3我们周围的材料

1、1. 观察我们周围的材料1. 什么是材料材料是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。但并不是所有 物质都可称为材料，如燃料和化工原料、工业化学品、食物和药品等，一般都 不算作材料。材料可按多种方法进行分类。按物理化学属性分为金属材料、无机非金属 材料、有机高分子材料和复合材料。按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材 料、能源材料、生物材料等。实际应用中又常分为结构材料和功能材料。结构 材料是以力学性质为基础，用以制造以受力为主的构件。结构材料也有物理性 质或化学性质的要求，如光泽、热导率、抗辐照能力、抗氧化、抗腐蚀能力等， 根据材料用途不同， 对性能的要求也不一样。 功能材料主要是利用物

2、质的物理、 化学性质或生物现象等对外界变化产生的不同反应而制成的一类材料。如半导 体材料、超导材料、光电子材料、磁性材料等。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 20世纪 70年代，人们把信息、材 料和能源作为社会文明的支柱。 80 年代，随着高技术群的兴起，又把新材料与 信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。现代社会，材料已成为 国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。2. 什么是天然材料，什么是人工合成材料 天然材料，就是来自植物、动物和矿物等只经物理处理或未经处理的材料。 例如竹子，木材等。人工合成材料，是天然材料经过人为的化学方法加工而制得的材料。例如 合成橡胶。3.

3、 什么是有机材料有机材料：又称有机高分子材料，一般是由 C，H，O 等元素组成的，相对 分子质量一般达到 10 万以上。一般来说，具有溶解性和热固性、强度特性、电 绝缘性。一般的有机材料有橡胶，纤维素，蛋白质，淀粉，高分子聚合物等。4. 太空服主要用什么材料制成我们一般所说的太空服，分为舱内太空服和舱外太空服。舱内太空服其实 严格来说还算不上是太空服，它的制作比起真正的太空服来说，简直是天壤之 别。我们这里只说舱外太空服。宇宙太空的环境非常恶劣。那里没有可供人类呼吸的空气，也就没有大气 压力，那里的温度也非常奇怪，炎热的太阳直接照射时，温度上升很高，而没 有太阳照射时，寒冷的太空温度极低。另外

4、，强烈的宇宙辐射和飞来的天空陨 石，也是威胁宇航员的巨大危险。宇航员离开飞船以后，外面是真空，太空服 里头是一个大气压强，所以太空服必须非常结实，否则外面是真空，里面一个 大气压强，就爆了。太空服基本有以下几层：第一层为内衣层，要求又轻、又软、又有弹性，能传热、又能透气。这里 还有一条奇妙的腰带，藏有一套复杂的微型监测系统，负责生理上（心率、体 温、呼吸）各种数据的记录，以及太空服内部的温度，辐射剂量的数据，作为 对宇航员的动态监控。第二层为调温层，用的是新技术“热管液体调温”，在这一层排列有大量 聚氯乙烯细管，管中流有一种液体，通过液体的流动可以调节太空服的温度， 效率很高。温度有三个档次可

5、供选择，由宇航员自己控制。第三层为加压层，是用特种橡胶制成的密封充气层，充满一个大气压强的 空气，因为在宇宙真空中必须防止低气压。第四层为约束层，有两个作用，把第三层约束成衣服外形，同时协助最外 层抵御微小陨石的袭击。它还有极好的隔热效能，阻止内外热量交流。第五层为保护层，利用特殊合成纤维制成的高强度“防弹衣”，要抵御像 枪弹一样飞来的微小陨石的袭击，又要能吸收宇宙射线的能量。事实上有的太空服还不止这几层。另外还有一个宇航员背负的背包。这个 背包连接着太空服，构成了一个完整的生命维持系统。包括诸如温度、湿度、 气压、通风、循环、监测、过滤、供电、供氧等等自动和手动设备。除此以外， 有的太空服还

