粤教版选修33 2.3固体新材料 教案.doc

3 固体新材料课标要求知识与技能了解新材料及应用过程与方法了解材料科技的相关领域及其发展情感、态度与价值观通过新材料的认识，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响.教学重难点了解固体新材料的有关知识及应用课标解读了解新型材料的发现和应用，知道它在生活、生产中的应用前景预习导学1半导体材料是支撑现代文明社会的最重要的材料之一，它在晶体管、_集成电路_电路、红外发光管、_太阳能_电池、微波集成电路、激光器件、_光电集成_电路等信息处理与通讯领域都得到广泛应用，上至雷达、火箭、卫星，下到家用电视机、dvd机、手机、空调和家用电器的摇控器，都离不开半导体材料_硅_是当前用途最广的半导体材料，95%以上的半导体器件都是使用_硅_材料制作的2新材料科学正向着研究各种复合材料(例如复合金属材料、复合_陶瓷_材料、复合_高分子_材料)、研究并开发_纳米_材料、开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材料、研究开发生物医学材料等方向发展【问题导思】1新材料包括哪些？研究的意义是什么？2什么是纳米材料？【新课教学】1研究材料的意义材料是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱，材料的变化直接影响着社会的变化，材料是技术进步的关键要素之一能源、信息和材料被称为现代文明的三大支柱2.了解新材料（1）半导体半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间。它的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多。当作导体来使用，它的电阻太大了。当作绝缘材料来使用，它的电阻太小了。但是，半导体有许多神奇而特殊的电学特性，使它获得了多方面的重要应用。 有的半导体，在受到压力后，电阻发生较大的变化(可称为“压敏性”)。利用这种半导体可以做成体积很小的压敏元件，它可以把压力变化转变成电流的变化，使人们在测出电流变化的情况后，从而也就知道了压力变化。 有的半导体，在受热后电阻随温度的升高而迅速减小(可称为“热敏性”)。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，不仅反应快，而且精确度高。光敏电阻的外形及其在电路中的符号 有的半导体在光照下的电阻会大为减小(可称为“光敏性”)。利用这种半导体可以做成体积很小的光敏电阻。没有光照射时，光敏电阻就像绝缘体那样不容易导电；有光照射时，光敏电阻又像导体那样导电。一般光敏电阻的电阻值，不受光照射时是受光照射时的1001 000倍。例如，有一种型号的光敏电阻，光照时的阻值为2kd,，不受光照时的阻值为1 000ko，因此，光敏电阻被广泛应用到光照反应灵敏的许多自动控制设备中。半导体的导电性能可由外界条件所控制，常见特性如下表特性名称特性内容用途应用实例热敏特性半导体材料受热后，电阻随温度升高而迅速减小热敏电阻热敏温度计光敏特性半导体材料受到光照时，电阻也大大减小光敏电阻光电计时器压敏特性半导体材料受压时会改变电阻值压敏元件称重计掺杂特性掺人极微量的杂质可使其导电性能剧增晶体管发光二极管（2）磁存储材料磁存储材料经历了氧化物磁粉、金属合金磁粉、金属薄膜（如磁性铁气体单晶薄膜，其存磁密度已达到约107cm-2值）3新材料的未来新材料主要包括各种复合材料（例如复合金属材料、复合陶瓷材料、复合高分子材料）、纳米材料、机敏材料、生物医学材料等(1)复合材料：可分为结构复合材料和功能复合材料它们在航空航天、电子工业、生活用品、新能源技术、信息技术、海洋工程等方面有广泛用途复合金属材料：有铝合金、镁合金、钛合金以及稀有金属，它们在导电、航空航天、原子能方面有广泛用途复合高分子材料：有合成橡胶、塑料和化学纤维等它们在火箭、建筑、医疗、交通、服装、农业、国防上有广泛用途（2）纳米材料纳米是长度单位：1 nm109 m.纳米技术：在纳米尺度(1100 nm)上制造材料和器件的技术即重新排列原子而制造具有新分子结构的技术纳米材料有纳米金属、纳米磁场材料、纳米陶瓷材料、有机无机纳米复合物、纳米传感材料、纳米医用材料等纳米材料特性当材料小到纳米尺度时，其性能会发生突变，体现在以下几方面：力学性能：高强、高硬和良好塑性热学性能：熔点较低电学性能：低温时会呈现电绝缘性化学性能：具有相当高的化学活性纳米材料应用领域：能源、环保、通信、航空航天、医疗、日常生活等(3)机敏材料：有半导体材料、光纤、薄膜材料、液晶显示材料它们在光电子器件、光通信、光计算、激光技术等方面有广泛用途【例1】纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能，以下关于纳米材料的性能的说法中，正确的是()a在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的可塑性b在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多c在电学性能方面，纳米金属在低温时会呈现超导电性d在化学性能方面，纳米材料化学活性低，因此化学稳定性强【审题指导】结构决定性质，人们发现当材料的尺寸小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性质会突变，这也是纳米材料的“神奇”之处【解析】在电学性能方面，纳米材料在低温时会呈现电绝缘性；而在化学性能方面，纳米材料具有相当高的化学活性，故选项c、d错误【答案】ab【例2】以下说法中错误的是( )a材料科学是研究材料的制造、结构与性能三者之间相互关系的科学b材料对人类文明进程有着重要的影响c纳米是长度单位，1 nm1010 md半导体是具有优异特性的微电子材料【答案】c【思考判断】(1)在极低的温度下，纯净的半导体仍能很好地导电()(2)在有光照射时，有的半导体可以导电()(3)掺入一定杂质后，半导体的导电性能一定会变差()【探究交流】纳米涂料随着纳米科技的发展，纳米商品开始进入市场，有的商家为了促销商品，打着纳米材料的幌子到处招摇撞骗，如在社会上出现了纳米