第三章探索生活材料

1、厨房用具厨房用具 铁锅和下水井盖铁锅和下水井盖高压锅高压锅青铜器青铜器储氢汽车储氢汽车 金饰品金饰品汽车配件汽车配件 金属或金属或合金合金使用原因使用原因电线芯电线芯汽车外壳汽车外壳灯丝灯丝发动机发动机排气管排气管铜铜导电性好，价格便宜导电性好，价格便宜价格便宜，硬度价格便宜，硬度 强度较强度较小，可塑性高，加工成小，可塑性高，加工成型性好，焊接性好型性好，焊接性好软钢（低软钢（低碳钢）碳钢）钨钨熔点最高（熔点最高（34103410摄氏度）摄氏度）铝合金铝合金不锈钢不锈钢抗腐蚀性好抗腐蚀性好密度小、强度大，较密度小、强度大，较强抗腐蚀性强抗腐蚀性（纯金属纯金属9090种种, ,合金达数千种）合

2、金达数千种）由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）由两种或两种以上的金属（或金属与非金属） 融合而成的具有金属特性的物质。融合而成的具有金属特性的物质。1 1、硬度硬度比单一成分比单一成分大大 2 2、熔点熔点比各成分金属比各成分金属低低4 4、有较强的抗腐蚀性能、有较强的抗腐蚀性能3 3、导电性比成分金属差、导电性比成分金属差纯金属和合金的结构不同纯金属和合金的结构不同二、使用合金二、使用合金 (Cu (Cu 、MgMg、 SiSi、 MnMn、 Zn Zn 及稀土金属及稀土金属) ) 18K : Au75 Ag 12.5 Cu 12.5铜绿：铜绿：金属越活泼，越易被腐蚀；金属越活泼，越易

3、被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。 负极（较活泼金属）负极（较活泼金属）正极（不活泼金属或非金属导体）正极（不活泼金属或非金属导体） 工作原理：工作原理：负极负极（较活泼的金属）上发生（较活泼的金属）上发生氧化氧化反应，电子从（负极）反应，电子从（负极）通过导线流向正极通过导线流向正极 （较不活泼的金属），（较不活泼的金属），正极正极上得电子上得电子发生发生还原还原反应反应“两极一液一连线两极一液一连线”钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中

4、性O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+水膜呈酸性水膜呈酸性2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+FeFe2+2+2OH+2OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2 +2H+2H2 2O+O+ O O2 2= 4Fe(OH)= 4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3 + 3H + 3H2 2O O 烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含含

5、NaClNaCl），第二天便出现红棕色锈斑（主），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为要成分为）。请问这种腐蚀是）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀化学腐蚀还是电化学腐蚀? ?为什么为什么? ?解析：属于电化学腐蚀。解析：属于电化学腐蚀。 因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的, ,铁锅生锈是铁锅生锈是因为因为Fe-C-NaClFe-C-NaCl形成原电池。铁作负极，失形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。 给链条涂上机给链条涂上机油油, ,将钢圈表面将钢圈表面镀上一层铬镀上一层铬, ,给给支架烤上一层漆支架烤上一层漆, ,将齿轮镀上一

6、层将齿轮镀上一层铬并涂上机油。铬并涂上机油。刷油漆刷油漆包塑料层包塑料层“机械转动部位机械转动部位”选用油脂选用油脂镀耐腐蚀又耐磨的镀耐腐蚀又耐磨的CrCr用牺牲镁块的方法来防止用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换块必须定期更换 在金属表面镀一层比要在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。保护的金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换船身，锌块必须定期更换锌块锌块刷油漆、涂机油、加塑料层刷油漆、涂机油、加塑料层不锈钢、马口铁、白口铁不锈钢、马口铁、白口铁牺牲负极的正极保护法（如镀锌铁）牺牲负极的正极保护

