依依完成时间月日

依依（完成时间：3月10日）第41课材料

1、传统材料和新型材料

1）举例说明传统材料（钢铁、铜、铝、水泥、橡胶、陶瓷、塑料等）对人类生活方式和生活质量的影响，对社会经济发展的影响，以及对环境的影响

2）举例说明新型材料（超导材料、纳米材料等）对人类生活方式和生活质量的影响，对社会经济发展的影响，以及对环境的影响所谓材料，是指人类用来制作有用物件的物质；材料是人类生存和发展的物质基础，是人类社会文明的重要支柱。新材料则是指最近发展或正在发展之中的具有比传统材料更为优异的性能的一类材料。材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革命，极大加速社会发展的进程。历史分期：以人类使用工具的材料划分石器时代陶器时代青铜器时代铁器时代硅时代材料具有的性质延展性：即延性和展性。延性就是能延长的性质，例如铁能制成铁丝；展性是能展开的性质，铝能制成很薄的铝箔。一般来说，延性优良的物质展性也优良，所以可统称为延展性。稳定性：属于化学性质，比如见光或受热是否容易分解，是否易和氧气反应等。可塑性：就是指当材料在一定温度和压力下，受到外力作用时可产生形变，而外力去除后仍能保持受力时的状态。一.传统材料金属材料:包括纯金属以及合金，合金是混合物。

如铜、铝、钢铁无机非金属材料:如水泥、陶瓷、玻璃有机合成材料:如塑料、橡胶、合成纤维合金的组成由两种或两种以上的金属的结合构成，一般它在功能上会具有各金属成分的优点，甚至会有一些新功能出现。

金属材料1.钢铁炼铁：铁矿石与石灰石、焦炭混合后在空气中加热，可得到生铁。炼钢：生铁在富氧空气中加热，降低含碳量后得到钢。生铁一般硬而脆，工业上适合铸造，不适合锻造。钢一般有一定的韧性，既适合铸造，也适合锻造。所以钢的用途更广钢铁的锈蚀：实质上是铁在有水存在的情况下，发生缓慢氧化的过程由于铁锈疏松，透气性、吸水性较好，所以钢铁制品一旦生锈，如不及时处理，生锈的过程不会自动停止，只会越来越快。关于金属的污染：一是冶炼金属时产生废气、废渣造成的污染。一是废弃金属对环境造成的污染。钢的分类生铁和钢的比较炼铁和炼钢

金属材料2.铜铜的物理性质：纯铜呈紫红色，熔点约1083.4℃，沸点2567℃，密度8.92g/cm3，具有良好的延展性。1g纯铜可拉成3000m细铜丝或压延成面积为10m2几乎透明的铜箔。纯铜的导电性仅次于银，但比银便宜得多，所以当今世界一半以上的铜用于电力和电讯工业上。铜在潮湿的空气中易在其表面生成碱式碳酸铜（铜绿）。铜常用于制造铜线、电极以及电镀工业。铜合金金属材料料3.铝铝的物理理性质：纯净的铝铝是具有有银白色色光泽的的金属，，有良好好的延展展性，制制成铝箔箔可包装装纸烟、、糖果。。铝的导电电性仅次次于银和和铜（导导电率为为铜的64%，密度小小于2.70g/cm3，为铜的的30%），因而而铝广泛泛地代替替铜做电电缆。铝有良好好的导热热性，大大量用于于制做炊炊具，还还可以做做太阳能能的吸收收装置铝是人类类继铜、、铁之后后，第三三种被广广泛应用用的金属属。铝的化学学性质很很活泼，，在空气气中很快快生成一一层致密密的氧化化物薄膜膜，可防防止进一一步氧化化，此氧氧化膜不不溶于水水，因而而使铝不不与水作作用铝在氧气气中加热热时剧烈烈地燃烧烧，发出出炫目的的白光，，并放出出大量的的热。铝与氧结结合的能能力很强强，是亲亲氧元素素，它能能从许多多金属氧氧化物中中夺取氧氧，而且且产生大大量的热热，温度度很高，，可使游游离出来来的金属属熔化。。