6、装有飞行系统， 24 个喷气嘴可以由宇航员随时调控自己的飞行路 线。还要有电子通讯系统等。太空服不仅要用高强度的涤纶等材料，还要辅以多种金属和胶粘剂等。这 样一件“衣服”实在是既贵且重。一个国家的太空服技术水平，往往也代表着 这个国家的综合科技水平。5. 免熨衬衫为什么可免熨目前的免熨技术主要有两大类，即面料免熨（ SSP）和成衣免熨，而成衣 免熨还可分为三种：树脂浸泡法（HP成衣处理）、VP气相处理法（VP成衣处 理）、DP免熨处理法（DP成衣处理）。SSP是对面料在生产过程中进行免熨处理， 然后在规定的时间、温度内进行 裁剪、缝纫，并进行“热风定型”。采用 SSP工艺制做服装时，一般是购进

7、经 过SSP法加工的面料后，在规定的时限内缝制和热风定型。这种方式的特点是 必须热风定型，否则效果不佳，而且 SSP的抗皱性能略逊于HP及VP,同时在 面料与缝纫用线的匹配上较难理想把握，并对面料的花色品种有很大限制。HP免熨是传统的免熨处理方式。HP是在将未经处理的面料缝制为成衣后， 使用以树脂为主的免熨药液进行浸泡，然后经洗涤后再高温定型。HP工艺包括了对一般棉布的全部处理过程，可用于成衣的处理。SSP和VP都是日本的专利技术。免熨处理方法的原理是指织物或者成衣在一定的温度和压力下，通过纤维 与树脂溶液进行反应，在纤维内部产生交链，导致纤维发生结构变化和记忆定型，从而达到免熨效果。经HP免

8、熨处理后的成衣达到了一定的免熨效果，一般经多次水洗后，其免 熨等级可在3级左右。但HP工艺衬衫的弱点是成衣经过两次脱水、 烘干等复杂 工艺处理后，面料强度损伤较重，也降低了原有的平挺度。HP衬衫存在着以下几项缺点：1.由于成衣在浸轧树脂液后经烘干虽然具有 一定的带液率，但在整烫后药剂进一步挥发、损耗。到高温焙烘这个真正起反 应的阶段参与反应的树脂液会变得很少，所以处理后成衣的免熨效果达不到要 求；2.在批量生产时，成衣在浸轧树脂液到最后焙烘反应的时间过长，导致每 一件衬衫处理后的平整度会有不同的差异， 使产品的质量出现不稳定现象； 3.传 统的免熨助剂树脂中主要成份都含有醛基，在免熨处理后的成

9、衣的甲醛含量偏 高，很难控制在国家标准以下；4. HP工艺对浅色的衬衫（特别是白色）进行 处理后，容易泛黄，会影响成衣色泽度。VP免熨处理法开创了棉免熨工艺新概念，VP处理指的是“气相处理法”， 把助剂经高压蒸汽的作用， 在规定的时间内促使雾化后的助剂进一步渗透面料， 使棉纤维分子之间产生卷钩状的序化联系， 使棉纤维发生结构变化和记忆定型， 从而达到防皱的效果；然后再以蒸汽对服装进行清洗，去除残留的助剂。这种 技术完整地保留了棉纤维的特性：自然、柔软、透气、吸湿、易去污、色牢度 好、抗磨损等优点，是免熨产品典型的升级换代产品，开创了棉免熨工艺新概 念。2. 谁更硬一些1. 硬度最高的天然材料是

10、什么，有多硬 金刚石是天然材料中硬度最高的。金刚石硬度：摩氏硬度 10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2。其显微硬度比石 英高 1000 倍，比刚玉高 150倍。3. 比较柔韧性1. 金属的特性 物理性质：能导电，有延展性等。 化学性质主要是指金属性即还原性：1 .活泼的金属可以把不活泼金属从它们的盐溶液中置换出来；2. 大部分是固体，除了汞（液体）；3. 都不溶于水。4. 它们吸水吗1造纸的几个主要过程。古代造纸分为 5个步骤。第 1个步骤是“斩竹漂塘”。 造纸的工匠上山砍竹后， 把竹子 泡在水塘中， 将截断的竹子在水塘内浸上 100 天，取出时用力捶洗使青壳和树皮脱掉， 目的

