(苏教版化学选修2)4.3《复合材料的制造《教学课(17页)

1、自主探究自主探究精要解读精要解读第三单元复合材料的制造第三单元复合材料的制造1什么是复合材料？什么是复合材料？ 提示提示由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的。由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的。2复合材料由几部分组成？复合材料由几部分组成？ 提示提示两部分。增强体和基体。两部分。增强体和基体。自主探究自主探究精要解读精要解读1知道什么是复合材料，认识复合材料是新材料一个重要的发知道什么是复合材料，认识复合材料是新材料一个重要的发 展方向。展方向。2了解复合材料的分类、组成与性能特点，了解其应用。了解复合材料的分类、组成与性能特点，了解其应用。 自主探究自主探究精要解读精要解读通常复合

2、材料由基体材料和分散于其中的增强材料两部分组通常复合材料由基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。例如混凝土中的水和水泥是成。例如混凝土中的水和水泥是 ，沙和砾石则，沙和砾石则是是 。玻璃钢是用。玻璃钢是用 作为基体材料，作为基体材料， 作作为增强材料，由酚醛树脂把玻璃纤维一层一层黏结而成的。为增强材料，由酚醛树脂把玻璃纤维一层一层黏结而成的。基体材料基体材料增强材料增强材料酚醛树脂酚醛树脂玻璃纤维玻璃纤维自主探究自主探究精要解读精要解读1. 钢筋混凝土钢筋混凝土 钢筋混凝土是最常见的复合材料。混凝土以钢筋混凝土是最常见的复合材料。混凝土以 为结构，为结构，形成最常见的建筑用复合材料形成最常

3、见的建筑用复合材料钢筋混凝土。钢筋混凝土。2搪瓷搪瓷 搪瓷也是常见的复合材料，是搪瓷也是常见的复合材料，是 与与 结合而成的结合而成的复合材料。它是在金属表面涂上类似于玻璃的复合材料。它是在金属表面涂上类似于玻璃的 ，在高，在高温下烧结而成的。它的基体材料是钢板、铁、铝、铜、银等温下烧结而成的。它的基体材料是钢板、铁、铝、铜、银等金属材料制成的胚体，外层有金属材料制成的胚体，外层有 。钢筋钢筋金属金属无机材料无机材料瓷釉瓷釉瓷釉瓷釉自主探究自主探究精要解读精要解读耐热性好耐热性好 防热层防热层 火箭喷嘴火箭喷嘴 铝铝 中碳钢中碳钢 钛钛 铝铝 钛、铝钛、铝 汽车汽车 机械机械 自主探究自主探究

4、精要解读精要解读3纤维增强陶瓷纤维增强陶瓷 用纤维增强陶瓷做成的瓦片粘贴在航天飞机的机身上，使航用纤维增强陶瓷做成的瓦片粘贴在航天飞机的机身上，使航 天飞机能安全穿越天飞机能安全穿越 返回地球。返回地球。大气层大气层自主探究自主探究精要解读精要解读自主探究自主探究精要解读精要解读1 聚合物基复合材料聚合物基复合材料 主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使复合材料强度增加，用于制造网球拍、高尔夫球棍和滑中使复合材料强度增加，用于制造网球拍、高尔夫球棍和滑雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤维与聚酯的复合体，可雪橇等。玻璃纤维复合材

5、料是玻璃纤维与聚酯的复合体，可以用于结构材料，如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构以用于结构材料，如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材料和船体等，其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂材料和船体等，其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于汽车塑料发动机，使发动机质量减小，节约燃料。可用于汽车塑料发动机，使发动机质量减小，节约燃料。自主探究自主探究精要解读精要解读2陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料 为改变陶瓷的脆性，将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中，制为改变陶瓷的脆性，将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中，制成的复合材料有一定的韧性，不易碎裂，而且可以在极高的成的复合材料有一定的韧性，不易碎裂，而且可

6、以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料可成为汽车、火箭发动机温度下使用。这类陶瓷基复合材料可成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性，可作为的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性，可作为防弹衣的材料。防弹衣的材料。自主探究自主探究精要解读精要解读3金属基复合材料金属基复合材料 在金属表面涂层，可以保护金属表面或赋予金属表面某种特在金属表面涂层，可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能，如金属表面涂油漆可以抗腐蚀；金属表面作搪瓷内殊功能，如金属表面涂油漆可以抗腐蚀；金属表面作搪瓷内衬可制造化学反应釡；金属表面镀铬可使表面光亮；金属表衬可制造化学反应釡；金属表面镀

7、铬可使表面光亮；金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性，可作为抗气蚀材料用于面涂以高分子弹性体赋予表面韧性，可作为抗气蚀材料用于水轮机、汽轮机的不锈钢叶片上，延长其使用年限；在纯的水轮机、汽轮机的不锈钢叶片上，延长其使用年限；在纯的硅晶片上复合多层有专门功能的物质可用于计算机的集成电硅晶片上复合多层有专门功能的物质可用于计算机的集成电路片。路片。自主探究自主探究精要解读精要解读 复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于原因在于()。A复合材料的使用可使导弹能承受超高温的变化复合材料的使用可使导弹能承受超高温的变化B复合材料的使用可使

