化学与材料省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖PPT课件.pptx

第5章化学与材料基本要求5.1惯用工程材料在周期系中分布5.2几个新型材料5.2.1金属材料5.2.2高分子材料5.2.3陶瓷材料5.2.4复合材料5.2.5液晶材料材料分类1）按用途分为结构材料和功效材料结构材料：利用材料力学和理、化性质功效材料：利用材料热、光、电、磁等性能2）按成份、特征分为：金属材料黑金属：铁、铬、锰及合金有色金属：除了黑金属以外金属无机非金属材料（陶瓷材料）传统陶瓷精细陶瓷有机高分子材料：塑料、纤维、橡胶以及涂料、黏合剂等复合材料：由以上三种材料复合而成按化学活泼性分：活泼中等活泼不活泼s区ds区、p区d区Li--密度最小金属,0.5gml-1He----熔点最低单质Cr----硬度最大金属(9)W----熔点最高金属(3410℃)Hg---熔点最低金属1金属性质③熔点：金属熔点差异很大。如：Hg、W；2几个新型金属材料硬质合金—以硬质化合物为硬质相，以合金为粘结相复合材料（TiN、AlN、TiC、WC、SiC）含有高硬度、耐磨、强度、韧性。贮氢合金—以金属氢化物形式吸收氢，是一个安全、经济而有效贮氢方法。金属氢化物不但含有贮氢特征，而且含有将化学能与热能或机械能相互转化机能，从而能利用反应过程中焓变开发烧能化学储存与输送。贮氢原理金属(M)与氢生成金属氢化物(MHx)贮氢合金要求:贮氢量大；金属氢化物轻易形成，稍加热又轻易分解；室温下吸、放氢速度快；使用寿命长；成本低。贮氢合金主要有三大系列：镁系贮氢合金：MgH2,Mg2Ni稀土系贮氢合金：如：LaNi5中添加MnNiMn,MnNiAl钛系贮氢合金：TiH4,TiMn1.51.光导纤维从高纯二氧化硅或石英玻璃熔融体中，拉出直径约为100微米细丝，称为石英玻璃纤维。（玻璃能够透光，但在传输过程中光损耗较大，而用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维。）皮料—低折射率玻璃；多组分玻璃光纤；复合材料光纤；石英光纤（高纯度或掺杂）。光缆结构图利用光导纤维能够进行光纤通讯，用最新氟玻璃制成光导纤维，能够把光信号传输到太平洋彼岸而不需要任何中继站。光损耗较大光导纤维能够在短距离使用，尤其适合做人体内窥镜，如：胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等。2.超导陶瓷1911年荷兰物理学家Onnes发觉汞（水银）在4.2K附近电阻突然下降为零.超导电性：零电阻现象.超导临界温度：电阻突然消失温度.超导体：在一定温度下含有超导电性物体.当前已发觉30种单质，8000种金属、合金、化合物含有超导性。应用：1）用超导材料输电2）超导发电机3）磁力悬浮高速列车4）可控热核聚变3.纳米陶瓷从陶瓷材料发展史上看，经历了三次飞跃从陶器到瓷器-----第一次飞跃从传统陶瓷到精细陶瓷---第二次飞跃从精细陶瓷到纳米陶瓷---第三次飞跃（超韧性陶瓷）纳米材料：粒径为1-100纳米，纳米材料含有表面效应、界面效应、量子尺寸效应。棉、麻、丝、毛、角、胶、塑料、橡胶、纤维┄它们是人们越来越熟悉有机高分子材料。不论是天然或合成这类材料，在人们生活和工程技术中都占有越来越主要地位。高分子化合物：由一个或几个低分子化合物聚合而成相对分子量较高化合物（也称高聚物）1高分子化合物组成：特定结构单元屡次重复而成:所以，每一个大分子相对分子质量都不相同。单体：形成高聚物低分子量化合物。链节：高分子化合物中重复结构单元。聚合度：高分子化合物化学式中链节个数。3高分子化合物几何形状4高分子化合物制备特点：1）参加加聚反应单体含有不饱和键;2）没有小分子物质产生，高聚物化学组成与单体相同;3）加聚反应快，副产物较少.加聚物可能是线状也可能是体型结构；特点：1）单体必须含有两个或两个以上官能团；2）有小分子副产物生成，高聚物化学组成与单体不一样。nHO-R-OH+nHOOC-R′-COOH→5高聚物结构和性能所以，高分子形状便有没有数可能（构象）—高分子链柔顺性。高聚物整体无序，但在小区域内有不同状态：晶区和非晶区。高弹态：Tf>T>Tg分子动能不大，大分子不动，链段可动。受外力，大分子或蜷曲或伸展；除去外力，分子复原，属高弹形变。高聚物柔软，有弹性。是橡胶使用状态.⑴玻璃态（对塑料）、高弹态（对橡胶）是使用状态，粘流态是工艺状态。讨论题：以下三种温度-形变曲线，各对应于何种高分子材料？③对应于纤维。使用状态是玻璃态，处于室温；Tg-Tf差值较大。高聚物无电子、离子，多是绝缘体。但极性基团在电场中会周期性取向，产生位移电流，使其含有导电性。①溶胀—溶剂分子进入高分子链，使链距增大，体积增大；②特点：“强而韧”，耐磨性最好纤维。柔顺性好。5.5复合材料3类型：纤维增强复合材料（增强材料是纤维）粒子改性复合材料(增强材料是粒子)夹层复合材料（芯、面料间以胶粘剂结合）包含：玻璃纤维，陶瓷纤维，合成纤维，金属丝包含：机