11、 是让竹材软化。第 2 个步骤是将软化的竹料浸在石灰水中蒸煮8 天，这样，原料中的木质素、 树胶、 树脂等杂质就去除了。 取出蒸煮的原料经清水漂洗， 然后再放进锅里浸石灰水蒸煮， 如此反复 进行十几天。经过反复的蒸煮、漂洗，竹子的纤维逐渐被分解了。第 3 个步骤是： 取出煮烂的原料放在石臼里用力捣成泥面状，捣烂后的原料用适量的水调配， 成为纸纤维的悬浮液，再倒入纸浆槽里面。 然后用细竹帘在纸浆中滤取，纸纤维留在 竹帘上形成一层泾纸膜。第 4 个步骤是把捞过纸浆的竹帘倒铺在板上，然后移开竹帘，这层泾纸膜便落在板上。 慢慢堆叠起一层层的纸页， 再以重物挤压， 排出泾纸页中的水分。 重物挤压之下纸膜

12、也慢慢 成形，成为一张张四四方方的纸张，这样，纸就基本造成了。最后是焙干， 焙干纸张的夹巷是两道土砖砌成的砖墙， 焙纸时先在夹巷内生火， 然后以 轻细的铜镊将一张张湿纸摊在墙上， 从空隙中散发的热气使纸张慢慢干燥， 干透后揭起来就 是一张可使用的纸了。现代造纸的过程和古代差不多， 原料也主要来源于制作竹器所剩之废竹料。 当然还有布、 树木等其他的材料可以利用。第一阶段先将原料加以分类，较粗之原料，需经机器加工搅碎，再经卤水浸泡，若为细 原料，则可直接浸泡卤水。浸泡卤水的目的在于破坏竹料的组织， 使其软化以利后续加工。 浸泡时间依其原料之粗 细需要七至十二天不等，与古法相比速度较快，但是会有废水

13、污染问题。过水池的目的在于将竹料的纤维打散， 为了使纤维能均匀散开， 此阶段必须加入食用废 油搅拌，此举是为了避免纤维结块。然后是捞纤维， 在此阶段中将竹料纤维由水池中捞起， 再经由滚筒将纤维压紧密， 并把 大部分的水份压干。接着是烘干， 利用输送带把已成形的纸材送入烘干机中烘干。 烘干机中有持续压实的动 作，避免纸材起皱。最后是整纸。 在整纸阶段中， 经过烘干机出口的滚筒作用， 可以调整纸材的曲度使其平 整以利于印刷作业。2造纸术对世界文明的影响。 纸的诞生是人类历史上的一座重要的里程碑，更是人类传播史上的一次伟大的革命。 在第一张纸出现以前，人类不是没有尝试过其他的传播媒介， 中国的简、帛

14、， 埃及的纸 莎草纸，欧洲的羊皮书卷，都曾在人类传播技术史上占有过一席之地。 但是，当纸张出现以 后，它们又都很快地退出了历史的舞台，让位于集万千优势于一身的纸张。为什么会这样呢？因为， 它们在带给人类传播和书写便利的同时又给人类带来了更大的 不便。 试想，在古代中国如果有人要写一本书的话， 就得把整个竹林砍倒才能满足书写材料之用。一个官员日常所要批阅的公文，每天至少也要55 公斤的重量。在欧洲也同样，生产一本书需要几百张羊皮。 这种传播介质如何能够担负起记载文明和传承文明的历史重任！ 它 们给了人类传播的可能， 却又为这种可能的实现套上了重重枷锁， 千百年来， 人类背负着这 一希望在文明与知

