第9章 第2节 新型材料的研制（配套课件）-【名校培优课堂】2023-2024学年九年级下册化学同步课件PPT（沪教版）

第9章 化学与社会发展 第2节 新型材料的研制 第9章 化学与社会发展 1 1.知道无机材料分金属材料和无机非金属材料两大类。 2.了解无机非金属材料在生产、生活中的应用。 3.了解合成材料的分类、性质和用途，了解“白色污染”的危害及其防治方法。 4.了解复合材料在生产、生活中的应用。 5.通过实验，掌握几种纤维的性质和聚乙烯、聚氯乙烯的鉴别方法。 6.通过认识三大类材料，了解材料开发和应用与化学学科之间的密切联系。 学 习 目 标 2 自 主 探 究 一、材料的应用和发展 材料是人类赖以生存和发展的重要物质，材料的应用和发展印证了人类文明的进步。 1.材料的应用和发展 2.材料技术和应用与化学等科学的关系 人们对材料的认识、制造和利用历程。 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。 3 无机材料包括金属材料和无机非金属材料两大类。 1.金属材料 （1）金属材料的种类 金属材料包括各种纯金属和合金。 二、无机材料 （2）金属材料工业的发展历程 ①古代：能制造和使用青铜器、铁。 ②近代：大规模地冶炼生铁和钢。 ③现代：电解法冶炼较活泼的金属。 ④当代：研制出各种高强度、高韧性、耐高温的特种合金及具有某些特殊功能的合金材料。如能方便地储存、释放氢气的储氢合金和具有“形状记忆”能力的记忆合金。 人类最早使用的金属材料是铜，使用最多的金属材料是铁及铁的合金。虽然地壳中含量最多的金属元素是铝，但由于铝的金属活动性比铁和铜强，冶炼技术落后，具有一定的难度，因此铝的利用比铜、铁晚得多。 1. 人类使用金属先后经历了“青铜时代”、“铁器时代”，直到进入工业时代之后才通过电解的方法得到金属铝。请与同学讨论：人类使用铜、铁、铝三种金属的年代为什么会存在一定的先后顺序？ 交流 与 讨论 答：金属材料的使用年代体现了金属的活动性，金属活动性越弱，越易于冶炼，使用年代就早。铜、铁、铝三种金属中铝的化学性质最活泼，冶炼难度最大，所以应用年代最晚。 2. 依据你的兴趣，收集关于用不同金属材料制造的日用品、工艺品和各种兵器的史料，说说它们各是用什么金属材料制成的？有什么优异性能？并与同学交流。 答：餐具常见的是不锈钢的，耐腐蚀；刀具常用合金钢制成，坚硬、锋利；汽车、飞机多用特种合金制造，强度大、质地轻；首饰的材料多为黄金、铂金、白银等，利用它们漂亮的金属光泽；雕像可用铜、不锈钢制作，因为耐腐蚀；枪炮、坦克、匕首等都要用到钢铁，原因是金属材料具有高强度、高硬度、韧性好等优点。 2.无机非金属材料 （1）陶瓷材料是一种重要的无机非金属材料。在古代，人们用陶土或瓷土烧制陶器、瓷器。随后人们通过选择新的原料，改变制造工艺，生产出许多结构、功能与传统陶瓷截然不同的新型陶瓷材料。 （2）用氧化铝等为原料生产的耐高温、高强度的陶瓷，可用来制造发动机零件。 （3）以羟基磷酸钙为原料生产的陶瓷，能够制造人工骨、人工关节及人造假牙等。 光纤 光纤是光导纤维的简称，它是一种能传输光、结构特殊的玻璃纤维。光纤的直径只有1～100 μm，其主要成分为SiO2，光纤属于无机非金属材料。 古代的陶瓷 二氧化硅陶瓷 氮化硼陶瓷 陶瓷材料 稀土材料 稀土元素是指元素周期表中 IIIB 族的钪（Sc）、钇（Y），以及镧系元素（从镧到镥 15 种元素）。这些元素的氧化物都不溶于水，外形像泥土，而且又比较“稀少”，因而人们喜欢称它们为“稀土元素”。我国的“稀土元素”储量居世界首位。由于特殊的原子结构，稀土元素的化学性质较为活泼，若与其他元素结合，便可组成种类繁多、功能多样、用途广泛的新型材料，且性能会有较大提高，被称作当代的“工业味精”。 1. 与金属元素结合 稀土元素主要用于冶金工业：通常把稀土元素的铈（Ce）、镧（La）、镨（Pr）、钐（Sm）及少量其他稀土元素制成“混合金属”。在难熔金属或合金中加入微量“混合金属”，就可除去硫和氧，并且改进合金的性能，如增加机械强度，改善延展性，增强在高温下的抗氧化性以及其他特性。例如，稀土铝电线电缆已被大量用于高压电力输送系统，强度大增；钢锭中加入稀土元素后，制成的薄板横向冲击韧性提高 50% 以上，耐腐蚀性能提高 60%；在超音速飞机中应用含稀土元素的合金，可在 400 ℃高温下长期工作。 2. 与非金属元素结合 稀土元素的化合物还是生产特种玻璃和陶瓷的重要原料，与人们的日常生活可谓息息相关。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；钕（Nd）的氧化物可以使玻璃显红色，镨的氧化物则使玻璃显绿色等；若将氧化钕加入瓷釉中可以制成“变色釉”，上了这种釉的陶瓷在普通阳光下呈现浅紫色至深紫色，在钠灯下呈现橙红色，而在水银灯下又可显现苹果绿色或天青色。 1.合成材料及其种类