第2节新型材料的研制课件（33张PPT）
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(共33张PPT)
第二节 新材料的研制
3月12日媒体报道，失事的埃塞俄比亚航空公司波音737 MAX 8飞机黑匣子已找到。埃塞俄比亚当地时间10日，该飞机从亚的斯亚贝巴起飞，前往肯尼亚首都内罗毕途中坠毁。飞机起飞后曾有过突然下降迹象，随后又有拉升。坠机现场照片显示，飞机残骸呈粉碎性。资深民航机长推测，或是飞机空中失控后高速俯冲撞地所致。
C919大型客机大量使用了先进的铝合金、钛合金和钢等金属材料。
一、金属材料
1、金属材料包括：
2、金属使用的历史过程：
青铜器时代：
铁器时代：
近现代：
青铜器是人类最早使用的金属材料 。
钢铁的使用代表了中国进入封建社会。
铝合金等新型合金的材料。
纯金属与合金。
思考：
通过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。
金属材料的优点及缺点：
强度大，但不耐腐蚀
（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。
3、新型金属材料：
储氢合金：
利用储氢合金制造镍氢电池
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；
形状记忆合金
●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。
C919大型客机所使用的碳纤维属于无机非金属材料。
二、无机非金属材料
无机非金属材料主要包括：
陶瓷、玻璃、水泥、沙子等。
优点：耐高温；缺点： 脆性大
陶瓷：
古代的陶瓷 ——
陶器、瓷器
北宋
白釉刻花梅瓶
新石器时代
半坡文化陶俑壶
玻璃
★普通玻璃、
★有色玻璃、
★特殊夹层玻璃。
钢化玻璃
家庭装修中主要用于家具台面、隔断、屏风及工艺玻璃门。
优点：
1．安全性好，破碎时先出现网状裂纹，破碎后成为细小的钝角颗粒，棱角圆滑，对人体不会造成重大伤害，较普通玻璃安全。
2．耐冲击强度高，与同等厚度的普通平板玻璃相比高4倍以上。
3．抗弯曲度大，比普通玻璃大3～4倍。
4．热稳定性好，能经受的温差约为110℃，
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。
新型陶瓷材料
可供移植的新型
陶瓷制人工骨、人工关节、人造假牙等
新型无机非金属材料——光导纤维
三、合成材料
主要包括：塑料、合成橡胶、合成纤维
优点：强度大、密度小；
缺点：不耐高温
（1）常见的塑料：
聚乙烯（PE）
聚氯乙烯（PVC）
聚苯乙烯（PS）
有机玻璃（PMMA）
电木塑料；
使用最多的是聚
乙烯塑料和聚氯乙
烯塑料。
1、塑料：
（2）用途
聚氯乙烯产品
聚乙烯塑料薄膜大棚
（3）实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯，观察现象P102活动与探究
实验样品 实 验 现 象
燃烧情况 是否有黑烟 是否有气味
聚乙烯
聚氯乙烯
易燃
不断滴落
没有气味
不易燃烧
大量黑烟
产生刺鼻气味
解释与结论 ：
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。
（4）塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”（废弃塑料的增加，带来的环境污染）
（5）解决“白色污染”问题：
A．尽可能的减少使用塑料制品；
B．回收废旧塑料；
C．研制和推广可降解塑料
酷吗？
?
天然纤维
合成纤维
例举
棉花、羊毛等
涤纶（的确良）、锦纶、腈纶等
性质
吸水性、
透气性好
强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀
2、合成纤维：
（1）合成原料：
石油、煤、石灰石、水、空气等
（2）几种纤维的性质比较实验：
鉴别棉、毛、化纤材料
活动探究二
性质
纤维种类 灼烧情况 受酸溶液的影响 受碱溶液的影响
棉花
麻
动物的毛
(纯毛毛线）
化纤布料
（腈纶）
迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，固体剩余物松脆
燃烧，并产生烧焦羽毛的气味，固体剩余物松脆
燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，冷却后固体剩余物变硬
变脆
几乎无变化
几乎无变化
稍微膨胀
变脆
几乎无变化
棉布（天然植物纤维）
植物纤维主要是由纤维素组成，在酸性或者碱性溶液中容易水解为葡萄糖
羊毛线（天然动物纤维）
动物纤维中含有蛋白质，在碱性溶液中容易被溶解。
腈纶线（合成纤维）
合成纤维耐酸碱溶液的腐蚀
（3）合成纤维的优点与缺点
A．优点：强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀性；
B．缺点：吸水性和透水性差
结论与解释
学以致用
认识服装标签，了解不同服装材质。
飞机的轮胎使用的是先进的合成橡胶
3、合成橡胶
人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
在使用材料上，C919采用大量的先进复合材料、先进的铝锂合金等，其中复合材料使用量将达到20%，再通过飞机内部结构的细节设计，把飞机重量往下压缩，同时，由于大量采用复合材料，较国外同类型飞机80分贝的机舱噪音，C919机舱内噪音可望降到60分贝以下。
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．主要集中复合材料：
（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；
（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；
（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；
四、复合材料
玻璃钢
希望同学们能够插上理想的翅膀，像C919一样一飞冲天，实现自己的梦想！
寻找生活中的新型材料（利用业余时间寻找生活中的新型材料，比如厨房中、公交车、高铁、自行车.......）
