2.3　材料及其应用 课件(共21张PPT)

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材料及其应用
第二章　固体与液体
2
了解材料的种类
1
了解材料对人类社会的影响
重点
3
了解半导体、纳米材料、石墨烯等几种新型材料的应用前景
重点
春秋早期的青铜器
材料对人类社会的影响
时代 工具 材料 特点 对生产力的影响 产生年代
石器 时代 石头 石器虽硬却 断裂, 加工 效率低下,生产力发展极其缓慢 原始社会
青铜 时代 青铜 合金材料,制作成本较 ,硬度偏低 给农业和手工业生产以更强大的力量 夏、商、
西周时期
铁器 时代 铁 坚硬、韧性高、锋利,胜过石器和青铜器 带来了相对发达的生产力,促进了中华文明的发展 战国晚期
容易
不易
高
信息 时代 新材料 举例:(1) 材料促进了计算机技术的发展 (2)耐高温 的结构材料推动了航天技术的发展 (3)低消耗的 引领了光纤通信技术的发展 材料已经与信息、能源一起,被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱 现代
半导体
高强度
光导纤维
材料的种类
1.按照材料的特性,可将材料分为结构材料和功能材料两类。
(1)结构材料主要利用材料的 特性
(2)功能材料主要利用材料的 等特性。
2.按照材料的应用领域,又可将材料分为 材料、 材料、建筑材料、 材料、 材料等。
力学
声、光、热、电、磁
信息
能源
生物
航空航天
3.习惯上,人们把材料分为 材料、 材料、 材料和 材料。
(1)金属材料
金属材料一般包括金属与 。合金是由两种或两种以上的金属,或者
结合而成的具有金属特性的材料。
金属
无机非金属
有机高分子
复合
合金
金属与非金属
(2)无机非金属材料:主要有 和 等。
陶瓷新材料有惊人的 性能,能耐受强碱氢氧化钠、几乎所有的无机酸及有机酸的腐蚀,同时它又是一种高性能的 材料,在现代工业和航空航天领域得到了广泛的应用。
陶瓷
玻璃
耐腐蚀
电绝缘
(3)有机高分子材料是由含碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的__________
构成的材料。 、 和 这三大合成高分子材料,已经成为生产和生活中必不可少的重要材料。
有机化合物
塑料
合成纤维
合成橡胶
(4)复合材料
复合材料是由以上几类不同材料通过 组合而成的新型材料。可通过材料设计使各组合成分的性能 ,从而获得新的优越性能。
复合工艺
互相补充并彼此关联
1.(多选)按照材料的应用领域,可把材料分为
A.信息材料 B.金属材料
C.建筑材料 D.航空航天材料
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2.(多选)下列说法中正确的是
A.不锈钢具有很强的耐腐蚀性,广泛应用于制造餐具、外科手术器械及
化工设备
B.有机高分子材料是碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构
成的材料
C.复合材料则是由几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料
D.玻璃钢不是复合材料
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3.(多选)下列关于材料的说法正确的是
A.金属材料是指金属及其合金,通常合金的性能优于纯金属
B.合成橡胶、合金都属于复合材料
C.塑料属于有机高分子材料
D.玻璃是无机非金属材料
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材料的应用
1.半导体
(1)半导体是具有优异特性的微电子材料。从导电性能上看,半导体的电阻率介于 (电阻率<10-3 Ω·m)和 (电阻率>1012 Ω·m)之间。
(2)微电子工业中使用的半导体材料主要是 和 。硅的机械强度高,结晶性好,在自然界中储量 ,成本 ,是制造晶体管和集成电路的主要材料。
金属导体
绝缘体
硅
砷化镓
丰富
低
2.纳米材料
(1)纳米是 ,1 nm= m。粒度在 的材料称为纳米材料。
(2)碳纳米管是目前纳米材料研究领域的热点之一。碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管,管直径一般为 ,管壁厚度仅为 。它的成分和石墨一样,但韧性 ,导电性 ,兼具金属和半导体的特性。
长度单位
10-9
1~100 nm
几纳米到几十纳米
几纳米
很高
极强
3.石墨烯
(1)石墨烯:由 构成的材料,碳原子之间相互连接成 。
(2)石墨烯的特性:优异的 、 、 特性,是已知强度 的材料之一,并且能 ,有很好的 。
(3)用途:①制作传感器;②制作晶体管;③作为柔性显示屏的基础材料。
单层原子
六角网格
光学
电学
力学
最高
弯曲
韧性
4.(多选)下列认识正确的是
A.纳米是一种尺寸很小的材料,是纳米材料的简称
B.纳米技术就是重新排列原子而制造具有新分子结构的技术
C.纳米是一个长度单位
D.纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能
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5.如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,石墨烯是单层的石墨,可以通过剥离石墨而获得,是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。下列说法正确的是
A.单层石墨烯的厚度约在厘米数量级
B.石墨烯可以通过物理方法获得
C.石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形
的顶点不动
D.石墨烯熔化过程中吸热,碳原子的平均动能增加
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