由此可可制取金金属，常常称铝热热法，冶冶金工业业上用铝铝热法制制备金属属铬、锰锰、钒等等。例如如：Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr铝是两性性金属，，可与稀稀酸（盐盐酸或硫硫酸）、、强碱溶溶液反应应生成盐盐，同时时放出氢氢气。把铝放入入冷硝酸酸中，会会使其““钝化””，而不不与稀酸酸反应。。铝的最主主要用途途是制造造各种轻轻质合金金，铝合合金具有有质轻硬硬度大的的优点，，广泛地地应用于于航空、、汽车工工业以及及国防工工业上，，同时在在日常生生活中的的应用也也越来越越广泛，，如制造造门窗、、家俱和和饮具等等。纯铝铝也大量量用来制制作电线线和电缆缆，此外外也用于于制造特特种漆料料，药膏膏、化妆妆品软管管和容器器及包装装箔等。。有机铝铝化合物物，如三三乙基铝铝为立体体定向聚聚合催化化剂。铝的用途(1)铝的密度很小小，仅为2.7g/cm3，虽然它比较较软，但可制制成各种铝合合金，如硬铝铝、超硬铝；；防锈铝、铸铸铝等。这些些铝合金广泛泛应用于飞机机、汽车、火火车、船舶等等制造工业。。此外，宇宙宙火箭、航天天飞机、人造造卫星也使用用大量的铝及及其合金。例例如，一架超超音速飞机约约由70%的铝及其合金金构成。船舶舶建造中也大大量使用铝，，一艘大型客客船的用铝量量常达几千吨吨。(2)铝的导电性仅仅次于银、铜铜，虽然它的的导电率只有有铜的2/3，但密度只有有铜的1/3，所以输送同同量的电，铝铝线的质量只只有铜线的一一半。铝表面面的氧化膜不不仅有耐腐蚀蚀的能力，而而且有一定的的绝缘性，所所以铝在电器器制造工业、、电线电缆工工业和无线电电工业中有广广泛的用途。。(3)铝是热的良导导体，它的导导热能力比铁铁大3倍，工业上可可用铝制造各各种热交换器器、散热材料料和炊具等。。(4)铝的表面因有有致密的氧化化物保护膜，，不易受到腐腐蚀，常被用用来制造化学学反应器，医医疗器械，冷冷冻装置，石石油和天然气气管道等。(5)铝粉具有银白白色光泽（一一般金属在粉粉末状时的颜颜色多为黑色色），常用来来做涂料，俗俗称银粉、银银漆，以保护护铁制品不被被腐蚀，而且且美观。(6)铝在氧气中燃燃烧能放出大大量的热和耀耀眼的光，常常用于制造爆爆炸混合物，，如铵铝炸药药（由硝酸铵铵、木炭粉、、铝粉、烟黑黑及其它可燃燃性有机物混混合而成）、、燃烧混合物物（如用铝热热剂做的炸弹弹和炮弹可用用来攻击难以以着火的目标标或坦克、大大炮等）和照照明混合物（（如含硝酸钡钡68%、铝粉28%、虫胶4%）(7)铝热剂常用来来熔炼难熔金金属和焊接钢钢轨等。铝还还用做炼钢过过程中的脱氧氧剂。铝粉和和石墨，二氧氧化钛（或其其它高熔点金金属的氧化物物）按一定比比率均匀混合合后，涂在金金属上，经高高温煅烧而制制成耐高温的的金属陶瓷，，它在火箭及及导弹技术上上有重要应用用。(9)铝板对光的反反射性能也很很好，铝越纯纯，其反射能能力越好，因因此常用来制制造高质量的的反射镜，如如太阳灶反射射镜等。(10)铝具有吸音性性能，音响效效果也较好，，所以广播室室、现代化大大型建筑室内内的天花板等等也常用铝。。铝的生物功能能：铝不但是人体体必需的微量量元素之一，，还可以入药药治病。如用用Al(OH)3治疗胃病及十十二指肠溃疡疡已有多年历历史。胃舒平平等也是含铝铝药物。人体体内的微量铝铝可阻挡肠道道内磷的吸收收，降低血磷磷，阻止继发发性副甲状腺腺机能亢进引引起的血磷增增高、软组织织钙化及肾结结石形成，但但是，过量铝铝摄入身体也也会带来危害害。由于铝制制品及铝化合合物的广泛应应用，现代人人身体内的铝铝含量比古代代人增加了2倍。