四种材料.docVIP

5、材料从物理化学属性分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型的材料组成的复合材料。请任选二种材料说明其结构、性能特点和发展方向？ （1）金属材料：金属材料是由金属元素或以金属元素为主形成的具有金属特性的材料的统称，包括金属、金属合金、金属间化合物以及金属基复合材料等。特点：优点：1结合键为金属键，常规方法生产的金属为晶体结构。2在常温下一般为固体，熔点较高。3良好的反射能力，不透明，有金属光泽。4纯金属范性大，展性、延性也大。5强度较高。6自由电子的存在，金属的导电导热性好。缺点：多种金属在空气中容易被氧化，耐磨损和抗腐蚀性较差。应用：金属可分为黑色金属和有色金属。黑色金属中钢的应用最广泛，其具有高强度高延展性，来源丰富和价格低廉的优点。金属材料，尤其是新型金属材料在目前的情况下，应用较为广泛，前景依然不错。例如，钛及钛合金具有密度小、比强度高和耐蚀性好等优点，被广泛地应用于汽车、电子、化工、航空、航天、兵器等领域。铝合金具有密度小、导热性好、易于成型、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。 （2）无机非金属材料：是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐等原料和氧化物、氮化物、碳化物、硫化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料通常指硅酸盐材料，包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四类。 特点：优点：1化学键主要的离子键、共价键和它们的混合键。2熔点较高，有优良耐高温，抗氧化性能。3自由电子少，导热性和导电性较小。4耐化学腐蚀性好。5耐磨损。6成型方式为粉末制 ，烧结成型。缺点:硬而脆、韧性低，抗压不抗拉，对缺陷敏感。用途：陶瓷坚硬、稳定。可制造工具、用具。在一些特殊情况下可作为结构材料。可分为普通陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷。无机非金属材料正向着材料多功能化、智能化、复合材料化、生态平衡化及生产成本低和安全可靠性高的方向发展。新型功能材料向着高效能、高灵敏度、高智能化、高集成化的方向发展；新型结构材料向着高韧性、高比强度、高耐磨性、耐高温、抗腐蚀的方向发展。无机非金属材料在生物工程和环境工程中的应用是目前研究的新发展领域。 （3）高分子材料：又称聚合物材料，它主要指以高分子化合物为基础制得的材料。按机械性能和用途分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂。优点：1结合键主要为共价键，有部分为范德华键。2分子量大，无明显的熔点，有玻璃化转变温度，粘流温度，并有热塑性和热固性两类。3力学状态有玻璃态、粘流态、高弹态，比强度高，有高弹性。4质量轻。5良好的绝缘性6优越的化学稳定性，耐腐蚀性较好7成型方法较多，高温高压下易成型。缺点：在氧光热或者机械力等的长期作用下，容易老化，失去原有的优良性能。用途：目前，世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入。一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。例如，塑料一般作为绝缘材料使用，但是近年来，为了满足电子工业需求又研制出优良导电性能的导电塑料。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。（4）复合材料：是由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组成的一种多相固体材料。按基体材料种类可分为：树脂、金属、无机非金属型复合材料。按性能分为结构复合材料和功能复合材料。优点：1具有高的比强度和比模量；2良好的抗疲劳性能3减振性能好；4耐腐蚀性和耐高温性好5有良好的减磨、耐磨和润滑性能6成型工艺性能好，材料性能可设计。缺点：断裂伸长较小，抗冲击载荷能力较低、成本高、价格贵、可靠性相对差。用途：新型复合材料在工业建筑，造船业、石油化工、市政工程、道路工程、机电工业、军事工业、铁路安全设备、包装材料等广泛应用 XPS（X射线光电子能谱分析） 0 电子能谱是近几十年发展起来的一种研究物质表面性质和状态的新兴物理方法，这里的表面指固体最外层的1-10个原子的表面层，一般为1到几个nm。 5 r/ }$ F4 x% M/ e* o光电子能谱是用X射线作激发源，轰出样品中元素的内层电子，并直接测量二次电子的能量，这能量表现为元素内层电子的结合能Eb，Eb随元素而不同，且有较高的分辨力，可以得到从价电子到K壳层的各级电子电离能，有助于了解离子的几何构型和轨道成键特性。 其测量原理公式由光电效应得来：hv=Eb+Ek+。。 :应用XPS可进行：1 化学分析：包括元素的成分分析和定量分析2 固体表面相研究? ? 3 化合物结构的测定 / k5 可用来进行水泥熟料中硅酸钙的水化表面分析分析能谱中O1s峰的宽窄变化和峰移动的方向可以判断水化反应的进行与否对其表面ESCA测定的Ca/Si比值可以分析水化过程及其产物 透射电子显微分