永定县坎市中学2013届九年级化学第九章第2节__新型材料的研制

第2节新型材料的研制材料是人类赖以生存和发展的重要物质石器时代青铜器时代青铜（主要为Cu、Sn合金）青铜（主要为Cu、Sn合金）青铜器（战国）错金犀牛尊青铜器（战国）司母戊方鼎青铜器时代铁器时代•铁耙两汉时期西汉农具材料---------人类文明的基石让我们详细了解这些材料吧！！材料复合材料金属材料无机非金属材料有机高分子材料无机材料纯金属合金金属材料：纯金属和合金航母航母钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等钛金属腕表钛合金•钛合金优点：高强度高韧性耐腐蚀质地轻储氢合金•主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金•重要应用利用储氢合金制造镍氢电池形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。在航空上的应用——月球上的“奇葩”在室温下用形状记忆合金制成抛物面天线，然后把它揉成直径5厘米以下的小团，放入阿波罗11号的舱内，在月面上经太阳光的照射加热使它恢复到原来的抛物面形状。这样就能用空间有限的火箭舱运送体积庞大的天线了。形状记忆合金的发现20世纪60年代初，美国马里兰州海军军械研究所的科学家比勒，用镍钛合金丝做试验。这些合金丝弯弯曲曲，为了使用方便，他把这些合金丝弄直了。但是，当他无意中把合金丝靠近火的时候，奇迹发生了：已经弄直的合金丝居然完全恢复了它们原来弯弯曲曲的形状。形状记忆合金的特点形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。全程Ti-Ni记忆合金花金属材料•包括纯金属和合金•金属材料使用的历史•几种新型合金钛合金储氢合金“形状记忆”合金青铜器时代：青铜铁器时代：生铁和钢近现代:铝金属材料在人类社会发展中起着重要的作用，但是人们需要防止金属材料的腐蚀，延长金属材料的使用寿命。请你结合已学过的知识和已有的生活经验，谈一谈在使用金属材料时应注意哪些问题？问题◆思考交流与讨论•我们发现在金属利用的过程中,首先利用青铜,然后开始使用铁及钢制品,到近现代才开始利用铝制品.请你思考一下,这样一个顺序与那些因素有关?金属活动性强弱冶炼金属的难易程度无机非金属材料陶瓷、水泥、大理石、玻璃等•古代的陶瓷•新型陶瓷材料•其他无机非金属材料古代的陶瓷——陶器新石器时代马家窑文化螺旋纹彩陶双耳瓮新石器时代半坡文化陶俑壶新石器时代彩陶人面纹钵古代的陶瓷——瓷器清光绪青花云纹瓶唐骆驼载乐俑北宋白釉刻花梅瓶某些新型陶瓷能承受高温、强度高氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。某些新型陶瓷具有生物特性据新华社墨西哥城2004年1月20日电墨西哥科学院日前发表的一份材料说，该国科研人员经过10年的努力，成功开发出一种可供移植的新型陶瓷骨。研究者强调说，这种陶瓷骨具有组织相容性和生物稳定性好等特点。它不会导致排异反应，有利于诱导骨质的生长。这种人工骨富含钙、锌，有利于手术后伤口皮肤更快愈合某些新型陶瓷具有压电效应：•如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。•医用B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变成机械振动，产生超声波。玻璃污染变色玻璃美国加州大气污染观测实验室研制出一种能探测污染的污染变色玻璃。这种玻璃受到污染气体污染时能改变颜色，例如当受到酸性气体污染时变成绿色、受到含胺气体污染时变成黄灰色等，用它来制作污染检测材料和标示材料将具有广泛的用途。自洁玻璃日本东京大学发明了一种二氧化钛（TiO2）涂层玻璃，能防止污垢和水点聚积于表面，可达到自动清洗和防震的效果，可不费气力清洁玻璃窗。新型无机非金属材料——光导纤维涂有隐形材料的飞机---F117有机高分子材料天然材料合成材料天然橡胶天然纤维：棉花、羊毛塑料合成纤维合成橡胶有机高分子材料（以石油为原料的三大合成材料）塑料聚乙烯塑料：食品袋聚氯乙烯塑料：服装袋、农用薄膜、雨衣等合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等合成橡胶：轮胎优点：强度大、密度小；缺点：不耐高温纤维天然纤维：毛、丝、麻、棉化学纤维合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等人造纤维：人造棉、人造丝等（蛋白质）天然橡胶：森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。棉花和羊毛的纤维都是天然纤维藏羚羊纤维皇后——绒之王羊绒是一根根细而弯曲的纤维，其中含有很多的空气，并形成空气层，可以防御外来冷空气的侵袭，保留体温不会减低。一只绒山羊每年产绒仅150-200克。