8、导弹的质量减轻复合材料的使用可使导弹的质量减轻C复合材料的使用可使导弹承受超高强度的改变复合材料的使用可使导弹承受超高强度的改变D复合材料的使用可使导弹承受温度的剧烈变化复合材料的使用可使导弹承受温度的剧烈变化解析解析导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以提高射程是利用其密度小、质量轻的特点。合材料，之所以提高射程是利用其密度小、质量轻的特点。答案答案B【例例1】复合材料具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等优点。复合材料具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀等优点。自主探究自主探究精要解读精要解读 下列关于复合材料的说法不正确的是

9、下列关于复合材料的说法不正确的是 ()。A复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的B复合材料保持了原材料的优点，又优于原材料的特点复合材料保持了原材料的优点，又优于原材料的特点C在复合材料中，基体起骨架作用在复合材料中，基体起骨架作用D在复合材料中，增强体起骨架作用在复合材料中，增强体起骨架作用解析解析复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，但这两种复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，但这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料，因此，复合材料保或两种以上的材料必须是性质不同的材料，因此，复合材料保持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，也会产生优

10、于持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，也会产生优于原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的基体。作用的基体。答案答案C【体验体验1】自主探究自主探究精要解读精要解读材料材料无机非金属材料无机非金属材料金属材料金属材料复合材料复合材料含义含义以黏土、石英和长石以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸等为原料生产的硅酸盐制品盐制品金属及其合金金属及其合金两种或两种以上性两种或两种以上性质不同的材料经特质不同的材料经特殊加工而制成的殊加工而制成的主要主要成分成分各种硅酸盐的混合物各种硅酸盐的混合物各种金属及硅等各种金属及硅等

11、少量非金属少量非金属由基体由基体(黏结作用黏结作用)和和增强体增强体(骨架作用骨架作用)组组成成特性特性抗腐蚀、耐高温、硬抗腐蚀、耐高温、硬度大、耐磨损，新型度大、耐磨损，新型无机非金属材料还具无机非金属材料还具有电学、光学特性、有电学、光学特性、生物功能等生物功能等强度高、坚韧、强度高、坚韧、塑性好、易于成塑性好、易于成型、有良好的延型、有良好的延展性、导电性、展性、导电性、导热性，合金抗导热性，合金抗腐蚀性强腐蚀性强耐酸碱、化学稳定耐酸碱、化学稳定性好、密度小、强性好、密度小、强度高、韧性好、耐度高、韧性好、耐高温、导电导热、高温、导电导热、热性能好；性能保热性能好；性能保持原材料特点又优

12、持原材料特点又优于原材料于原材料自主探究自主探究精要解读精要解读材材料料无机非金属材料无机非金属材料金属材料金属材料复合材料复合材料品品种种示示例例玻璃、水泥、各玻璃、水泥、各种陶瓷种陶瓷(黏土质黏土质陶瓷、高温结构陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶陶瓷、生物陶瓷、电压陶瓷瓷、电压陶瓷等等)、光导纤维、光导纤维黑色金属材料黑色金属材料(铁、铁、铬、锰及它们的合铬、锰及它们的合金金)：钢铁；有色金：钢铁；有色金属材料属材料(铁、铬、锰铁、铬、锰以外的金属及合以外的金属及合金金)：金、银、铜及：金、银、铜及合金合金生产生活中的复生产生活中的复合材料合材料(玻璃钢：玻璃钢：玻璃纤维增强树玻璃纤维增强树脂基复

13、合材料、脂基复合材料、碳纤维：碳纤维碳纤维：碳纤维增强树脂基复合增强树脂基复合材料材料)；航空航天；航空航天中的复合材料中的复合材料(飞飞机、火箭：纤维机、火箭：纤维增强金属基复合增强金属基复合材料；航天飞材料；航天飞机：纤维增强陶机：纤维增强陶瓷基复合材料瓷基复合材料)自主探究自主探究精要解读精要解读 C3N4和和Si3N4晶体结构相似，是新型的非金属高温结构陶晶体结构相似，是新型的非金属高温结构陶瓷，下列说法正确的是瓷，下列说法正确的是()。AC3N4和和Si3N4晶体中含有共价键晶体中含有共价键BC3N4和和Si3N4中中N的化合价为的化合价为3CC3N4和和Si3N4易与水反应生成易与

14、水反应生成NH3DC3N4晶体的硬度比晶体的硬度比Si3N4晶体的硬度小晶体的硬度小解析解析B项中项中N的化合价为的化合价为3。C项中项中C3N4和和Si3N4都是原子都是原子晶体，不能发生水解反应。晶体，不能发生水解反应。D项中项中CN键比键比SiN键的键能键的键能大，大，C3N4的硬度比的硬度比Si3N4的硬度大。的硬度大。答案答案A【例例2】自主探究自主探究精要解读精要解读材料的结构决定了材料的性能，要了解材料的性质必须要知道材料的结构决定了材料的性能，要了解材料的性质必须要知道材料的结构特点。材料的结构特点。自主探究自主探究精要解读精要解读 新型无机非金属材料碳化钛新型无机非金属材料碳化钛(TiC)、碳化硼、碳化硼(B4C3)、氮化、氮化硅硅(Si