当铝制品品盛放咸、酸酸性或碱性食食物时，其表表面保护膜就就会遭到破坏坏，氧化铝就就会被溶解成成胶体溶液。。这种氧化铝铝融合在食物物中，便会使使人体铝摄入入量增多。如如此，日积月月累，势必影影响健康。当人体内蓄积积的铝超过正正常值5倍以上，即可可破坏某些酶酶的活性，降降低胃酸，引引起消化功能能紊乱。铝还可以抑制制消化道对磷磷的吸收，干干扰磷的代谢谢，破坏正常常钙磷的比例例，影响骨骼骼和牙齿的发发育，并能使使骨骼脱钙、、软化、疏松松。在正常人的大大脑中，铝的的含量仅为2mg～3mg。由于于铝的的摄入入量过过多，，天长长日久久也会会在大大脑中中堆积积起来来，尤尤其易易堆积积在大大脑皮皮层和和随意意运动动的大大脑海海马区区等部部位，，使人人的记记忆力力减退退、情情绪淡淡漠、、反应应迟钝钝、心心情烦烦燥、、精神神萎靡靡，使使人脑脑组织织老化化速度度加快快，这这种现现象被被人们们称为为老年年痴呆呆症。。此外，，长期期摄铝铝过多多，还还会使使人的的皮肤肤皱纹纹增多多，头头发容容易脱脱落、、视力力下降降。使用铝铝制炊炊具的的另一一个最最大弊弊端，，在于于隔绝绝了人人们摄摄取铁铁的一一条重重要渠渠道，，使患患缺铁铁性贫贫血的的人与与日俱俱增，，尤其其是妇妇女儿儿童更更为明明显。。为了减减少铝铝制炊炊具中中铝对对人体体的过过量摄摄入，，在使使用铝铝制炊炊具时时，要要注意意以下下几点点：1．应避避免同同其它它硬质质器具具摩擦擦，以以防铝铝表面面氧化化膜被被破坏坏；2．铝制制品不不宜久久放盐盐、酱酱、醋醋、酒酒、茶茶、水水果汁汁、发发酵粉粉、牛牛奶等等调味味品和和饮料料，以以防铝铝溶解解进入入食物物；3．铝锅锅烧煮煮食物物时间间不宜宜太久久，应应控制制在4h以内。。不要要在铝铝锅内内炸食食品；；4．由于于氟对对铝的的腐蚀蚀性强强，所所以在在含氟氟量高高的水水质中中，尽尽量减减少使使用铝铝制炊炊具。。在酸雨雨地区区，酸酸雨渗渗入地地下，，会引引起地地下水水酸化化，酸酸化的的水中中的铝铝、铜铜、锌锌、镉镉比中中性地地下水水中高高几十十倍。。铝合金金以铝为基加入其他元素组成的合金。纯铝的导电、导热和耐蚀性能良好，主要用作导电、导热材料，但强度低，不宜作结构材料。铝可与许多化学元素形成合金以改善性能。铝合金比重轻，比强度接近合金钢，比刚度超过钢，塑性好，铸造和可切削性也较好，适宜制造重量轻的结构部件，因此成为航空工业不可缺少的材料，在交通运输、建筑、轻工、化工、仪表机械等部门，在家用器具方面也得到广泛应用。铝及某些铝合金用阳极氧化等法处理，通过着色工艺，生成各种颜色，广泛作包装、装饰材料使用。铝合金金的主要应应用领领域战机舰船导弹火箭人造卫星战车高速列车汽车高层建筑材料科学与工程学院【例1】铝的用用途与与性质质的关关系(只选一一次)(A)质轻(B)延展性性好(C)易传热热(D)易导电电(E)氧化时时放热热①太阳能能热水水器[]②飞机[]③焊接铁铁轨[]④电缆[]⑤铝箔[]5、我国国古代代主要要的化化学成成就有有：(1)制造青青铜器器；(2)冶铁炼炼钢；；(3)湿法炼炼铜，，按历历史年年代先先后顺顺序排排列应应是[]A、(1)(2)(3)B、(3)(2)(1)C、(1)(3)(2)D、(3)(1)(2)无机非非金属属材料料1.水泥水泥：：水泥泥是最最常用用的建建筑材材料，，它也也是硅硅酸盐盐，普普通的的水泥泥也称称为波波特兰兰水泥泥。它它是由由石灰灰石和和粘土土配合合，加加热到到烧结结的程程度，，而后后粉碎碎研磨磨制成成，旧旧时也也称水水门汀汀，是是由英英文音音译而而来。。