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学科教育论文-初中化学教材中的高科技知识.doc

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学科教育论文-初中化学教材中的高科技知识.doc

学科教育论文-初中化学教材中的高科技知识【摘要】本文主要对人教版初中化学教材中设计的高科技知识进行了详细的介绍,以期为教师授课中的讲解提供方便。【关键词】形状记忆合金钛合金合成材料一、形状记忆合金形状记忆合金是近几十年发展起来的一种新型功能材料,它是利用应力和温度诱发相变的机理来实现形状记忆功能的一类材料。其特点是:将已在高温下定型的形状记忆合金置于低温或常温下使其产生变形,当环境温度升高到临界温度(相变点)时,合金的变形消失并可恢复到定型时的原始状态。例如,TiNi合金从高温降低到临界温度时,晶体结构由菱形转变为立方体;当温度从低温上升到临界温度时,晶体结构从立方体恢复为菱形。在恢复过程中,合金能产生与温度呈函数关系的位移和力,其能量来自于相变驱动力。这种升温后合金的变形消失、形状复原的现象称为形状记忆效应。目前,形状记忆合金在电气、机械、运输、化学、医疗、能源、航空、生活用品等领域都得到了应用。最典型的应用例子是航天飞机的伞型天线,为方便发射把它压扁附在船体上,飞船升空后受阳光的辐射而升温,于是天线便记忆起原来的形状,重新支起。二、钛合金钛合金的正式开发和应用仅仅是最近50年来才开始的,并且在50年代几乎只有美国一国在进行研究,最早开发成功了Ti-6Al-4V,目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。其性能如下:(1)热强度高(2)低温性能好(3)抗蚀性好(4)化学活性大(5)导热系数小、弹性模量小。目前,钛合金的主要应用如下:1.航空领域由于飞机和导弹的速度已增加到远远超过音速,从前使用铝合金的地方,因其耐热性的要求,已不大适应,所以采用新材料,尤其是钛及其合金来代替。钛的密度小,又具有高的耐热性和持久强度,对在振动载荷及冲击载荷作用下裂纹扩展的敏感性低,并且有良好的耐蚀性。因此在飞机上广泛采用钛及其合金,小至螺钉、螺母等紧固件,大至机身骨架、隔框等结构件。目前,先进飞机上的钛材重量达到飞机结构总重的30%~40%,钛材已成为现代飞机不可缺少的结构材料。2.生物医学领域钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,因此,是非常理想的医用金属材料,钛作为外科植入材料得到了广泛发展。最初应用于临床的钛合金主要以纯钛和Ti-6Al-4V为代表,后来对β型钛合金的研究最广。纯钛在生理环境中具有良好的抗腐蚀性能,但其强度较低,耐磨损性能较差,限制了它在

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