15、识的黑暗中艰难的前行。 直到公元 105 年，纸张的问世才将这一禁锢人类 文明的枷锁打碎。 纸张和印刷术的发明为另一场伟大的革命 - 文艺复兴奠定了坚实的物质基 础。文艺复兴普遍的表现是科学、 文学、 艺术的高涨， 其目的是为了适应新兴资产阶级在文 化上的利益和要求， 使人类的知识能够更快更好地发展。 然而，在中世纪的欧洲， 禁欲主义 和宗教主义统治一切， 神学和经院学垄断文化领域， 整个欧洲都处于中世纪的黑暗之中。 根 本原因是由于书写材料和印刷术的限制， 文化信息的传播极其困难， 人民处于蒙昧之中而甘 受统治。并非人民不愿接近科学知识、学习科学知识，而是没有机会。正如前面所讲到的， 生产一

16、本羊皮制的书需要几百张羊皮， 价格之昂贵是普通民众所无法想象和接受的。 只有极 少数人才能读书写字， 才能受高等教育， 平民是没有任何机会的， 同样文艺复兴在这时也是 没有任何机会的。 直到有了中国的造纸术和活字印刷术之后， 才为文艺复兴提供了物质的可 能性。欧洲人得到了便宜的书籍，文化、知识、教育才真正能从修道院中解放出来，人民的 思想才得以启蒙， 新的资产阶级文化得到了迅速发展， 文艺复兴的种子萌发， 新的知识像开 闸的洪水一样， 成千上万的思想家、 科学家、 艺术家涌现出来。造纸术和印刷术在这一变革 当中起到了绝对重要的和无可替代的作用。文艺复兴之后， 资本主义萌芽迅速成长， 科学、艺术

17、、文化在西方世界以不可想象的速 度迅猛发展， 人民的文化科学素质也不断提高， 为随之到来的工业革命打下了坚实的民众基 础。可以这样说，没有中国文化就没有今天世界的繁荣和高度文明。在人类发展的历史上， 中国的造纸术、 印刷术以及中国的文化思想都对世界文明的发展作出了重要的贡献， 这种影 响是深刻的、 深远的， 如果没有中国文明的支撑， 也许我们今天还生活在中世纪的黑暗当中。3纸的种类和用途。按照用途分，纸主要有以下几类：1. 书写用纸有打字纸、制图纸、宣纸、书写纸、单面书写纸（有光纸）、图画纸、水彩画纸、素描 画纸、木炭画纸、双红纸、条纹书写纸、帐页纸、毛边纸、连史纸、皮画纸、水写纸、油画 坯纸

18、、吸墨纸、梅红纸。2. 复制用纸 有描图纸、铁笔蜡纸、干法静电复印纸、晒图纸、干法重氮感光纸、复写纸、打字复写 纸、无炭复写纸、二低图原纸、静电复印描图纸、打字蜡纸原纸、誊印纸、打字蜡纸衬纸、 热敏复印纸、静电制版纸。3. 卫生用纸 有卫生巾、卫生纸、尿布纸、薄型无纺布、灭鼠纸、膏药纸、药棉纸、水溶性药纸、纸 巾纸。4. 生活用纸有制鞋纸板、编织原纸、纸鞋垫、黑照相卡纸、桌布纸、代布纸、厨用纸、香粉纸、擦 镜纸、衬裙纸。5. 装饰用纸有贴花面纸、 贴花衬纸、 蜡光纸、 蜡光纸、 壁纸、 涂塑壁纸、 不干胶纸、 塑料帖面纸板、 底层纸、表层纸、陶瓷薄膜贴花纸、陶瓷薄膜贴花衬纸、金属贴花纸、金属贴

19、花衬纸、搪瓷 贴花纸等。几种常用纸的主要用途是：低定量涂布纸， 具有高平滑度、高白度、耐湿、耐摩擦、不透印、匀度好等特点，能印 刷原色及多色的美术图片、宣传画报、标签及高档报刊。高档双胶纸， 具有高强度、白度好、匀度好、平整性好、套版准确、印刷图象清晰的特 点，可印学生课本、高档报刊、封面、插图、也是很好的办公用纸。精制双胶纸， 广泛用于胶版印刷书刊、课本、封面、插图、彩色图片等。 铜版纸， 用于美术图片、插图、画册、画报、书刊、杂志、封面、高档商品包装。 书写纸， 主要用于练习薄、记录本及其他书写用纸，还可用于印刷书刊、杂志等。 箱板纸， 主要用于加工包装纸箱、用作纱管。电脑打印原纸， 用于