水泥在在空气气或水水中都都能硬硬化水泥主要原料主要设备反应条件普通水泥主要成分主要性质黏土石灰石石石膏（（辅料料）水泥回回转窑窑高温硅酸三三钙：：3CaO*SiO2硅酸二二钙：：2CaO*SiO2铝酸三三钙：：3CaO*Al2O3水硬性性1.建筑用用粘合合剂——水泥沙沙浆的的成成分是是什么么？2.混凝土土又是是什么么做成成的？？水泥沙沙子和和水水的的混混合合物水泥沙沙子子和和碎碎石混混合而而成陶瓷是是一种种古老老的制制品，，它是是由粘粘土或或粘土土加入入石英英和长长石等等的混混合物物经成成形、、干燥燥和焙焙烧而而成的的。。陶瓷：：陶瓷瓷是统统称，，陶器器和瓷瓷器不不一样样，陶陶器是是质地地较粗粗的陶陶瓷制制品。。瓷器器是质质地较较细、、不透透明或或半透透明的的陶瓷瓷制品品。在在金属属表面面覆盖盖一层层陶瓷瓷质材材料，，叫做做陶瓷瓷涂层层。搪瓷：：在钢钢铁等等制件件的表表面用用陶瓷瓷类材材料进进行处处理，，形成成耐腐腐蚀的的覆盖盖层，，就是是搪瓷瓷。可可耐高高温，，但易易裂开开。无机非非金属属材料料2.陶瓷陶瓷主要原料生产过程反应条件种类性能黏土混合、、成型型、干干燥、、烧结结、冷冷却高温土陶、、陶器器、炻炻器、、瓷器器抗氧化化、抗抗酸碱碱腐蚀蚀、耐耐高温温、绝绝缘、、易成成型二、陶陶瓷材材料1.传统陶陶瓷原料:天然矿矿物(岩石、、沙子子、粘粘土、、……)制备：：烧烧制例例如水水泥、、玻璃璃、砖砖瓦、、耐火火材料料……2.几种新新型陶陶瓷材材料(1)高温结结构陶陶瓷原料:氮化硅硅、碳碳化硅硅、……制备:1700℃℃烧结用途:汽车、、飞机机发动动机陶陶瓷瓷刀具具（（超超薄薄））(2)透明陶陶瓷(光学陶陶瓷)特点光学性性能优优异耐耐高高温(熔点2000℃℃以上)用途高压灯灯（（如如高压压鈉灯灯工工作温温度1200℃℃寿命1—2万小时时）防防弹玻玻璃(3)光导纤纤维(4)生物陶陶瓷特点:耐腐蚀蚀、稳稳定定性好好用用途途:人体器器官、、组织织修复复、再再造(5)金属陶陶瓷随着火火箭、、人造造卫星星及原原子能能等高高技术术的发发展，，对耐耐高温温材料料提出出了新新的要要求，，人们们希望望材料料既能能在高高温时时保持持很高高的强强度和和硬度度，能能经得得起激激烈的的机械械震动动和温温度变变化，，又有有耐氧氧气腐腐蚀和和高绝绝缘性性等性性能。。但无无论是是高熔熔点金金属还还是陶陶瓷都都无法法同时时满足足这些些要求求。金属陶陶瓷是是由陶陶瓷和和粘接接金属属组成成的非非均质质的复复合材材料。。陶瓷瓷主要要是氧氧化铝铝、氧氧化锆锆等耐耐高温温氧化化物或或它们们的固固溶体体，粘粘接金金属主主要是是铬、、钼、、钨、、钛等等高熔熔点金金属。。将陶陶瓷和和粘接接金属属研磨磨混合合均匀匀，成成型后后在不不活泼泼气氛氛中烧烧结，，就可可制得得金属属陶瓷瓷。金属陶陶瓷兼兼有金金属和和陶瓷瓷的优优点，，它密密度小小、硬硬度高高、耐耐磨、、导热热性好好，不不会因因为骤骤冷或或骤热热而脆脆裂。。另外外，在在金属属表面面涂一一层气气密性性好、、熔点点高、、传热热性能能很差差的陶陶瓷涂涂层，，也能能防止止金属属或合合金在在高温温下氧氧化或或腐蚀蚀。金属陶陶瓷广广泛地地应用用于火火箭、、导弹弹、超超音速速飞机机的外外壳、、燃烧烧室的的火焰焰喷口口等处处。思考题题1.我国最最著名名的陶陶器产产地在在什么么地方方？有有什么么之称称？2.我国素素有““瓷都都”之之称的的地方方在那那里？？江苏宜宜兴，，有陶陶都之之称江西景景德镇镇有机合合成材材料1.