新型材料的研制讲义.docx

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1、新型材料的研制讲义C金属材料包括纯金属与合金,无机材料Y无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥 新型陶瓷等材料合成材料主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维I复合材料将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料，如钢筋混凝土一.金属材料1.金属使用的历史过程:青铜器时代青铜器是人类社会最先使用的金属材料；青铜：主要为铜（Cu）、锡（Sn）的合金铁器时代以能够冶铁和制造铁器为标志钢铁的使用代表了中国进入了封建社会近现代铝合金、新型合金材料（储氢合金、记忆合金）金属铝的冶炼方法：电解熔融的氧化铝一 通电2Al2。3（熔融）4A1 + 302 t2.金属材料的优点：（1）硬度大；（2）强度高；（3）耐高温

2、。缺点：易被腐蚀。3.金属材料的防腐：保持表面洁净与干燥；（2）涂油刷漆；（3）镀上一层耐腐蚀强的金属；（5）改变金属的内部结构，制成合金。二.无机非金属材料1 .无机非金属材料的优点：耐高温 缺点：脆性大2 .陶瓷 原料：陶土或瓷土类黏土 陶瓷的使用：A.添加氧化铝（A12O3）或氮化硅（Si3N4）的陶瓷，耐高温、高强度，可用于制造发动机零件;B.用羟基磷酸钙Ca5（OH）（PO4）3为原料生产的陶瓷，具有生物相容性，能制造人工固、关节等; C.压电陶瓷，能将压力转变为电能的陶瓷，用于代替打火机中的火石；3.玻璃 原料：砂子（主要成分SiCh）、石灰石（主要成分CaC03）和纯碱（Na2c

3、o3）等 玻璃的种类及用途：A.钠玻璃，用途最广泛的、最常见的玻璃；B.铅玻璃，具有很好的光折射性能，又称光学玻璃；C.钾玻璃，质坚，主要用于雕刻玻璃，工艺装饰品；D.钢化玻璃，成份与普通玻璃相同，只是工艺不同，使之质坚，主要用于汽车挡风玻璃等。 三.合成材料（全称：有机合成高分子材料）1 .优点：强度大、密度小；缺点：不耐高温2 .塑料：（1）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；（2）点燃聚乙烯及聚氯乙烯，观察现象实验样品实验现象解释与结论燃烧情况是否有黑烟是否有气味聚乙烯易燃，不断滴落没有无气味组成元素为C、H,生成物为C02

4、、H2O, 故聚乙烯无毒，可用于包装食品。聚氯乙烯不易燃烧大量黑烟产生刺鼻气味组成元素为C、H、C1,生成物除了 C02、 H2O外，还有HC1或其他含氯物质。故 聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。（3）塑料的应用带来的负面影响一一“白色污染”（废弃塑料的增加，带来的环境污染）（4）解决“白色污染”问题：A.尽可能的减少使用塑料制品；B.回收废旧塑料；C.研制和推广可降解塑料3 .合成橡胶：（1）向橡胶中添加炭黑，为了增加其耐磨性；（2）向橡胶中添加硫元素，为了增加其强度，但会减弱其弹性。（3）合成橡胶与天然橡胶相比，优点为良好的弹性、绝缘性及耐高温性。4.合成纤维：（1）合成原料：主要为石油、

5、煤、石灰石、水、空气等；（2）几种纤维的性质比较实验：（区别方法：灼烧，闻气味）性质 纤维灼烧情况受酸影响（10%稀硫 酸溶液浸泡5min）受碱溶液影响 （3%NaOH）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 液中容易被溶解。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（3）合成纤维的优点与缺点:A.优点：强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀性；B.缺点：吸水性和透水性差 四.复合材料复合材料集中了组成材料的优点，具有更综合的优异性能（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