20、电脑打印。地图纸， 用于胶版印刷地图等。帐册纸， 用于制作会计帐簿。黄色防粘原纸， 用于生产剥离纸、用于防粘纸的纸基部分。铸涂原纸， 用于生产铸型涂布高光纸，是一种表面具有镜面光泽的涂布纸。6. 砖和陶瓷1什么是高科技陶瓷？高科技陶瓷不同于一般陶瓷。 高科技陶瓷是由氧化锆和氧化钇粉末构成。 这些极细的粉 末以“高压粉注”工序注入模内，然后加热至摄氏1600 度，在烧结过程中，粉末以不同的方式结合， 形成孔积率极低的物质， 保证它的抗断力和拉伸力极高。在烧结炉内， 陶瓷也形 成了独有的色泽。高科技陶瓷硬度高， 防腐蚀、耐高温，具有优良的物理特性， 高科技陶瓷适宜制作复杂 和精细的零件。目前，多种

21、款式的手表已使用高科技陶瓷制作外观件如：表壳、表带等，不 易磨损，而且轻盈、光亮、柔顺，色泽不易改变，使用时不损皮肤。2为什么建筑上提倡用空心砖和非粘土砖？在我国，传统的粘土砖瓦厂有 12 万家，每年毁田 17万亩，平均 6 年就挖掉一个中等 县的可耕土地。“民以食为天”，可我国人均可耕土地只有 1.19 亩，不及世界人均耕地 的 1/3 。因此，限制毁田烧砖，已成为我国关系子孙后代迫在眉睫的大事。1999年 8月 20日，国务院办公厅【 1999】2号文件转发建设部等部门关于推进住 宅现代化提高住宅质量若干意见的通知。通知中指出，从 2003年 6月 30日起禁止和限 制实心粘土砖及其它粘土

22、制品的生产使用，大力开发和推广使用各种新型砌块。国家建材局颁发的新型建材及制品发展导向目录中指出，要重点发展节约能源、土地，提高施 工效率，改善建筑砌块，并明确规定“轻集料混凝土砌块”、“混凝土空心砌块”、“空 心砖”、“多孔砖”为今后重点发展及推广应用对象。砌块、空心砖的推广应用，不仅可取代粘土砖，节约土地，而且可利用各种废灰、废 渣，变废为宝，改善自然环境。同时，也大力促进了新型墙体材料的发展，提高了建筑水 平，增加了社会和经济效益，一举几得，利国利民。7. 给材料分类1白色污染与可降解塑料。所谓“白色污染”， 是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。 它是指用聚苯乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯

23、等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物， 由于随意乱丢乱扔，且难于降解处理，以致造成城乡环境严重污染的现象。白色污染存在两种危害：视觉污染和潜在危害。视觉污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在环境中，给人们的视觉带来不良刺激， 影响环境的美感。潜在危害则是多方面的：（1）用一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物会严重影响我们的身体健康。当温度 达到65C时，一次性发泡塑料餐具中的有害物质将渗入到食物中，会对人的肝脏、肾脏及 中枢神经系统等造成损害。我们现在用来装食物的超薄塑料袋一般是聚氯乙烯塑料。早在四十年前，人们就发现 聚氯乙烯塑料中残留有氯乙烯单体。当人们接触氯乙烯后，就会

24、出现手腕、手指浮肿，皮 肤硬化等症状，还可能出现脾肿大、肝损伤等症状。在我国，我们用的超薄塑料袋几乎都 来自废塑料的再利用， 是由小企业或家庭作坊生产的。 这些生产厂所用原料是废弃塑料桶、 盆、一次性针筒等。生产时，首先用机械把原料粉碎成塑料粒子，再把塑料粒子放在一个 水池里清洗（名曰消毒），取出来晒干，再用机械把它压成膜，制成各种塑料袋。有些人 用塑料袋装饭菜，他们不知道这种行为不仅危害环境，也危害自己的身体。（2）使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长。我国目前使用的塑料制品的降解时 间，通常至少需要 200 年。农田里的废农膜、塑料袋长期残留在土壤中，会影响农作物对 水分、养分的吸收，抑制

