福建省九年級(jí)化學(xué)全冊(cè) 9.2 新型材料的研制課件（新版）滬教版.ppt

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1,第二節(jié) 新型材料的研制,2,從人們的衣食住行到太空世界的探究，都離不開(kāi)材料。材料的應(yīng)用和發(fā)展與人類(lèi)文明的進(jìn)步緊密相關(guān)。當(dāng)代人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)材料技術(shù)和應(yīng)用迅猛發(fā)展的嶄新時(shí)代 人們對(duì)材料的認(rèn)識(shí)、制造和使用，經(jīng)歷了從天然材料到人工合成材料，為特定需求設(shè)計(jì)材料的發(fā)展過(guò)程。材料技術(shù)和應(yīng)用的每一次重大進(jìn)步，都與化學(xué)等科學(xué)的發(fā)展密不可分。,3,,,,,一、無(wú)機(jī)材料,1、金屬材料： 1）金屬材料包括純金屬與合金。 2）、金屬使用的歷史過(guò)程：,青銅器時(shí)代：,青銅器是人類(lèi)社會(huì)最先使用的金屬材料；（青銅：主要為銅（Cu）、錫（Sn）的合金）,青銅器（戰(zhàn)國(guó)）錯(cuò)金犀牛尊,青銅器（戰(zhàn)國(guó)）司母戊方鼎,4,鐵器時(shí)代：,鋼鐵的使用代表了中國(guó)進(jìn)入了封建社會(huì),你知道怎么煉鐵的？ 原料： 原理：,鐵礦石、焦碳、石灰石,利用還原劑把鐵礦石中的鐵還原出來(lái),近現(xiàn)代：,鋁合金等新型合金的材料； 金屬鋁的冶煉方法：,電解熔融狀態(tài)的氧化鋁,思考：,通過(guò)人類(lèi)社會(huì)利用金屬材料的順序的分析，你覺(jué)得與哪些因素有關(guān)？,出土的鐵制品,5,思考：,通過(guò)人類(lèi)社會(huì)利用金屬材料的順序的分析，你覺(jué)得與哪些因素有關(guān)？,回答：,（1）與金屬活動(dòng)性順序有關(guān)，Cu、Fe、Al的金屬活動(dòng)性依次增強(qiáng)，活動(dòng)性弱的金屬，先利用 （2）與冶煉金屬工藝的難易程度有關(guān)，Al需要電解，冶煉要求最高，所以后利用。,6,3）、新型金屬材料： 鋁鈦合金：耐腐蝕、質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高韌性，主要用于飛機(jī)制造工業(yè)；,硬鋁常用于制造飛機(jī)的外殼,高壓鍋是用鋁合金制造的,鋁合金賽車(chē),鋁合金門(mén)窗,7,,儲(chǔ)氫合金,主要由鈦系儲(chǔ)氫合金、鋯系儲(chǔ)氫合金、鐵系儲(chǔ)氫合金以及稀土系儲(chǔ)氫合金,重要應(yīng)用 利用儲(chǔ)氫合金制造鎳氫電池,8,形狀記憶合金,全程Ti-Ni記憶合金花,●鎳-鈦合金（又稱(chēng)NT合金）具有記憶功能。 ●能引起記憶合金形狀改變的條件是溫度。,4）、金屬材料的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)：,強(qiáng)度大，但不耐腐蝕,9,,,,,二、無(wú)機(jī)材料,2、無(wú)機(jī)非金屬材料 1）主要包括：陶瓷、玻璃、水泥等 2） 優(yōu)點(diǎn)：耐高溫；缺點(diǎn)：脆性大,3）陶瓷：,●古代的陶瓷 ●新型陶瓷材料,10,古代的陶瓷 —— 陶器,新石器時(shí)代馬家窯文化 螺旋紋彩陶雙耳甕,新石器時(shí)代半坡文化 陶俑壺,新石器時(shí)代 彩陶人面紋缽,11,古代的陶瓷 —— 瓷器,清光緒 青花云紋瓶,唐 駱駝?shì)d樂(lè)俑,北宋 白釉刻花梅瓶,12,某些新型陶瓷能承受高溫、強(qiáng)度高,氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃左右的高溫下，仍具有很高的強(qiáng)度，可用來(lái)制造汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等。,13,某些新型陶瓷具有生物特性,據(jù)新華社墨西哥城2004年1月20日電墨西哥科學(xué)院日前發(fā)表的一份材料說(shuō)，該國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)10年的努力，成功開(kāi)發(fā)出一種可供移植的新型陶瓷骨。 