课外实践
33
谢谢大家
第二节 新材料的研制
3月12日媒体报道，失事的埃塞俄比亚航空公司波音737 MAX 8飞机黑匣子已找到。埃塞俄比亚当地时间10日，该飞机从亚的斯亚贝巴起飞，前往肯尼亚首都内罗毕途中坠毁。飞机起飞后曾有过突然下降迹象，随后又有拉升。坠机现场照片显示，飞机残骸呈粉碎性。资深民航机长推测，或是飞机空中失控后高速俯冲撞地所致。
C919大型客机大量使用了先进的铝合金、钛合金和钢等金属材料。
一、金属材料
1、金属材料包括：
2、金属使用的历史过程：
青铜器时代：
铁器时代：
近现代：
青铜器是人类最早使用的金属材料 。
钢铁的使用代表了中国进入封建社会。
铝合金等新型合金的材料。
纯金属与合金。
思考：
通过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。
金属材料的优点及缺点：
强度大，但不耐腐蚀
（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。
3、新型金属材料：
储氢合金：
利用储氢合金制造镍氢电池
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；
形状记忆合金
●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。
C919大型客机所使用的碳纤维属于无机非金属材料。
二、无机非金属材料
无机非金属材料主要包括：
陶瓷、玻璃、水泥、沙子等。
优点：耐高温；缺点： 脆性大
陶瓷：
古代的陶瓷 ——
陶器、瓷器
北宋
白釉刻花梅瓶
新石器时代
半坡文化陶俑壶
玻璃
★普通玻璃、
★有色玻璃、
★特殊夹层玻璃。
钢化玻璃
家庭装修中主要用于家具台面、隔断、屏风及工艺玻璃门。
优点：
1．安全性好，破碎时先出现网状裂纹，破碎后成为细小的钝角颗粒，棱角圆滑，对人体不会造成重大伤害，较普通玻璃安全。
2．耐冲击强度高，与同等厚度的普通平板玻璃相比高4倍以上。
3．抗弯曲度大，比普通玻璃大3～4倍。
4．热稳定性好，能经受的温差约为110℃，
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。
新型陶瓷材料
可供移植的新型
陶瓷制人工骨、人工关节、人造假牙等
新型无机非金属材料——光导纤维
三、合成材料
主要包括：塑料、合成橡胶、合成纤维
优点：强度大、密度小；
缺点：不耐高温
（1）常见的塑料：
聚乙烯（PE）
聚氯乙烯（PVC）
聚苯乙烯（PS）
有机玻璃（PMMA）
电木塑料；
使用最多的是聚
乙烯塑料和聚氯乙
烯塑料。
1、塑料：
（2）用途
聚氯乙烯产品
聚乙烯塑料薄膜大棚
（3）实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯，观察现象P102活动与探究
实验样品 实 验 现 象
燃烧情况 是否有黑烟 是否有气味
聚乙烯
聚氯乙烯
易燃
不断滴落
没有气味
不易燃烧
大量黑烟
产生刺鼻气味
解释与结论 ：
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。
（4）塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”（废弃塑料的增加，带来的环境污染）
（5）解决“白色污染”问题：
A．尽可能的减少使用塑料制品；
B．回收废旧塑料；
C．研制和推广可降解塑料
酷吗？
?
天然纤维
合成纤维
例举
棉花、羊毛等
涤纶（的确良）、锦纶、腈纶等
性质
吸水性、
透气性好
强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀
2、合成纤维：
（1）合成原料：
石油、煤、石灰石、水、空气等
（2）几种纤维的性质比较实验：
鉴别棉、毛、化纤材料
活动探究二
性质
纤维种类 灼烧情况 受酸溶液的影响 受碱溶液的影响
棉花
麻
动物的毛
(纯毛毛线）
化纤布料
（腈纶）
迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，固体剩余物松脆
燃烧，并产生烧焦羽毛的气味，固体剩余物松脆
燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，冷却后固体剩余物变硬
变脆
几乎无变化
几乎无变化
稍微膨胀
变脆
几乎无变化
棉布（天然植物纤维）
植物纤维主要是由纤维素组成，在酸性或者碱性溶液中容易水解为葡萄糖
羊毛线（天然动物纤维）
动物纤维中含有蛋白质，在碱性溶液中容易被溶解。
腈纶线（合成纤维）
合成纤维耐酸碱溶液的腐蚀
（3）合成纤维的优点与缺点
A．优点：强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀性；
B．缺点：吸水性和透水性差
结论与解释
学以致用
认识服装标签，了解不同服装材质。
飞机的轮胎使用的是先进的合成橡胶
3、合成橡胶
人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
在使用材料上，C919采用大量的先进复合材料、先进的铝锂合金等，其中复合材料使用量将达到20%，再通过飞机内部结构的细节设计，把飞机重量往下压缩，同时，由于大量采用复合材料，较国外同类型飞机80分贝的机舱噪音，C919机舱内噪音可望降到60分贝以下。
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．主要集中复合材料：
（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；
（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；
（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；
四、复合材料
玻璃钢
希望同学们能够插上理想的翅膀，像C919一样一飞冲天，实现自己的梦想！
寻找生活中的新型材料（利用业余时间寻找生活中的新型材料，比如厨房中、公交车、高铁、自行车.......）
课外实践
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谢谢大家