塑料塑料是是指可可以塑塑造的的材料料，或或者说说具有有可塑塑性的的材料料，它它应该该包括括陶土土和石石膏之之类的的材料料。而目前前塑料料的概概念已已经是是专指指高分分子合合成材材料。。塑料料、纤纤维和和橡胶胶并无无严格格的分分界线线，例例如纤纤维未未定向向拉伸伸之前前，或或橡胶胶在低低温下下都是是塑料料。聚乙烯烯、聚聚丙烯烯、聚聚氯乙乙烯和和聚丁丁烯等等，它它们的的原料料均来来源于于石油油或天天然气气，因因此在在塑料料中是是产量量最大大的品品种。。聚乙乙烯为为其代代表，，如食食品包包装袋袋、油油桶是是我们们最熟熟悉的的应用用。但但它的的主要要缺点点是受受热和和在空空气中中易老老化。聚氯乙乙烯的的最主主要缺缺点是是耐热热性差差，超超过60℃℃就要变变形，，还有有一定定毒性性。不不过目目前已已出现现无毒毒的聚聚氯乙乙烯树树脂。。白色污污染：：最早早指的的是由由聚苯苯乙烯烯制成成的快快餐包包装盒盒对铁铁路两两边造造成的的污染染，后后来泛泛指塑塑料制制品对对环境境造成成的污污染。。解决对对策：：（1）加强强环保保教育育，不不要随随意丢丢弃废废饭盒盒。（2）寻找找一种种能替替代聚聚苯乙乙烯的的材料料，这这种材材料可可以在在自然然条件件下发发生降降解而而消失失。（3）对聚聚苯乙乙烯饭饭盒回回收。。有机合合成材材料2.橡胶天然橡橡胶能能从近近500种不不同同植植物物中中获获得得，，但但主主要要是是从从热热带带植植物物———橡胶胶树树中中取取得得。。目目前前年年产产量量为为300万吨吨。。天天然然橡橡胶胶在在综综合合性性能能上上均均优优于于目目前前所所有有的的合合成成橡橡胶胶。。丁苯苯橡橡胶胶是是合合成成橡橡胶胶的的最最大大品品种种氯丁丁橡橡胶胶也也被被称称为为““万万能能橡橡胶胶””2）举举例例说说明明新新型型材材料料（（超超导导材材料料、、纳纳米米材材料料等等））对对人人类类生生活活方方式式和和生生活活质质量量的的影影响响，，对对社社会会经经济济发发展展的的影影响响，，以以及及对对环环境境的的影影响响1.超导导材材料料超导导：：材料料在在一一定定低低温温下下电电阻阻突突然然变变为为零零的的现现象象。。低温温超超导导—液氦氦(He)4K高温温超超导导—液氮氮(N2)77K当电电流流通通过过金金属属时时，，金金属属会会发发热热。。电电流流通通过过金金属属（（或或合合金金））而而使使金金属属发发热热是是由由于于金金属属内内部部存存在在着着电电阻阻，，电电阻阻具具有有阻阻碍碍电电流流通通过过的的性性质质。。人人们们早早已已知知道道，，金金属属的的电电阻阻随随温温度度的的升升高高而而增增大大，，电电阻阻的的增增大大反反过过来来又又促促进进金金属属的的发发热热。。金属属材材料料的的电电阻阻通通常常随随温温度度的的降降低低而而减减小小。。20世纪纪初初，，科科学学家家发发现现汞汞冷冷却却到到低低于于4.2K时，，电电阻阻突突然然消消失失，，导导电电性性几几乎乎是是无无限限大大的的，，当当外外加加磁磁场场接接近近固固态态汞汞随随后后又又撤撤去去后后，，电电磁磁感感应应产产生生的的电电流流会会在在金金属属汞汞内内部部长长久久地地流流动动而而不不会会衰衰减减，，这这种种现现象象称称为为超超导导现现象象。。具具有有超超导导性性质质的的物物体体称称为为超超导导体体。。超超导导体体电电阻阻突突然然消消失失的的温温度度称称为为临临界界温温度度（（Tc)。在在临临界界温温度度以以下下时时，，超超导导体体的的电电阻阻为为零零，，也也就就是是电电流流在在超超导导体体中中通通过过时时没没有有任任何何损损失失。。