（八）材料的分类与应用-2022届高三化学复习【基础知识详单】

基础知识详单 八材料的分类与应用 材料的分类 1、 常见金属材料 1. 铁合金----------根据其化学成分分为：碳素钢、合金钢 (1) 碳素钢分类（根据含碳量不同） 碳素钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 含碳量 <0.3% 0.3%-0.6% >0.6% 性能 韧性好、焊接性好、但强度低，用于制造钢板、钢丝、和钢管等 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材 硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等 (2) 合金钢（特种钢）： 在碳素钢中适量加入一种或几种合金元素，使钢的组织结 构发生变化，从而具有特殊性能。 例：不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni）。 常用的不锈钢中含Cr 18%，含Ni 8%。 不锈钢特点：比较稳定，不易生锈，有很强的抗腐蚀能力； 不锈钢用途：医疗器材、厨房用具、餐具、地铁列车车体。 2. 铝合金 1　 向铝中加入少量法合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。 2　 硬铝是一种铝合金，密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 (1) 新型合金 1　 储氢合金 定义：是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。 要求：储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢 的速率快。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等 2　 其他新型合金 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电 子工业等领域 1、 金属的冶炼 1. 实质：把金属从化合态还原为游离态。 2. 方法：根据金属的活动性顺序不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。 冶炼方法 主要反应原理（举例） 热分解法 2HgO 2Hg＋O2↑ 2Ag2O 4Ag＋O2↑ 热 还 原 法 CO做还原剂 （高炉炼铁） Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 H2做还原剂 WO3＋3H2 W＋3H2O 活泼金属 做还原剂 3MnO2＋4Al 3Mn＋2Al2O3 Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ MgCl2（熔融） Mg＋Cl2↑ 2NaCl（熔融） 2Na＋Cl2↑ 1. 无机非金属材料 （1）常见传统无机非金属材料（多为硅酸盐材料） 硅酸盐材料 水泥 普通玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英砂 （主要成分：Na2SiO3、Ca2SiO3、SiO2） 黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐） 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 应用 建筑、水利工程 光学器皿、建材、制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 生产建材、绝缘材料、日用品等 优缺点 有抗腐蚀性、耐高温的优点，但质脆，经不起热冲击 注： 玻璃生产中的两个重要反应 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑； CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 （2）常见新型无机非金属材料 材料 硅 二氧化硅 新型陶瓷 碳纳米材料 种类 单晶硅、 多晶硅、 非晶硅 晶体SiO2 （如水晶） 无定形态（如玛瑙、沙子） 碳化硼陶瓷、 氧化铝陶瓷、 氮化硅陶瓷、 碳化硼（金刚砂）等 富勒烯（笼形分子的总称。如C60）、碳纳米管（石墨片层卷成的管状结构）、石墨烯（只有一个碳原子直径厚度的单层石墨） 用途 半导体、电子芯片、太阳能电池板等 光导纤维、工艺品、建材等 做超硬耐高温材料、耐高温半导体材料、砂轮磨料等 碳纳米管：生产复合材料、电池、传感器等。 石墨烯：电池材料、光电器件、超级电容器等 优点 某些能承受高温、强度高，一些有电学特性、光学特性和生物特性 2. 高分子材料 (1) 通用高分子材料 包括：塑料、合成纤维、合成橡胶、粘合剂、涂料等。 1　 塑料 A. 组成：合成树脂（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等）、加工助剂 B. 塑料的主要性能 　　热塑性：树脂为线型结构，有热塑性，如聚乙烯。 　　热固性：树脂为体型结构，有热固性，如酚醛树脂。 C. 常见塑料 高压法聚乙烯（较高压力和温度下，在引发剂作用下加聚）： 支链较多，密度较低，轻柔。用于包装袋、 聚乙烯（按合成方法） 薄膜、绝缘材料。 低压法聚乙烯（较低压力和温度下，在催化剂作用下加聚）： 支链较少，密度较高，较硬。