沪教版九下化学 9.2新型材料的研制 课件（41张PPT）

(共41张PPT)
第二节
新型材料的研制
自来水管：镀锡管
水槽、水龙头：不锈钢
金属材料
餐台、橱窗：玻璃
墙壁：瓷砖
无机非金属材料
抽油烟机外壳、餐具、
餐椅：是塑料
地毯：是合成纤维
厨房桌台面：是人造大理石
有机合成材料
橱门外层：是涂料、漆
复合材料
无机材料
从人们的衣食住行到太空世界的探究，都离不开材料。材料的应用和发展与人类文明的进步紧密相关。当代人类社会已经进入了一个材料技术和应用迅猛发展的崭新时代
人们对材料的认识、制造和使用，经历了从天然材料到人工合成材料，为特定需求设计材料的发展过程。材料技术和应用的每一次重大进步，都与化学等科学的发展密不可分。
石器时代
1、金属材料：金属材料包括纯金属与合金。
2、金属使用的历史过程：
青铜器是人类社会最先使用的金属材料；
（青铜：主要为铜（Cu）、锡（Sn）的合金）
青铜器（战国）错金犀牛尊
青铜器（战国）司母戊方鼎
5000-6000年前
钢铁的使用代表了中国进入了封建社会
你知道怎么炼铁的？
原料：
原理：
铁矿石、焦炭、石灰石、热空气
利用还原剂把铁矿石中的铁还原出来
铝合金等新型合金的材料；
金属铝的冶炼方法：
电解熔融状态的氧化铝
出土的铁制品
3CO+Fe2O3 2 Fe+3CO2
高温
2500-3000年前
200-300年前
铁耙
两汉时期　西汉农具
思考：
人类使用金属先后经历了“青铜器时代”和“铁器时代”，直到进入工业时代后才通过电解的方法得到金属铝。通过对人类社会利用金属材料的顺序的分析，你觉得与哪些因素有关？
回答：
（1）与金属活动性顺序有关，Cu、Fe、Al的金属活动性依次增强，活动性弱的金属，先利用
（2）与冶炼金属工艺的难易程度有关，Al需要电解，冶炼要求最高，所以后利用。
约200年前伏打发明了伏打电池
3、新型金属材料：
铝钛合金：耐腐蚀、质轻、高强度、高韧性，主要用于飞机制造工业；
硬铝常用于制造飞机的外壳
高压锅是用铝合金制造的
铝合金赛车
铝合金门窗
储氢合金
主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金
重要应用
利用储氢合金制造镍氢电池
形状记忆合金
全程Ti-Ni记忆合金花
●镍-钛合金（又称NT合金）具有记忆功能。
●能引起记忆合金形状改变的条件是温度。
4、金属材料的优点及缺点：
强度大，但不耐腐蚀
1、无机非金属材料
主要包括：陶瓷、玻璃、水泥等
优点：耐高温；缺点：脆性大
●古代的陶瓷
●新型陶瓷材料
古代的陶瓷 —— 陶器
新石器时代马家窑文化
螺旋纹彩陶双耳瓮
新石器时代半坡文化
陶俑壶
新石器时代
彩陶人面纹钵
古代的陶瓷 —— 瓷器
清光绪
青花云纹瓶
唐
骆驼载乐俑
北宋
白釉刻花梅瓶
某些新型陶瓷能承受高温、强度高
氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。
某些新型陶瓷具有生物特性
据新华社墨西哥城2004年1月20日电墨西哥科学院日前发表的一份材料说，该国科研人员经过10年的努力，成功开发出一种可供移植的新型陶瓷骨。
　　研究者强调说，这种陶瓷骨具有组织相容性和生物稳定性好等特点。它不会导致排异反应，有利于诱导骨质的生长。这种人工骨富含钙、锌，有利于手术后伤口皮肤更快愈合
某些新型陶瓷具有压电效应：
●如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。
●医用B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变成机械振动，产生超声波。
其他无机非金属材料 —— 玻璃
制造普通的原料是
纯碱 (Na2CO3)、
石灰石（CaCO3）、石英 （SiO2）
以及一些辅料。
玻璃包括
★普通玻璃、
★有色玻璃、
★钢化玻璃
　是将普通退火玻璃切割成要求尺寸，然后加热到接近的软化点，再进行快速均匀的冷却而得到。
★特殊玻璃。
新型无机非金属材料——光导纤维
新型无机非金属材料——光导纤维
新型无机非金属材料——光导纤维
无机材料
金属材料
无机非金属材料
纯金属
合 金
陶 瓷
玻 璃
水 泥
小结
塑料制品
合成纤维（涤纶、锦纶、尼龙等）
合成橡胶
天然橡胶：
森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。
（以煤、石油为原料制成）
塑 料
合成纤维
合成橡胶
天然纤维
植物纤维
动物纤维
棉、麻
毛、蚕丝
（属于糖类）
（属于蛋白质）
天然纤维
化学纤维
人造纤维
合成纤维
以木材、竹子、树皮为原料制成
如：纸张、人造丝、人造棉
以煤、石油为原料制成
如：涤纶、锦纶、尼龙
