3.7 新材料简介（教案）《机械基础》同步精品课堂（高教版）

3-7 新材料简介 【教学目标】 一.知识目标： 1、让学生知道什么是新材料； 2、让学生了解部分新材料的类型、功能和应用。 二．能力目标：了解各种新材料的用途。 三．素质目标： 1、 培养认真、严谨、仔细的工作作风； 2、 培养学生的信息处理能力。 【重点难点】 重点：各种新材料的类型、功能 。 难点：各种新材料的用途 。 【教学方法】 讲授法 案例分析法 讨论法 【学生分析】 本节课内容与实际生活联系紧密，学生的热情和学习积极性都比较高，而且通过前几节课的学习，学生已经掌握了金属材料和非金属的一些基本知识，学生已经具备了一定的知识储备，本节内容又是从学生身边熟悉的例子切入，学生可以快速进入角色。 【教学过程 】 一.导入新课 传统金属材料和非金属材料是生产、生活和基本建设所必须的材料，而新型材料则为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造等开辟了更为广阔的前景。现代的一些高新技术产品（步兵战车）在新材料上的广泛应用，说明新型材料在现代社会发展中占据着重要地位，今天我们就来学习新材料的内容。 二.讲授新课 新材料是指正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。新材料是相对传统材料而言的，两者之间没有严格的分界线。 新材料的种类繁多，下面主要对新型高温材料、形状记忆材料、超导材料、非晶态材料及纳米材料作主要介绍。 （一）新型高温材料 1.定义： 是指在 600℃以上，甚至 1000℃以上温度条件下能承受一定应力并具有抗氧化和抗热腐蚀能力的材料。 2.种类： （1）高温合金 （2）弥散强化合金 （3）难熔合金 （4）高温陶瓷 （二）形状记忆材料 1定义： 形状记忆材料是指具有形状记忆效应的材料 2分类： 形状记忆合金种类很多，可分为 Ti-Ni系、铜系、铁系三大类。目前已实用化的形状记忆合金有 Ti-Ni系合金、铜系合金。 3应用： （1）在机械工程上的应用； （2）在电子设备上的应用； （3）在航天领域的应用； （4）在医学领域的应用。 （三）超导材料 1.定义： 超导材料是指具有在一定的低温条件下电阻等于零及排斥磁力线性质的材料。零电阻现象和完全抗磁性是超导体两个基本、互相独立的特性。现已发现有28种元素和几千种合金与化合物可以成为超导体。 2.超导材料的分类： 超导材料按化学成分可分为： （1）元素材料 （2）合金材料 （3）化合物材料 （4）超导陶瓷 3.超导材料的应用： （1）利用超导体的抗磁性可以实现磁悬浮。超导悬浮列车就是超导悬浮技术的应用； （2）超导材料还可以用于制作超导电缆，可把电力几乎无损耗地输送给用户； （3）利用超导材料的隧道效应可解决计算机器件的散热难题，制造运算速度极快的超导计算机等； （4）利用超导材料还可以制作超导粒子武器、自由电子激光器、超导陀螺仪等。 （四）非晶态材料 1.定义： 非晶态合金是一种没有原子三维周期性排列的固体合金，又称金属玻璃。 2.非晶态材料的特性： （1）非晶态合金具有很高的强度和硬度； （2）非晶态合金具有很强的耐腐蚀能力； （3）与晶态合金相比，非晶态合金的电阻率显著增高（2～3）倍； （4）非晶态合金材料具有高磁导率、高磁感、低铁损和低矫顽力，好的催化特性，高的吸氢能力，超导电性，低居里温度等特性。 3.非晶态材料的应用： （1）利用非晶态合金的高强度、高韧性及工艺上可以制成条带或薄片的特性，目前已制作出轮胎、传送带及高压管道的增强纤维。 （2）利用非晶态合金的软磁性，可作为变压器及电动机的铁芯材料、磁头材料。 （3）利用非晶态合金的耐蚀性，可用于海洋和医学方面，如制造海上军用飞机电缆、鱼雷、化学滤器及反应容器等。 （五）纳米材料： 国际上将处于 1～100nm 尺寸范围内的超微颗粒及其致密的聚集体，以及由 纳米微晶所构成的材料统称为纳米材料。 1、纳米材料的特性： （1）体积效应 （2）表面与界面效应 （3）量子尺寸效应 （4）宏观量子隧道效应 2、纳米材料在工程领域的应用： （1）机械工业 （2）电子计算机和电子工业 （3）环境保护 （4）生物与医药领域 三．小结： 1、新型高温材料：高温合金、弥散强化合金、难熔合金、高温陶瓷 2、形状记忆材料：分类与应用。 3、超导材料：分类与应用。 4、非晶态材料：特性与应用。 5、纳米材料：特性与应用。 四．课堂检测 1.填空题 （1）超导材料是指具有在一定的______（低温）条件下______（电阻）等于零及______（完全抗磁性）性质的材料。 （2）非晶态合金是一种没有原子三维周期性排列的______（固体合金）,又称______（金属玻璃）,具有______（很高的）强度和硬度，以及______（很强的）耐腐蚀能力。 2.选择题 （1）国际上将处于______尺寸范围内的超微颗粒及其致密的聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料统称为纳米材料。（D） A.1~1 000 μm B.1~1000nm C.1~100μm D.1~100 nm （2）采用______对机械关键零部件进行金属表面相应材料涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。（B） A.新型高温材料 B.纳米材料 C.超导材料 D.形状记忆材料 3.判断题 （1）在航天领域，可用形状记忆合金制作航天用天线，将合金在母相状态下焊成抛物面形，在马氏体状态下压成团，送上太空后，在阳光照射下可恢复抛物面形。（✔） （2）自然界中早就存在纳米微粒及纳米固体，如陨石碎片、动物牙齿等。（✔） 学科网（北京）股份有限公司 $$