研究者強(qiáng)調(diào)說(shuō)，這種陶瓷骨具有組織相容性和生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。它不會(huì)導(dǎo)致排異反應(yīng)，有利于誘導(dǎo)骨質(zhì)的生長(zhǎng)。這種人工骨富含鈣、鋅，有利于手術(shù)后傷口皮膚更快愈合,14,某些新型陶瓷具有壓電效應(yīng)：,●如安放在打火機(jī)中的壓電陶瓷，一經(jīng)敲打即刻產(chǎn)生一個(gè)電火花，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。 ●醫(yī)用B超發(fā)生器的心臟也是一塊壓電陶瓷，它實(shí)現(xiàn)的卻是一個(gè)逆向轉(zhuǎn)換：將電脈沖轉(zhuǎn)變成機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波。,15,4）其他無(wú)機(jī)非金屬材料 —— 玻璃,制造普通的原料是 純堿 (Na2CO3)、 石灰石（CaCO3）、石英 （SiO2） 以及一些輔料。,16,玻璃包括,★普通玻璃、,★有色玻璃、,17,★特殊玻璃。,18,5)新型無(wú)機(jī)非金屬材料——光導(dǎo)纖維,,19,新型無(wú)機(jī)非金屬材料——光導(dǎo)纖維,20,新型無(wú)機(jī)非金屬材料——光導(dǎo)纖維,21,,,,,二、合成材料,在日常生活中,用得最多的材料是有機(jī)合成材料(簡(jiǎn)稱(chēng)合成材料)有機(jī)合成材料的誕生、結(jié)束了人類(lèi)只能依靠天然材料的歷史。,用棉、麻等植物纖維和動(dòng)物的毛.蠶絲等天然纖維紡紗織布,已有悠久的歷史.但天然纖維織物數(shù)量有限 品種單調(diào),遠(yuǎn)不能滿足人口增長(zhǎng)和人們對(duì)紡織品的需求.,22,,,,,二、合成材料,隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,人們掌握了通過(guò)化學(xué)方法將竹 木材等原先難以制造紡織品的材料加工成人造纖維,繼而又出現(xiàn)了用石油產(chǎn)品、煤、石灰石、水、空氣等為原料,通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)制造合成纖維的方法,合成纖維強(qiáng)度高 耐磨 彈性好 耐化學(xué)腐蝕,但吸水性和透氣性不如天然纖維優(yōu)良 現(xiàn)在,人們使用的紡織品既有天然纖維,有有人造纖維,五光十色,琳瑯滿目,23,,,,,1、主要包括：塑料、合成橡膠、合成纖維 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、密度??； 缺點(diǎn)：不耐高溫 2、塑料 當(dāng)今世界塑料制品之多,是人們難以想象的。雖然不同的塑料有不同的性能，但它們都在一定條件下塑造成型的高分子材料。它們可以制成薄膜、日用品、管道、塑料板材、泡沫包裝材料、電器絕緣體和外殼等。,二、合成材料,24,（1）常見(jiàn)的塑料： 聚乙烯（PE） 聚氯乙烯（PVC） 聚苯乙烯（PS） 有機(jī)玻璃（PMMA） 電木塑料；,25,26,聚氯乙烯產(chǎn)品,聚乙烯塑料薄膜大棚,27,聚苯乙烯產(chǎn)品,塑料光纖,包裝膜,28,PVC高發(fā)泡管材,有機(jī)玻璃,29,（2）實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃聚乙烯及聚氯乙烯，觀察現(xiàn)象P102活動(dòng)與探究,易燃,不斷滴落,沒(méi)有氣味,不易燃燒,大量黑煙,產(chǎn)生刺鼻氣味,解釋與結(jié)論 ： 組成元素為C、H，生成物為CO2、H2O，故聚乙烯無(wú)毒，可用于包裝食品。 組成元素為C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，還有HCl或其他含氯物質(zhì)。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包裝食品。,30,（3）塑料的應(yīng)用帶來(lái)的負(fù)面影響——“白色污染”（廢棄塑料的增加，帶來(lái)的環(huán)境污染） （4）解決“白色污染”問(wèn)題： A．盡可能的減少使用塑料制品； B．回收廢舊塑料； C．研制和推廣可降解塑料,31,3．