2012年高中化学学业水平测试课件：第23讲 化学与材料的制造、应用2012年高中化学学业水平测试课件：第23讲 化学与材料的制造、应用.ppt

第二十三讲　化学与材料的制造、应用;1．了解社会发展和科技进步对材料的要求。知道化学对材料科学发展的促进作用。 2．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点。 3．了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。 4．知道我国现代材料研究和材料工业的发展情况。知道新材料的发展方向。;一、材料的开发与利用 1．新型金属与非金属材料 (1)新型金属材料 金属材料是使用最广泛的材料。主要有特殊性能和结构特性的合金材料、稀土金属材料、纳米金属材料等。如：用于航天制造业的重要材料：Mg—Al合金、现代建筑的门窗框架硬铝成分是：Al—Cu—Mg—Mn—Si合金。具有特殊性能的陶瓷材料：硒化锌、磁性材料：CoxFe3-xO4+x等。;(2) 高温结构陶瓷：一般有 大、耐 、耐 、化学性质稳定的特点。 ①碳化硅（SiC）陶瓷：用作研磨介质、航天器的涂层材料等。 ②氮化硅（Si3N4）陶瓷：用于制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等。 (3)光导纤维材料：主要成分为________，应用于通信、医疗、信息处理等。 (4)高纯单晶硅半导体材料：应用于信息技术领域，也是制造太阳能电池的核心材料。 (5)纳米碳材料：纳米石墨材料、足球烯分子(C60、C90、C120)材料、碳纤维材料。;2．新型复合材料 (1)复合材料：一种材料作为________，另外一种材料作为增强剂。 (2)玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)：________纤维和合成树脂组成的复合材料。具有较好的强度，并且仍保持着合成树脂较高的耐化学腐蚀性、电绝缘性和易加工性能。 (3)塑钢材料：主要是以________为基体，以碳酸钙为填充料制成。;二、硅酸盐材料 硅酸盐工业：制玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐产品的工业叫硅酸盐工业。 1．玻璃工业 (1)普通玻璃原料——________、________、________ 。 (2)反应原理：SiO2＋Na2CO3 ____________。 SiO2＋CaCO3 ___________________。 (3)玻璃成分：普通玻璃和钢化玻璃成分________，常因混有低价________化合物显浅绿色。石英玻璃和光纤玻璃的成分是________。;(4)玻璃垃圾的处理：玻璃在自然条件下很难被消耗，玻璃摔破后既污染环境(会伤人???扎伤轮胎等)，又浪费资源，玻璃可以再生产，分装投放垃圾有利于玻璃的再生利用，保护环境。 2．水泥 (1)水泥原料——________、________。 (2)化学原理：CaCO3 CaO＋CO2↑ SiO2＋CaO CaSiO3 (3)水泥主要成分：________(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(________)、铝酸三钙(________) (4)对环境的污染：主要是______________和烧煤产生的______________。;3．陶瓷 (1)原料和工艺：陶瓷是以________、长石(钾、钠和钙的铝硅酸盐)、石英为主要原料经过粉碎、成型、煅烧等加工过程的制成品。陶生产工艺比瓷生产工艺简单，陶的结构没有瓷的结构________。 (2)对环境的污染：主要污染物是______和烧煤产生的________对大气污染。陶瓷材料可能造成的污染还有________氡气等。 4．硅酸盐常用表示方法：一般用氧化物形式表示：如：高岭土：Al2(Si2O5)(OH)4：Al2O3·2SiO2·2H2O。;三、金属材料的防护 1．金属保护中常用对其________进行处理以防止腐蚀。金属在接触使用环境之前，先用钝化剂或成膜剂(铬酸盐、磷酸盐、碱、硝酸盐和亚硝酸盐混合液等)处理，表面生成稳定密实的________，抗腐蚀性大大增加。 (1)铝经过氧化处理，表面可以生成比在大气中生成的更为致密的膜，这类膜在温和的腐蚀环境(大气和水)中有优良的抗腐蚀能力。 (2)钢铁部件表面________(生成磁性氧化铁的化学转化膜)处理。 2．涂层：用有机涂料(油漆、富锌漆)保护大气中的金属结构是应用最广的传统防腐手段。;3．牺牲阳极的阴极保护法 (1)牺牲阳极法，在被保护的金属附近加装更________的金属，使被保护的金属变成________。例如：钢铁设备连接一块Zn、Mg或Al合金，使它们在形成的原电池中作为阳极而被腐蚀，而使金属设备作为阴极受到保护，被牺牲的阳极须定时更换。 (2)外加电流法，是在体系中连接一块电极(石墨、铂或镀钌、钛、高硅铁、废钢等)作________，向被保护金属通电而使其成为________，使局部阴极电流与局部阳极电流相等、方向相反而相互抵消时，金属腐