化学与材料教学课件PPT.ppt

第二节 化学与材料 在人类社会发展过程中，大自然馈 赠予人类的材料，已经远远不能满足 人类社会发展的需要，为了人类自身 发展的需要，人们总是在大自然的馈 赠之外，用自己的聪明，用自己的聪 明才智和勤劳的双手，不断地研制， 创造着各种各样的新材料，以满足人 类素质文明和科技技术不断发展的需 要。事实说明，材料科学是高科技产 业的支柱，化学是材料科学的基础。 一、金属材料 讨论: 你知道家里的哪些日常 生活用品是用金属材料 制造的? 圆明 园文 物兔 首和 鼠首 铜像 每尊 1400 万欧 元 我国是世界上具有悠久文 明的国家之一，我国劳动人 民早在商代就制造出精美的 青铜器；春秋战国时期就会 冶铁和炼钢。 铝的利用要比铜和铁晚的 多，那仅仅是100多年前的事 情，但由于铝的密度小和具 有抗腐蚀等优良性能，现在 世界上铝的年产量已超过了 铜，位铁之后，居第二位。 金属之最 地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属 铝 钙 铁 银 金属 熔点最高的金属 熔点最低的金属 汞 钨 储氢合金 n主要由钛系储氢 合金、锆系储氢 合金、铁系储氢 合金以及稀土系 储氢合金 n 重要应用 利用储氢合金制 造镍氢电池 钛合金 n钛合金优点 ： 高强度 高韧性 耐腐蚀 质地轻 “形状记忆”合金 n镍-钛合金（ 又称nt合金） 具有记忆功能 。 n能引起记忆合 金形状改变的 条件是温度。 二、无机非金属材料 传统无机非金属材料： 硅酸盐材料 玻璃是我们每天 都可以见到的一种硅 酸盐材料，玻璃包括 普通玻璃、有色玻璃 、钢化玻璃、特殊玻 璃。一般住宅的窗玻 璃就是最常见的玻璃 ，被称为普通玻璃。 制造普通玻璃的原 料是纯碱，石灰石 和石英。 水泥建筑 水泥是非常重要的 建筑材料,高楼大 厦和各种建筑工程 都离不开它。 制造普通水泥的 原料有黏土，石 灰石，石膏。 陶瓷在我国有悠久的历史，在新石器 时代，我们的祖先就已能制造陶器，到 唐宋时期，制造水平已经很高，唐朝时 的“唐三彩”，宋朝时的“钧瓷”等闻名于 世，流传至今。作为陶瓷的故乡，我国 陶都宜兴的陶器和瓷都景德镇的瓷器， 在世界上都享有盛誉。 制造陶瓷器的主要原料是黏土 。 古代的陶瓷 陶器 新石器时代马家窑文化 螺旋纹彩陶双耳瓮 新石器时代半坡文化 陶俑壶 新石器时代 彩陶人面纹钵 古代的陶瓷 瓷器 清光绪 青花云纹瓶 唐 骆驼载乐俑 北宋 白釉刻花梅瓶 某些新型陶瓷能承受高温、强度高 氮化硅(si3n4)陶瓷在1200左右的高温下 ，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机 叶片、轴承、永久性模具等。 某些新型陶瓷具有生物特性 某些新型陶瓷具有压电效应： n如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打 即刻产生一个电火花，将机械能转变成电 能。 n医用b超发生器的心脏也是一块压电陶瓷， 它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转 变成机械振动，产生超声波。 新型无机非金属材料光导纤维 小结： 传统的无机非金属材料具有 抗腐蚀、耐高温等许多优点，但 也有质脆，经不起热冲击等弱点 ，新型无机非金属材料继承了传 统材料的许多优点，并克服某些 弱点，具有更加优异的特性，用 途更加广泛，主要用于航天、机 械和医疗等方面。 三、合成材料 合成材料的品种很多，合成 纤维、塑料、合成橡胶为常用的 三大合成材料，而黏合剂、涂料 也属合成材料的范畴。 有机合成材料的诞生，结束了人 类只能依靠天然材料的历史。 天然 纤维 化学 纤维 动物纤维：蚕丝、羊毛等 植物纤维：棉花、麻等 人造纤维：人造棉、人造丝、 人造毛 合成纤维：尼龙、锦纶、涤纶 、腈纶、丙纶、维纶、氯纶 等 分类 1.纤维 合成纤维与人造纤维的区别： （1）合成纤维：用石油产品、 煤、石灰石、水、空气等为原料 ，通过一系列化学反应制造而成 （2）人造纤维：利用竹、木材等 经化学加工和纺织而制成的纤维 合成纤维的性能和用途： 它们具有强度高、耐磨、弹 性好和耐化学腐蚀等优点,但吸 水性和透气性不如天然纤维优 良.除了供人类穿着外，在生产 和国防上也有很多用途。 性质 纤维 种类 灼烧 情况 受酸溶液 的影响 受碱溶液 的影响 纯棉布 纯羊毛 纯尼龙 烧成灰 烧焦羽毛 味，易捏 碎 结球，不 易捏碎 不耐酸 不耐酸 耐酸 不耐碱 不耐碱 耐碱 认识服装标签 一般包括服装的 号型、面料的纤维 种类及含量、洗涤 熨烫说明等内容。 2、塑料 n（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 n（2）实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯，观 察现象 实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯 实验样实验样 品 实实 验验 现现 象 解释释与结论结论 聚乙烯烯 聚氯氯乙烯烯 组成元素为c、h，生 成物为co2、h2o， 故聚乙烯无毒，可用 于包装食品。 组成元素为c、h、cl， 生成物除了co2、h2o外 ，还有hcl或其他含氯物 质。故聚氯乙烯有毒，不 宜用于包装食品。 边燃烧边熔化， 无刺激性气味， 边燃烧边熔化， 有刺激性气味， 并有少量黑烟 合成材料的应用与发 展大大方便了人类的生活 ，但是，合成材料的废弃 物的急剧增加也带来了环 境问题，废弃塑料带来的“ 白色污染”尤为严重。 白色污染的危害 （1）在自然界中，这些垃圾难以分解 。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个 主要方法，但塑料垃圾埋在土壤中经久 不烂，长此下去会破坏土壤结构，降低 土壤肥效，污染地下水。 （2）焚烧废气物会释放出多种有毒的 化学气体，严重污染环境，既威胁人类 的健康，又影响市容面貌。 白色污染的治理 （1）减少使用不必要的塑料制品，如用 布袋代替塑料袋等； （2）重复使用某些塑料制品如塑料袋、 塑料盒等； （3）使用一些新型的、可降解的塑料， 如微生物降解和光降解塑料等； （4）回收各种废弃塑料。 塑料包装 制品回收 标志 3、合成橡胶 n（1）向橡胶中添加炭黑，为了增加 其耐磨性； n（2）向橡胶中添加硫元素，为了增 加其强度，但会减弱其弹性。 n（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。 天然橡胶合成橡胶 1、合成橡胶的性能和用途 它具有高弹性、绝缘性 、气密性、耐油、耐高温或 低温等性能，因而广泛应用 于农业、国防、交通及日常 生活中。 四、复合材料 翟志刚的航空服所用的材料是么？ 1.复合材料 它是将两种或两种以上的 材料复合成一体形成的材 料，复合材料集中了组成 材料的优点，具有综合性 能更优异的特点。 2、 复合材料的性能及用途 具有强度高、质量轻、 耐高温、耐腐蚀等优异性 能，广泛应用在宇航工业 、汽车工业、机械工业、 体育用品甚至人类健康等 方面。 总结：