20.3材料的开发和利用-2023-2024学年九年级物理上学期同步教学优质特色课件（沪科版）

第三节 材料的开发和利用 第二十章 能源、材料与社会 “金刚狼”材料 认识材料 材料的应用 高压输电 避雷针 绝缘头套 电子绝缘操作杆 半导体硅 材料的分类方法很多，我们可以根据材料的物理性质进行分类。 弹性 硬 度 延展性 比热容 磁性 密度 密度 容易导电的物体 例如：铁、铜等金属 和酸碱溶液等 电阻很大，不容易导电 例如：塑料、玻璃、陶瓷、油类等 介于导体和绝缘体之间 例如：硅、锗、砷化镓等 常见半导体： 二极管、三极管、热敏电阻、光敏电阻、集成块等 导体 绝缘体 半导体 没有绝对界限 材料的导电性 继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源——半导体照明灯，它极为安全，身体接触无任向危险、也可用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红外线、故没有很高的热量、属于新型绿色照明光源，使用寿命长。 半导体照明装饰天花板 路灯采LED与电源模块分离式设计易于往后维修保固。最佳化散热管理技术，有效将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保护等级IP66 。 半导体交通信号灯 　　超导磁悬浮现象使人们想到可以利用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，这将大大提高交通工具的运行速度。 20世纪末，人们对超导列车、超导船进行了可行性实验。 开发新材料 　　超导材料出现以后，人们首先想到的是利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。 很细的超导丝就可以输送强大的电流 超导磁浮列车除速度快之外，还具有无噪音、无震动、省能源的特点，有望成为21世纪交通工具的主力。 超导计算机 纳米材料 纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1—100nm范围内的材料，这大约相当于10—1000个原子紧密排列在一起的尺度。 纳米材料除了其基本单元空间尺度小外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。 开发新材料 人们正在研制纳米尺度的微小机器，由纳米材料制成的导线将大大提高计算机的性能，并缩小计算机芯片的体积。用纳米技术做成的量子磁盘，每平方厘米面积内可贮存3万部《红楼梦》。 开发新材料 超导材料不仅电阻为零，而且还有其他引人注目的特性。如1933年，迈斯纳和奥森菲尔德发现的 碳纳米管抗拉强度是钢的100倍,密度却只有钢的1/6 纳米防弹衣 开发新材料 纳米材料 纳米“机器人” 计算机芯片中的纳米导线 第五代战机 歼20 纳米涂层 纳米纤维气凝胶 助力中国航天 中国技术成就绿色能源梦想 “阿布扎比之光”光伏电站项目全景 项目总控室内，中外员工一起调试设备 创建出首例人造单染色体真核细胞 基于体细胞核移植技术成功克隆出猕猴 嫦娥四号首次登陆月背。 时速600公里高速磁浮样车下线。 5G商用牌照正式发放。 应用 工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家安全等方面 将来人们可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来制成各种纳米机器 药物做成纳米颗粒 纳米镜面 全世界最细的纳米电线 纳米电线在平面和立体结构上都与传统电线不同，能够解决传统电线无法解决的量子尺寸效应对电流的限制。 碳纳米管的研究意在代替硅制半导体。碳纳米管用来当做储存芯片，即便断电也不会清除储存在上面的信息。除了读写速度是普通闪存的1000倍之外，同时可提供功耗更低，更具可靠性与耐用性的存储器，而且生产成本更低。 碳纳米管有望替代半导体新材料 青岛能源所研究团队第一次发现碳材料可以作为主体材料用于太阳能电池，为钙钛矿电池器件研究工作提供了全新思路。 “梦幻材料”石墨炔 一种透明、可延展、自愈合的导电材料，24小时之内可自动修复破损结构。这种材料未来有望用于驱动人造肌肉，也可用于提高电池、电子设备和机器人等重要设备的性能。 “金刚狼”材料 知识小结 延展性 硬度 弹性 绝缘体 半导体 导体 三极管 二极管 材料的开发和利用 常见材料 半导体材料 探索新材料 应用 超导材料 纳米 材料 $$