羊绒纤维比羊毛细很多，外层鳞片也比羊毛细密、光滑，重量轻、柔软、韧性好由于天然有机高分子材料的有限，人们以石油、煤、天然气、等物质作原料，经化学合成和加工制得的化学高分子材料，主要有塑料、合成橡胶、合成纤维。有机合成材料（１）塑料：塑料的品种很多，用途也各不相同。常见的塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）和电木塑料。使用最多的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料。聚氯乙烯聚乙烯考考你？你知道聚乙烯和聚氯乙烯的区别方法吗？提示你：聚氯乙烯含有C、H、Cl三种元素而聚乙烯只含有C、H两种元素。实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯实验样品实验现象解释与结论聚乙烯聚氯乙烯组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。边燃烧边熔化，无刺激性气味，无黑烟不易点燃，燃烧时有刺激性气味，并有大量黑烟（3）塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”如何在生活中减少“白色污染”的产生？怎样减少白色污染？1、尽可能的减少使用塑料制品2、回收废旧塑料3、研制和推广可降解塑料4、制造和使用回收塑料回收废旧塑料的好处：1、减少废弃塑料的数量，减少白色污染2、节约石油资源利用回收的废塑料使之资源化——垃圾是放错了位置的资源1、直接作为材料2、制燃料油3、制燃料气4、用化学方法加工制防水材料（2）合成橡胶人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。可耐两千度高温的透明橡胶（3）合成纤维合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适美观。活动◆探究天然纤维和人造纤维的区别？几种纤维的性质比较实验性质纤维种类灼烧情况受酸影响受碱液影响结论与解释棉花（天然植物纤维）迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，固体剩余物松脆变脆稍微膨胀，变脆植物纤维主要是由纤维素组成，在酸性或者碱性溶液中容易水解为葡萄糖羊毛线（天然动物纤维）燃烧，并产生烧焦羽毛的气味，固体剩余物松脆几乎无变化变脆动物纤维中含有蛋白质，在碱性溶液中容易被分解。尼龙线（合成纤维）燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，冷却后固体剩余物变硬几乎无变化几乎无变化合成纤维耐酸碱溶液的腐蚀复合材料•1．定义：是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形成的材料，具有更优异的综合性能。•2．主要几种复合材料（1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土（无机非金属材料）的复合材料；（2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合材料；（3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（无机非金属材料）的复合材料；（4）碳纤维机动车轮胎玻璃钢9．2008年北京奥运会的举办理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”。(1)下列符合绿色奥运理念的是。①奥运场馆周围采用太阳能路灯照明；②在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车；③场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术；④将奥运村的生活垃圾全部集中深埋(2)北京奥运游泳中心“水立方”的外墙体采用新型塑料膜材料ETFE[它是乙烯一四氟乙烯的共聚物，化学式为(C2H2F2)n]，这种材料美观、耐用，可以使用15至20年。以下关于ETFE的说法中正确的是。①属于有机物；②属于有机合成材料；③易溶于水，能与空气中的氧气反应；④化学性质在自然条件下稳定(4)5月8日，北京奥运会“祥云”特制火炬克服低温、低压、空气稀薄、大风等不利条件，在珠峰之巅燃烧，举世为之惊叹。普通火炬在珠峰恶劣气候条件下容易熄灭的原因：___________________(答两条即可)。(3)奥运“祥云”火炬的主材选用铝合金，燃料是丙烷(C3H8)，火炬手持的部分使用橡胶皮革漆，手感舒适，仿佛与另一只手紧紧相握。请回答：燃料丙烷完全燃烧生成，不污染环境；铝合金材质主要优点是、_________(答两条即可)；橡胶皮革漆中的橡胶属___材料。（空气稀薄，氧气不充足易熄灭；大风易吹散热量，使燃料温度降到着火点以下而熄灭）质轻、抗腐蚀(或强度较大、硬度较大等)；有机高分子