9.2新型材料的研制课件---2023-2024学年九年级化学沪教版（全国）下册

第九章 化学与社会发展 第2节 新型材料的研制 九年级化学下册 沪教版 材料指为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质，是人类文明的重要标志，是社会进步的物质基础。 人类文明越进步，越离不开性能优异、功能特殊的材料。特别是当今所处的信息时代，更足见化学对人类文明进步的重要作用。 石器时代 青铜时代 铁器时代 电气时代 蒸汽时代 信息时代 人类对材料的认识、制造和使用经历了从天然材料到合成材料、为特定需求设计材料的发展过程。 金属材料 无机非金属材料 有机高分子合成材料（简称：合成材料） 复合材料 材料分类 无机材料 一、金属材料 阅读讨论P99： 1.生活中最常见的金属材料有哪些？它们有哪些优异性能？ 2.人们在使用金属材料（例如：铁）时要注意哪些问题？ 3.你知道金属材料使用的历史过程吗？觉得金属材料使用的早晚与哪些因素有关？ 1.金属材料包括 和 。 · 纯金属 合金 2.金属使用的历史过程： 青铜器时代： 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 、 秦陵铜车马 1980年于秦始皇陵封土西侧20、、米处发掘出土的一组两乘大型的彩绘铜车马—高车和安车，是迄今中国发现的体形最大、装饰最华丽，结构和系驾最逼真、最完整的古代铜车马，被誉为“青铜之冠”。 铁器时代： 钢铁的使用代表了中国进入了封建社会 玉柄铁剑是河南博物院的十大镇院之宝之一 通过人类社会利用金属材料的顺序的分析，你觉得金属材料使用的早晚与哪些因素有关？ 1.与金属活动性顺序有关，铜、铁、铝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，铝需要电解，冶炼要求最高，所以后利用。 新型金属材料： 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 这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。 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。一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态（形状和体积），但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。 具有“形状记忆”能力的记忆合金的应用 用记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。 具有“形状记忆”能力的记忆合金的应用 具有“形状记忆”能力的记忆合金的应用 发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。 具有“形状记忆”能力的记忆合金的应用 不久的将来，汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加加温就可恢复原状，既省钱又省力，实在方便。 金属材料的优缺点： 硬度大，但不耐腐蚀 阅读讨论P100-101： 常见无机非金属材料有哪些？有什么优缺点？ 二、无机非金属材料 1.传统无机非金属材料： 陶瓷 玻璃 水泥 优缺点： 耐高温但脆性大 2.新型陶瓷材料 透明陶瓷（主要成分MgO、CaO、MgF2、CaF2）不但能透过光线，还有很高的机械强度和硬度，是一种很好的防弹材料，还可以作高速切削刀、喷气发动机的零件、代替不锈钢。 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。 阅读讨论P101-104： 三大合成材料： 。 三、有机高分子合成材料 塑料、合成橡胶、合成纤维 优缺点： 密度小，强度高、化学性质稳定、电绝缘性好、耐摩擦等，但不耐高温。 【活动与探究】：点燃聚乙烯及聚氯乙烯，观察现象P102 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 易燃 不断滴落 没有气味 聚氯乙烯 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。 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） 消除“白色污染”的措施 （1）减少使用不必要的塑料制品 （2）重复使用某些塑料制品 （3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解 塑料和光降解塑料等 （4）回收何种塑料废弃物 （减少废弃塑料的数量，减少白色污染，节约石油资源） 合成橡胶 天然橡胶 合成橡胶有哪些优点？ 合成橡胶：P104 （1）向橡胶中添加炭黑，为了增加其耐磨性； （2）向橡胶中添加硫元素，为了增加其强度，但会减弱其弹性。 （3）合成橡胶与天然橡胶相比，优点为良好的弹性、绝缘性及耐高温性。 可耐2000°C高温的透明橡胶 合成纤维 天然纤维 合成纤维有哪些优点？ 几种纤维的性质实验 灼烧情况 受酸影响 受碱液影响 结论与解释 棉线（天然植物纤维） 迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，灰白色易碎灰烬 变脆 稍微膨胀，变脆 主要由纤维素组成，在酸性或碱性溶液中易水解为葡萄糖 羊毛线（天然动物纤维） 燃烧，产生烧焦羽毛的气味，灰黑色易碎灰烬 几乎无变化 变脆 主要成分为蛋白质，在碱性溶液中容易被分解。 尼龙线（合成纤维） 燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，灰烬结成团状硬块 几乎无变化 几乎无变化 耐酸碱溶液的腐蚀 性质 纤维种类 要是有一种材料集各种优点于一身，多好！！！ 四、复合材料 将两种或两种以上材料复合成一体而形成的材料，具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐高温和耐候性好等优点。 稻草或麦秸增强粘土 钢筋混凝土 玻璃纤维增强塑料 （俗称：玻璃钢） 机动车轮胎 （合金钢和合成材料） 火箭锥头 碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。 防弹玻璃 防弹玻璃是由玻璃(或有机玻璃)和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型材料，它通常是透明的材料，通常包括聚碳酸酯纤维层夹在普通玻璃层之中。 Lavf57.83.100 $$