北师版八年级物理新材料及其应用.ppt

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北师版八年级物理新材料及其应用

第四节 新材料及其应用 纳米材料 你知道什么是纳米吗? ?纳米(nm)是长度单位,1纳米是10-9米(十亿分之一米),对宏观物质来说,纳米是一个很小的单位,比如,人的头发丝的直径一般为7000—8000nm,人体红细胞的直径一般为3000—5000nm,一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小,金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示,1埃相当于1个氢原子的直径,1纳米是10埃。 ? 一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1—100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 ??? 纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。 一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上,产生了神奇的效果 会自洁的纳米领带 高科技-纳米织物整理技术(环保 无毒)领带具有:防水防污 、除菌防霉、防辐射防静电等效果,可保持领带永洁常新。 纳米能量口罩 具有杀菌、除臭、高度阻隔飞沫、透气、抗紫外线、消炎消肿、活血镇痛等功效 纳米陶瓷杯 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷,具有一定的可韧性。纳米陶瓷杯还具有保健作用 “绿色”能源 能源危机让人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源。新材料在这方面扮演了重要的角色。 比如传统的电池污染环境,还不能重复使用。用锂作电极制造出的锂离子电池,体积小、质量轻、能够多次充电,对环境污染小。已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上 人造地球卫星上天,卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备,需要足够的持续不断的电能,而且要求重量轻,寿命长,使用方便,能承受各种冲击、振动的影响。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太阳能电池完全满足这些要求 当前,太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化;小功率小面积的太阳能电池在一些国家已大批量生产,并得到广泛应用;同时人们正在开发光电转换率高、成本低的太阳能电池;可以预见,太阳能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一,在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置。 利用光电池制作自动旋转的小风扇 记忆合金 19世纪70年代,世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条,它极易被弯曲,我们把它放进盛着热水的玻璃缸内,金属条向前冲去;将它放入冷水里,金属条则恢复了原状。在盛着凉水的玻璃缸里,拉长一个弹簧,把弹簧放入热水中时,弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状,而在热水中,则会收缩,弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩,收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的,它的微观结构有两种相对稳定的状态,在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状,在较低的温度下合金可以被拉伸,但若对它重新加热,它会记起它原来的形状,而变回去。这种材料就叫做记忆合金(memorymetal)。它主要是镍钛合金材料。 有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲,冷却后保持这个形状不变;当再次加热时,它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状。这种合金叫做形状记忆合金。 我们来看一些用形状记忆合金做成的神奇的物体 镍钛记忆合金受热后恢复原来形状 镍钛记忆合金“花瓣”在相应的温度下慢慢绽放 ??? 用记忆合金材料制作的的花在摄氏65度以上便能自动开放,可用于各种自动调节和控制装置。 小结 1、多种多样的高科技材料,为我们的生活提供了方便 2、纳米材料是现代材料中提得最多的。其用途也非常 广泛。 3、记忆合金凭其自身的特点,正发挥着越来越重要 的作用

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