25、农作物的生长发育，造成农作物的减产。若牲畜吃了塑料膜，会 引起牲畜的消化道疾病，甚至死亡。（3）填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法。由于塑料膜密度小、体积大， 它能很快填满场地，降低填埋场地处理垃圾的能力；而且，填埋后的场地由于地基松软， 垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境。（4）若把废塑料直接进行焚烧处理，将给环境造成严重的二次污染。塑料焚烧时， 不但产生大量黑烟，而且会产生二噁英迄今为止毒性最大的一类物质。二噁英进入土 壤中，至少需 15个月才能逐渐分解，它会危害植物及农作物；二噁英对动物的肝脏及脑 有严重的损害作用。焚烧垃圾排放出的二噁英对环境的

26、污染，已经成为全世界关注的一个 极敏感的问题。另外，由于一次性塑料餐具难降解， 现在许多城市都推广使用绿色餐具纸制餐具， 原理是纸制品的组成物纤维素能被微生物降解。但是，用纸制餐具代替发泡塑料餐具亦不 明智。首先，纸制餐具同样也会带来视觉上的污染。它们的降解速度并不快，往往在几十 天甚至几个月内也不会彻底降解。其次，制造纸制餐具时，除用到草浆、稻浆外，还要加 入 1/3 左右的木浆，若全面推广，势必造成大量木材的消耗，导致森林砍伐的加剧。而我 国森林覆盖率仅为 13.92%，人均占有森林面积只相当于世界人均水平的17.2%。第三，制纸浆历来是耗水大户、耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水，而我

27、国属于水资源短缺 的国家。 若污水未经处理， 直接排入河流中， 会引起水污染； 纸制餐具成型后需立即烘干， 这就需要耗大量能。而我国能源结构是以燃煤为主，这样就会增加空气中SO2 的含量，引起酸雨。白色污染的防治：（1）我们应尽量减少一次性塑料餐具和纸制餐具的使用。任何一次性餐具不仅不利 于环保，也是对资源的最大的浪费。我们在日常生活中，不应过度依赖塑料袋。买菜购物 时可用菜篮子或布袋，减少塑料袋对环境的污染。而盛装食物可以使用自备的不锈钢或塑 胶饭盒，既卫生，又环保，还不会对身体造成危害。（2）回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。其实，塑料和其它材料 比，有一个显著的优点：塑料可

28、以很方便地反复回收使用。废塑料回收后，经过处理，既 能重新成为制品，亦可制得汽油与柴油。近年来，在德、日、美等国家，由于重视对包装材料的回收处理，已经实现了塑料的 生产、使用、回收、再利用的良性循环，从根本上消除了白色污染。而在我国，回收废塑 料的工作已经起步。我们应配合政府有关部门，把废弃物分类，以便回收与利用能顺利地 进行。（3）加强环保宣传，提高公民的环保意识，在社会上形成良好的环保氛围，是解决白 色污染及其它各种形式污染的前提。例如，要回收废塑料，就要实行垃圾回收分装制度， 把不同类的垃圾放在不同的垃圾桶内，这就需要我们有高度自觉的环保意识。环境降解塑料大体分为两类：光降解、生物降解（还有一种是光 - 生物双降解）。其 中，光降解塑料是塑料分子中引入光增感基团或在材料中添加光增感助剂等；生物降解材 料主要为天然高分子如纤维素等改性物；在塑料中添加淀粉等天然生物降解物质或化工合 成聚乙内酯、聚乙二醇等降解物质。2什么是纳米材料？纳米是英文 namometer 的译音，是一个物理学上的度量单位， 1 纳米是 1 米的十亿分之 一；相当于 45 个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫 米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在 1 100