有机合成材料
聚乙烯
聚氯乙烯
塑 料
其它塑料
聚乙烯中只含C、H元素（无毒—— ）
聚氯乙烯中含C、H、Cl 三种元素（有毒—— ）
可用于食品包装
不宜包装食品
聚乙烯及聚氯乙烯的鉴别：点燃法
实验样品 实 验 现 象 解释与结论
聚乙烯
聚氯乙烯
组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。
组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。
边燃烧边熔化，无刺激性气味，无黑烟
不易点燃，燃烧时有刺激性气味，并有大量黑烟
白色污染是人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓。
怎样减少白色污染？
1、尽可能的减少使用塑料制品
2、回收废旧塑料
3、研制和推广可降解塑料
4、制造和使用回收塑料
回收废旧塑料的好处：
1、减少废弃塑料的数量，减少白色污染2、节约石油资源
复合材料
1．定义：是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形成的材料，具有更优异的综合性能。
2．主要几种复合材料
（1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土（无机非金属材料）的复合材料；
（2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合材料；
（3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（无机非金属材料）的复合材料；
（4）碳纤维
材料
复合材料
金属材料
无机非金属材料
有机高分子材料
无机材料
纯金属
合金
1.用羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷与人骨的生物相容性非常好，可用于制造人工骨，人工关节及人造假牙。已知PO4为-3价，关于羟基磷酸钙的化学式正确的是（ ）
A、Ca5(OH)2(PO4)3 B、Ca4(OH)(PO4)3
C、Ca5(OH)(PO4)3 D、Ca4(OH)3(PO4)2
C
根据化合物化合价代数和为零
5×2+1×（-1）+3×（-3）=0
2.铈（Ce）是一种稀土元素。稀土元素的化合物是生产特种
玻璃的重要原料。如将三氧化二铈（Ce2O3）加入玻璃中，
可制成低散射、高折射的光学玻璃，用于生产精密的光学
器材。 Ce2O3中Ce的化合价为 。
3.2009年2月12日，我国外交部发言人就法国佳士得公司拍卖圆明园兔首和鼠首两件文物，发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。这两件文物均为青铜器，青铜属于
A．金属材料 B．合成材料
C．无机非金属材料 D．复合材料
4.下列说法不正确的是( )
A．经常染发不利于身体健康
B．不可用聚氯乙烯塑料作食品袋
C. 食用霉变食品不利于身体健康
D．人体必需的元素摄入量越多越好
D
A
4．2008年北京奥运会的举办理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”。
(1)下列符合绿色奥运理念的是 。
①奥运场馆周围采用太阳能路灯照明；②在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车；③场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术；④将奥运村的生活垃圾全部集中深埋
(2)北京奥运游泳中心“水立方”的外墙体采用新型塑料膜材料ETFE[它是乙烯一四氟乙烯的共聚物，化学式为(C2 H2F2)n]，这种材料美观、耐用，可以使用15至20年。以下关于ETFE的说法中正确的是 。
①属于有机物；②属于有机合成材料；③易溶于水，能与空气中的氧气反应；④化学性质在自然条件下稳定
(4)5月8日，北京奥运会“祥云”特制火炬克服低温、低压、空气稀薄、大风等不利条件，在珠峰之巅燃烧，举世为之惊叹。普通火炬在珠峰恶劣气候条件下容易熄灭的原因：
___________________(答两条即可)。
(3)奥运“祥云”火炬的主材选用铝合金，燃料是丙烷(C3H8)，火炬手持的部分使用橡胶皮革漆，手感舒适，仿佛与另一只手紧紧相握。请回答：燃料丙烷完全燃烧生成 ，不污染环境；铝合金材质主要优点是 、_________ (答两条即可)；橡胶皮革漆中的橡胶属
材料。
（空气稀薄，氧气不充足易熄灭；大风易吹散热量，使燃料温度降到着火点以下而熄灭）
质轻 、抗腐蚀(或强度较大、硬度较大等)；有机高分子