7、法（如镀锌铁）1、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（的电极反应式是（ ）A、 Fe 2e-=Fe 2+B、 2H + + 2e- =H2 C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH - FeFeFeSnZnAB B四种特殊玻璃：四种特殊玻璃： 硼硅酸盐玻璃：硼硅酸盐玻璃： 膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀 用途用途: : 高级化学仪器高级化学仪器光学玻璃：光学玻璃：透光性能好、折光率高透光性能好、折光率高用途：用途：眼镜片、照相机

8、、望远镜和显微镜中的眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的 透镜等光学仪器透镜等光学仪器 加入加入B BO O 加入加入PbOPbO 彩色玻璃：彩色玻璃： 钢化玻璃：钢化玻璃：光导纤维手术头灯光导纤维手术头灯【练习】【练习】ABAB1、原、原 料料：2、生产过程：、生产过程：3、反应条件：、反应条件：高温高温4、主要性能：、主要性能：6、高温结构陶瓷：、高温结构陶瓷： 耐高温、抗氧化、耐腐蚀耐高温、抗氧化、耐腐蚀 粘土、粘土、石灰石石灰石 加适量加适量石膏石膏水泥水泥回转回转窑窑高温高温硅酸二钙硅酸二钙硅酸三钙硅酸三钙铝酸三钙铝酸三钙水水硬硬性性水硬性：水硬性：将水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易

9、凝固变将水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝固变 硬，这叫做水泥的水硬性硬，这叫做水泥的水硬性CB 由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应叫做高分子的反应叫做聚合反应聚合反应。由不饱和的相对分子质量小的化合。由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成高分子的反应，同时也是加成反应，又称物分子结合成高分子的反应，同时也是加成反应，又称加聚反应加聚反应。 聚乙烯的聚乙烯的 相对分子质量可达几万到几十万。这种化合物属于相对分子质量可达几万到几十万。这种化合物属于高高分子化合物分子化合物 或高聚物。或高聚物。 nCH2C

10、H2催化剂催化剂CH2-CH2 n-热塑性塑料热塑性塑料( (聚乙烯聚乙烯, , 聚氯乙烯聚氯乙烯, , 聚丙烯等聚丙烯等) )塑料塑料热固性塑料（酚醛塑料）热固性塑料（酚醛塑料）受热时软化并可熔化成流动的液受热时软化并可熔化成流动的液体，冷却后变成固体，加热后又熔化，体，冷却后变成固体，加热后又熔化，可反复加工，多次使用可反复加工，多次使用在制造过程中受热时能变软塑成一在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化定的形状，但加工成型后就不会受热熔化 热塑性塑料固态时的线热塑性塑料固态时的线型结构型结构热固性塑料硬化后的体型热固性塑料硬化后的体型网状结构网状结构热固性塑料

11、热固性塑料再次受热时，链与再次受热时，链与链间会形成共价键，产生一些链间会形成共价键，产生一些交联，形成交联，形成体型网状结构体型网状结构，硬，硬化定型化定型热塑性塑料热塑性塑料具有长链状的具有长链状的线型线型结构结构。受热时，分子间作用力受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化引力增强，会重新硬化塑料的电绝缘性是相对的塑料的电绝缘性是相对的从从 结构分析结构分析, 塑料在一般情况下会导电吗塑料在一般情况下会导电吗?几种纤维的性质实验几种纤维的性质实验： 纤纤 维维 橡橡 胶胶 。通用橡胶：通用橡胶： 特种橡胶：特种橡胶： 硅橡胶硅橡胶二、复

12、合材料二、复合材料学与问学与问 每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，每种材料都有它的优缺点：金属材料强度大，但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材但易受腐蚀；陶瓷材料耐高温，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大料密度小，但不耐高温等。但航天材料需要强度大、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐高温、密度小的材料，海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？耐腐蚀的材料。怎样才能获得这些特殊材料呢？ 要获得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基础上发展创新，发挥其优势，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是将不同性能的材料组合起来，制成复合材料，使各组分材料在性能上进行互补，同时产生某些特殊性能。由于复合材料的设计自由度很大：不仅可以选择不同的组分材料，而且可以通过改变各组分材料的含量来满足不同的需求。因