超导导材材料料可可制制成成大大功功率率发发电电机机、、磁磁流流发发电电机机、、超超导导储储能能器器、、超超导导电电缆缆、、超超导导磁磁悬悬浮浮列列车车等等。。用用超超导导材材料料制制成成的的装装置置，，具具有有体体积积小小，，使使用用性性能能高高，，成成本本低低的的优优点点应用用：：超导导发发电电机机—不产产热热、、发发电电效效率率高高超导导输输电电—节电电磁悬悬浮浮列列车车2.纳米米材材料料纳米米材材料料纳米米—长度度单单位位1nm=10-9m（十十亿亿分分之之一一米米））纳米米颗颗粒粒—尺寸寸在在1～100nm之间间的的颗颗粒粒纳米米材材料料—是指指材材料料的的几几何何尺尺寸寸达达到到纳纳米米级级尺度度水水平平并并且且具具有有特特殊殊性性能能的的材材料料。。几种种纳纳米米材材料料（1）纳纳米米陶陶瓷瓷普通陶瓷瓷—硬、脆、、易碎纳米陶瓷瓷—坚韧、塑塑性、弯弯曲、耐耐磨（2）纳米金金属纳米铁:铁粉碎6nm颗粒压压制强度为铁铁的12倍硬硬度度100——1000倍可任意弯弯曲弹性好（3）碳纳米米管性质:直径—理论0.4nm（国际0.7nm,我国0.5nm)质量—同体积钢钢的1/6强度—钢的100倍导9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。1月月-231月月-23Saturday,January7,202310、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。18:21:5818:21:5818:211/7/20236:21:58PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。1月-2318:21:5818:21Jan-2307-Jan-2312、故人江海海别，几度度隔山川。。。18:21:5818:21:5818:21Saturday,January7,202313、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。1月-231月-2318:21:5818:21:58January7,202314、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。07一一月20236:21:58下午午18:21:581月-2315、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。一月236:21下下午1月-2318:21January7,202316、行动出成成果，工作作出财富。。。2023/1/718:21:5818:21:5807January202317、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。6:21:58下午6:21下下午18:21:581月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月月-231月月-23Saturday,January7,202310、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。18:21:5818:21:5818:211/7/20236:21:58PM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2318:21:5818:21Jan-2307-Jan-2312、世间成事，