第41课_材料.ppt

第41课　材料 1、传统材料和新型材料  1）举例说明传统材料（钢铁、铜、铝、水泥、橡胶、陶瓷、塑料等）对人类生活方式和生活质量的影响，对社会经济发展的影响，以及对环境的影响 2）举例说明新型材料（超导材料、纳米材料等）对人类生活方式和生活质量的影响，对社会经济发展的影响，以及对环境的影响 所谓材料，是指人类用来制作有用物件的物质；材料是人类生存和发展的物质基础，是人类社会文明的重要支柱。 新材料则是指最近发展或正在发展之中的具有比传统材料更为优异的性能的一类材料。 材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革命，极大加速社会发展的进程。 材料具有的性质 延展性：即延性和展性。延性就是能延长的性质，例如铁能制成铁丝；展性是能展开的性质，铝能制成很薄的铝箔。一般来说，延性优良的物质展性也优良，所以可统称为延展性。 稳定性：属于化学性质，比如见光或受热是否容易分解，是否易和氧气反应等。 可塑性：就是指当材料在一定温度和压力下，受到外力作用时可产生形变，而外力去除后仍能保持受力时的状态。 一.传统材料 金属材料:包括纯金属以及合金，合金是混合物。 如铜、铝、钢铁 无机非金属材料:如水泥、陶瓷、玻璃 有机合成材料:如塑料、橡胶、合成纤维 合金的组成由两种或两种以上的金属的结合构成，一般它在功能上会具有各金属成分的优点，甚至会有一些新功能出现。 金属材料 1.钢铁 炼铁：铁矿石与石灰石、焦炭混合后在空气中加热，可得到生铁。 炼钢：生铁在富氧空气中加热，降低含碳量后得到钢。 生铁一般硬而脆，工业上适合铸造，不适合锻造。钢一般有一定的韧性，既适合铸造，也适合锻造。所以钢的用途更广 钢铁的锈蚀：实质上是铁在有水存在的情况下，发生缓慢氧化的过程　 由于铁锈疏松，透气性、吸水性较好，所以钢铁制品一旦生锈，如不及时处理，生锈的过程不会自动停止，只会越来越快。 关于金属的污染：一是冶炼金属时产生废气、废渣造成的污染。一是废弃金属对环境造成的污染。 钢的分类 生铁和钢的比较 炼铁和炼钢 金属材料 2.铜 铜的物理性质 ：纯铜呈紫红色，熔点约1083.4℃，沸点2567℃，密度8.92g/cm3，具有良好的延展性。1g纯铜可拉成3000m细铜丝或压延成面积为10m2几乎透明的铜箔。 纯铜的导电性仅次于银，但比银便宜得多，所以当今世界一半以上的铜用于电力和电讯工业上。 铜在潮湿的空气中易在其表面生成碱式碳酸铜（铜绿）。铜常用于制造铜线、电极以及电镀工业。 铜合金 金属材料 3.铝 铝的物理性质： 纯净的铝是具有银白色光泽的金属，有良好的延展性，制成铝箔可包装纸烟、糖果。 铝的导电性仅次于银和铜（导电率为铜的64%，密度小于2.70g/cm3，为铜的30%），因而铝广泛地代替铜做电缆。 铝有良好的导热性，大量用于制做炊具，还可以做太阳能的吸收装置 铝的化学性质很活泼，在空气中很快生成一层致密的氧化物薄膜，可防止进一步氧化，此氧化膜不溶于水，因而使铝不与水作用 铝在氧气中加热时剧烈地燃烧，发出炫目的白光，并放出大量的热。 铝与氧结合的能力很强，是亲氧元素，它能从许多金属氧化物中夺取氧，而且产生大量的热，温度很高，可使游离出来的金属熔化。由此可制取金属，常称铝热法，冶金工业上用铝热法制备金属铬、锰、钒等。例如： Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr 铝是两性金属，可与稀酸（盐酸或硫酸）、强碱溶液反应生成盐，同时放出氢气。 把铝放入冷硝酸中，会使其“钝化”，而不与稀酸反应。 铝的最主要用途是制造各种轻质合金，铝合金具有质轻硬度大的优点，广泛地应用于航空、汽车工业以及国防工业上，同时在日常生活中的应用也越来越广泛，如制造门窗、家俱和饮具等。纯铝也大量用来制作电线和电缆，此外也用于制造特种漆料，药膏、化妆品软管和容器及包装箔等。有机铝化合物，如三乙基铝为立体定向聚合催化剂。 铝的用途 (1)铝的密度很小，仅为2.7g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝；防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。 (2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。 (3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。 (4)铝