高中化学专题四材料加工与性能优化专题归纳整合课件苏教版选修2.ppt

专题归纳整合 用一句话表达下列关键词 金属的阳极氧化电镀合金纳米材料复合材料玻璃钢钢化玻璃提示金属的阳极氧化 在电解作用下 阳极金属或合金在表面上形成一层致密的氧化膜 电镀 利用电解原理 在金属的器件表面形成一层具有抗腐蚀 抗磨损能力的金属镀膜的过程 合金 由金属与金属或非金属熔合而成的有金属特性的混合物 纳米材料 又称超微粒材料 其颗粒直径在1 100nm 复合材料 由不同性能的多种材料复合而成 由基体和增强体两部分组成 玻璃钢 是由玻璃纤维和聚酯类树脂复合而成的材料 钢化玻璃 由普通玻璃熔融后而急剧冷却得到的玻璃 1 电镀为什么加表面活性剂 提示目的是镀件上析出的镀层厚度均匀 光滑致密 与底层金属附着力强 2 为什么可用氢氟酸蚀刻玻璃 提示氢氟酸尽管属于弱酸 但腐蚀性很强 能与玻璃中的SiO2反应 4HF SiO2 SiF4 2H2O 3 几种常见合金的比较 提示 续表 4 传统无机非金属材料与新型无机非金属材料对比 提示 续表 1 制做电路板的化学原理是什么 提示氧化还原反应2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 2 纳米材料有什么特点 提示具有超塑性 高强度 高耐磨性 高韧性 耐腐蚀性等 3 形状记忆合金 是怎样记忆的 提示形状记忆合金是在20世纪60年代初期发现的 它是一种特殊的合金 有一种不可思议的性质 即使把它揉成一团 一旦达到一定温度 它便能在瞬间恢复到原来的形状 由镍和钛组成的合金具有记忆能力 称为NT合金 首先将预先加工成某一形状的这种NT合金 在300 1000 高温下热处理几分钟至半小时 这样NT合金就会记忆被加工成的形状 以后在室温下无论形状怎样变化 一旦将它的温度升至一定温度时 它就会恢复成原来被加工成的形状 形状记忆合金的结构尚未完全探明 为什么金属会记住某些固定形状的问题也还没有完全搞清楚 据科学家推测 金属的结晶状态 在被加热时和冷却时是不同的 虽然外表没有变化 然而在一定温度下 金属原子的排列方式会发生突变 这称为相变 能引起记忆合金形状改变的条件是温度 分析表明 这类合金存在着一对可逆转变的晶体结构 如含有Ti和Ni各为50 的记忆合金 有两种晶体结构 一种是菱形的 另一种是立方体的 这两种晶体结构相互转变的温度是一定的 高于这一温度 它会由菱形结构转变为立方体结构 低于这一温度 又由立方体结构转变为菱形结构 晶体结构类型改变了 它的形状也就随之改变 具有这种形状记忆效应的合金 除镍钛合金外 还先后发现铜 锌 金 镉 镍 铝等约20种合金系列 共100多种合金 其中 记忆力 最好的是NT合金 形状记忆合金的应用范围广泛 除了可用于温度控制装置 集成电路引线 汽车零件与机械零件外 由于其与生物体的相容性好 耐腐蚀性强 还可用于骨折部位的固定 人造心脏零件 牙齿矫正等医用材料 由于NT合金成本昂贵 目前正研制廉价的铜系形状记忆合金 材料在各个领域有着极其重要的作用 材料是当今世界关注的重点 尤其是新材料的研发和广泛应用 为人类生活质量的提高做出了重大贡献 今后新材料的研发仍是科学家研究的方向 所以在高考命题中考查的重点应该是各类材料在生产 生活 国防科学尖端各个领域的应用 具体考查角度有以下几个方向 学科思想培养四关于材料的命题角度和解题指导 根据不同类型的合金组成研究其用途 如储氢合金可用于原电池中 做电池的负极 镁 铝合金可代替有机合成材料增加美观 增强强度等 解题指导 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置 右图为电池示意图 该电池电极表面镀一层细小的铂粉 铂吸附气体的能力强 性质稳定 请回答 1 氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 在导线中电子流动方向为 用a b表示 2 负极反应式为 例1 已知LiH固体密度为0 82g cm 3 用锂吸收224L 标准状况 H2 生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 由 生成的LiH与H2O作用 放出的H2用作电池燃料 若能量转化率为80 则导线中通过电子的物质的量为 mol 解析 1 电池即是把化学能转变为电能的装置 在电池中电子是从负极经导线流向正极 而氢氧燃料电池中通入H2的一极是负极 故电子由a流动到b 2 H2在负极失电子 因为电解质溶液是KOH溶液 故负极反应式为2H2 4OH 4e 4H2O 方向二复合材料在航空 航天领域中的应用 知识基础 1 飞机 火箭的机翼和机身以及导弹的壳体 尾翼中的复合材料 大多是以纤维为增强体 金属为基体的复合材料 作为增强体的纤维是碳纤维 硼纤维 碳化硅纤维或氧化铝纤维等耐热性好的纤维 作为基体的金属用得较多的是铝 镁 钛等密度小的轻金属 这类材料的特点是耐高温 强度高 导电性和导热性好 不吸湿 不易老化 2 航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的 其增强体多为碳纤维 碳化硅纤维或氧化硅纤维 基体的主要成分是各种陶瓷 这种纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性 又增加了陶瓷的韧性 使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球 国防 航空 航天技术的提高离不开材料的革新 复合材料性能优良 研发新的复合材料意义重大 从复合材料的组成入手讨论其性能和用途 其研究方向 仿生复合 纳米复合 分子复合 智能复合等 解题指导 随着社会的发展 复合材料已成为一类新型的有前途的发展