合成纖維： （1）合成原料：主要為石油、煤、石灰石、水、空氣等； （2）幾種纖維的性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)：,32,晴綸,化纖面料,33,課本P103[實(shí)驗(yàn)1]和[實(shí)驗(yàn)2],迅速燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，有燒紙的氣味，固體剩余物松脆,燃燒，并產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，固體剩余物松脆,燃燒時(shí)先卷曲、融化，后燃燒，冷卻后固體剩余物變硬,變脆,幾乎無(wú)變化,幾乎無(wú)變化,稍微膨脹,變脆,幾乎無(wú)變化,34,棉花（天然植物纖維） 植物纖維主要是由纖維素組成，在酸性或者堿性溶液中容易水解為葡萄糖 羊毛線（天然動(dòng)物纖維） 動(dòng)物纖維中含有蛋白質(zhì)，在堿性溶液中容易被溶解。 尼龍線（合成纖維） 合成纖維耐酸堿溶液的腐蝕,（3）合成纖維的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) A．優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐磨、彈性好、耐化學(xué)腐蝕性； B．缺點(diǎn)：吸水性和透水性差,結(jié)論與解釋,35,4、合成橡膠：P104 （1）向橡膠中添加炭黑，為了增加其耐磨性； （2）向橡膠中添加硫元素，為了增加其強(qiáng)度，但會(huì)減弱其彈性。 （3）合成橡膠與天然橡膠相比，優(yōu)點(diǎn)為良好的彈性、絕緣性及耐高溫性。,天然橡膠,合成橡膠,36,合成橡膠的用途,37,,,,,三、復(fù)合材料,,不同的材料具有不同的性能；金屬材料強(qiáng)度大，但不耐腐蝕；陶瓷材料耐高溫、但脆性大；,合成材料強(qiáng)度大、密度小，但不耐高溫。而航天、航空工業(yè)需要密度小、耐高溫、高強(qiáng)度的特殊材料。那么，怎么才能獲得航天工業(yè)所需要的各種特殊材料呢？,閱讀課本P105第一自然段,38,,,,,1．定義：是將兩種或者兩種以上的材料復(fù)合成一體而形成的材料，具有更優(yōu)異的綜合性能。,復(fù)合材料制成的船體,2．主要集中復(fù)合材料 （1）鋼筋混凝土：鋼筋（金屬材料）和混凝土（無(wú)機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；,（3）玻璃鋼：塑料（合成纖維）和玻璃纖維（無(wú)機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；,（2）機(jī)動(dòng)車(chē)輪胎：合金鋼（金屬材料）和合成橡膠（合成材料）的復(fù)合材料；,三、復(fù)合材料,39,,,,,2008年9月和2011年11月，“神舟七號(hào)”和“神舟八號(hào)”飛船分別成功完成太空航行。飛船的制造，需要多種具有特殊性能的復(fù)合材料。復(fù)合材料通常是由搭建作用的基本材料和分散于其中的增強(qiáng)材料兩部分組成。以金屬為基體的金屬基復(fù)合材料，由于金屬和增強(qiáng)材料的共同作用，使其有強(qiáng)度高、密度小、耐摩擦、耐高溫等性能，成為航天、航空等尖端領(lǐng)域的常用材料之一。,三、復(fù)合材料,40,,,,,三、復(fù)合材料,41,看看——我們的廚房中有些什么材料？,自來(lái)水管：鍍錫管,水槽、水龍頭：不銹鋼,金屬材料,,餐臺(tái)、櫥窗：玻璃,墻壁：瓷磚,無(wú)機(jī)非金屬材料,,抽油煙機(jī)外殼、餐具、 餐椅：是塑料,地毯：是合成纖維,廚房桌臺(tái)面：是人造大理石,合成材料,,櫥門(mén)外層：是涂料、漆,復(fù)合材料,,,42,練習(xí)一,我們發(fā)現(xiàn)在金屬利用的過(guò)程中,首先利用青銅, 然后開(kāi)始使用鐵及鋼制品,到近現(xiàn)代才開(kāi)始利用鋁制品.請(qǐng)你思考一下,這樣一個(gè)順序與那些因素有關(guān)?,金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱,冶煉金屬的難易程度,43,練習(xí)二,用羥基磷酸鈣為原料生產(chǎn)的陶瓷與人骨的生物相容性非常好，可用于制造人工骨，人工關(guān)節(jié)及人造假牙。已知PO4為-3價(jià)，關(guān)于羥基磷酸鈣的化學(xué)式正確的是（ ） A、Ca5(OH)2(PO4)3 B、Ca4(OH)(PO4)3 C、Ca5(OH)(PO4)3 D、Ca4(OH)3(PO4)2,C,根據(jù)化合物化合價(jià)代數(shù)和為零 52+1（-1）+3（-3）=0,