金属陶瓷陶瓷碳碳纤维纤维碳碳纤维纤维等等纤维纤维主要主要优优点点 耐高温，耐高温，强强度高，度高，导电导电、导热导热性好，性好，不吸湿，不易老化不吸湿，不易老化等等耐高温、有耐高温、有韧韧性性主要主要用途用途飞飞机、火箭的机翼机、火箭的机翼和机身，和机身，导弹导弹的壳的壳体、尾翼体、尾翼航天航天飞

4、飞机机身机机身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细化方向发展，出现了例材料的复合正向着精细化方向发展，出现了例如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料家族中增添了许多性等新方法，使得复合材料家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。能优异、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？由何种增强体构成？基体的主要成分是什么？提示：提示：增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维。基体主要成

5、分有：硅纤维。基体主要成分有：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，另一复合材料中往往由一种材料做基体，另一种材料做种材料做()A增强体增强体B发泡剂发泡剂C防老剂防老剂 D增塑剂增塑剂解析：解析：复合材料由两部分组成：一部分称为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，起基体，起黏结作用；另一部分称为增强体，起骨架作用。骨架作用。答案：答案：A2下列物质属于复合材料的是下列物质属于复合材料的是()A玻璃玻璃 B生物陶瓷生物陶瓷

6、C光导纤维光导纤维 D玻璃钢玻璃钢解析：解析：玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、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。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说法不正确的是下列关于复合材料的说法不正确的是()A复合材料一定是由两种或两种以上材料制复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的成的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优于原材料的特性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，

7、增强体起骨架作用在复合材料中，增强体起骨架作用解析：解析：复合材料中一定含有两种或两种以上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用的是增不同的材料。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。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、复合材料的比较无机非金属材料、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传统无机无机非金属材非金属材料是以含料是以含硅物硅物质为质为原料高温原料高温烧烧制而成制而成的的(1

8、)纯纯金属材料可金属材料可由金属由金属单质经过单质经过形状改形状改变变或表面或表面处处理而成理而成(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种以上性质质不同的材料不同的材料经经特殊加工特殊加工而制成的材而制成的材料，由基体料，由基体和增和增强强体体组组成成实实例例(1)传统传统无机非金属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材料包括光导纤维导纤维、高温高温结结构陶瓷、生构陶瓷、生物陶瓷、物陶瓷、压电压电陶瓷陶瓷等等(1)金、金、银银

9、、铜铜、钛钛等等(2)铝铝合合金、金、钢钢铁铁、不、不锈钢锈钢等等玻璃玻璃钢钢、碳碳纤维纤维增增强强复复合材料、合材料、纤维纤维增增强强陶瓷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

10、的关系。注意材料的元素组成与材料性能的关系。普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识,回答下面问题。回答下面问题。(1)普通玻璃的成分是普通玻璃的成分是_。(2)铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用，经历了用。铁的应用，经历了_到到_到到_的演变过程。的演变过程。(3)某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好，导热性好的特点，估计该复合材料的基体好，导热性好的特点，估计该复合材料的基体和

11、增强体材料可能分别是和增强体材料可能分别是()A金属；金属；CB陶瓷；陶瓷；SiO2C合成树脂；合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO D合成树脂；合成树脂；C(1)玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主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，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，放入玻璃熔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，所以普通玻

12、璃化碳，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。的成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。(2)由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且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，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，大大调节其中的硅、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，铁的应用经历了锈钢应运而生。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”的演变过程。的演变过程。(3)复合材

13、料兼具有基体和增强体的优点，据此可判复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该为金属和断，应该为金属和C的复合材料。的复合材料。答案：答案：(1)硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅 (2)铁普通钢不锈钢铁普通钢不锈钢(3)A下列说法正确的是下列说法正确的是()A所有复合材料都由基体和增强体两部分组所有复合材料都由基体和增强体两部分组成成B复合材料的化学成分可能只有一种也可能复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种含有多种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类可分为树脂基复复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料

14、和纤维增强复合材料合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料解析：解析：因为复合材料都由基体和增强体两部分因为复合材料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，组成，所以其化学成分至少有两种，B项错；项错；基体在复合材料中起黏结作用，基体在复合材料中起黏结作用，C项错；树脂项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分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，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，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说法正确的是下列关于复合材料的说法正确的是()A将不同

15、性质的材料经简单混合便成复合材将不同性质的材料经简单混合便成复合材料料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质的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材料经特殊加工而制成的解析：解析：本题考查复合材料的概念，它不同于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制成的，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并不是材料的简单混合。复合材料的两部分作用是不同

16、的，基体起黏结作用，增强体起骨架用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。作用。答案：答案：D2下列复合材料的类别中，有一种与其他三下列复合材料的类别中，有一种与其他三种不同，这一种是种不同，这一种是()A金属基复合材料金属基复合材料 B树脂基复合材料树脂基复合材料C颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料 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、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，可分为颗粒增强复合材料、夹体的形状分类，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强

17、复合材料。只有层增强复合材料和纤维增强复合材料。只有C选项是按增强体的形状分类的。选项是按增强体的形状分类的。答案：答案：C3“神舟七号神舟七号”飞船表面镶贴有特制的陶瓷飞船表面镶贴有特制的陶瓷瓦，其主要目的是瓦，其主要目的是()A增加飞船的强度，防止流星及太空垃圾撞增加飞船的强度，防止流星及太空垃圾撞击而损坏飞船击而损坏飞船B将太阳能转化为电能供飞船使用将太阳能转化为电能供飞船使用C便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令D在飞船返回进入大气层时，陶瓷片耐高温在飞船返回进入大气层时，陶瓷片耐高温隔热，能有效保护飞船平安返回地面隔热，能有效保护飞船平安返回地面解

18、析：解析：飞船表面的陶瓷瓦是以陶瓷为基体，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、韧性强；飞船复合材料，它的性能有耐高温、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，保护飞度高温，陶瓷瓦起耐高温、隔热作用，保护飞船平安返回地面。船平安返回地面。答案：答案：D4某种复合材料具有耐高温、强度高、导电某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点，估计该复合材料的基性好、导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增

19、强体材料可能分别是体和增强体材料可能分别是()A金属；金属；C纤维纤维B陶瓷；陶瓷；SiO2C合成树脂；合成树脂；SiO2、Al2O3、MgOD合成树脂；合成树脂；C纤维纤维解析：解析：复合材料既保持了原有材料的特点，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组成与材的特性，因此要注意体会物质的元素组成与材料性能的关系。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，可能为金属和可判断，可能为金属和C纤维的复合材料。纤维的复合材料。答案：答案：A5把把钢铁，钢铁，Cu，陶瓷，陶瓷，光纤，光纤，氮氮化硅陶瓷，化硅陶瓷，金，金，水泥，水泥，合成纤维，合成纤维，玻玻璃钢，璃钢，塑料等材料按分类填写在下列横线上塑料等材料按分类填写在下列横线上(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传统无机非金属材料_。(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