2024_2025学年高中化学第4章材料家族中的元素第3节复合材料学案鲁科版必修1.docxVIP

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复合材料

[核心素养发展目标]1.通过对单一材料性能的沟通研讨，在相识无机非金属材料和金属材料优、缺点的基础上，了解复合材料的形成和组成。2.体会物质的元素组成与材料性能的关系。3.能够列举几种常见的复合材料及其在生产、生活中的主要应用。

一、相识复合材料

1.请结合详细实例，探讨各种单一材料的优、缺点，完成下面的表格。

材料

实例

优点

缺点

金属材料

钢铁

硬度大、机械性能好

易被腐蚀

无机非金属材料

一般玻璃

性质稳定、熔点高

易破裂

有机合成材料

塑料

强度大、电绝缘，良好的热塑性、热固性

易燃烧、易老化，废弃后不易分解

2.复合材料简介

(1)复合材料的定义：将两种或两种以上性质不同的材料经特别加工而制成的，像这样的材料称为复合材料。复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。

(2)复合材料的构成：复合材料是由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增加体，在复合材料中起骨架作用。

3.复合材料的分类：组成复合材料的基体材料的类型多种多样，增加体又可做成不同的形态，因而复合材料种类繁多。

?1?复合材料是混合物，没有固定的熔、沸点。

?2?复合材料的性能与组成材料的增加体和基体的性质有关，但并不是二者性能的简洁叠加。

例1下列关于复合材料的说法中正确的是()

A.将不同性质的材料经简洁混合便成复合材料

B.合金就是复合材料

C.复合材料中的各部分作用相同

D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特别加工而制成的

答案D

解析复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特别加工而制成的，并不是简洁的混合；复合材料的两部分起的作用是不同的，基体起黏结作用，增加体起骨架作用。

方法规律

依据复合材料的定义推断某材料是否是复合材料，复合材料由基体和增加体构成，基体起黏结作用，增加体起骨架作用。合金不是复合材料，二者的组成以及体现出的性质均不同。

例2复合材料的运用使导弹的射程有了很大的提高，其主要缘由是()

A.可以使导弹能经受超高温变更

B.可以使导弹质量减轻

C.可以使导弹承受超高强度的变更

D.可以使导弹承受温度的猛烈变更

答案B

解析提高导弹射程必需减轻其质量，而复合材料质轻的特点，在提高导弹射程上起到了重要作用，故选B。结合材料特点分析其应用，以增加对材料性能的相识。

方法规律

复合材料的性能优于原材料。

二、形形色色的复合材料

1.生产、生活中常用的复合材料

复合材料

玻璃钢

碳纤维增加复合材料

组成

基体

合成树脂

合成树脂

增加体

玻璃纤维

碳纤维

特性

密度小、质量轻、耐水、耐磨、耐腐蚀、良好的绝缘性和机械加工性能

韧性好、强度高、质量轻

2.航空、航天领域中的复合材料

材料名称

碳纤维增加金属基复合材料

隔热陶瓷瓦(纤维增加陶瓷)

基体

金属(Mg、Al、Ti等)

陶瓷(Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiO2陶瓷等)

增加体

纤维(碳纤维等)

纤维(碳纤维、碳化硅纤维等)

主要优点

耐高温、强度高、导电、导热性好、不吸湿、不易老化等

耐高温、有韧性

在复合材料家族中，发展较快、应用较广的是以纤维做增加体的复合材料。如生产、生活中常用的玻璃钢、碳纤维增加复合材料等。

例3下列说法错误的是()

A.玻璃钢是以玻璃纤维做增加体、合成树脂做基体的复合材料

B.飞机机身的复合材料大多是以金属为增加体、纤维为基体的复合材料

C.制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增加体

D.玻璃钢可以应用在防火衣服、游乐车、餐桌椅等方面

答案B

解析飞机机身的复合材料大多是以纤维为增加体、金属为基体的复合材料，而B项中将基体与增加体颠倒了。

易错警示

一般玻璃和钢化玻璃成分相同，属传统无机非金属材料，玻璃钢由基体和增加体组成，属复合材料。

例4美国科学家独创了一种能够导电的金属橡胶，这种材料除了兼有金属和橡胶的大部分性能外，还具有很多其他材料所不具备的独特性质，在诸如人造肌肉、智能衣服、活动机翼等多个领域有望获得广泛应用。以下对“金属橡胶”复合材料的叙述中肯定错误的是()

A.该材料可导电

B.该材料可用来作航天飞机的隔热瓦

C.该材料具有肯定的弹性

D.该材料可以燃烧

答案B

解析依据信息可知A项正确；该橡胶可用于人造肌肉、智能衣服等，说明它有弹性；它仍有金属和橡胶的大部分性能，所以可燃烧，不耐高温，不能作隔热瓦，故B项错，D项对。

易错警示

橡胶与金属橡胶不同，橡胶是高分子化合物，金属橡胶是复合材料，其性能与组成材料的金属和橡胶的性质有关，但并不是二者性能的简洁叠加，其性能优于橡胶。

1.下列材料中属于复合材料的是()

①合金②玻璃钢③隔热陶瓷瓦④耐高温结构陶瓷

A.