2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 復(fù)合材料教案 魯科版必修1.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 復(fù)合材料教案 魯科版必修1 1 認(rèn)識(shí)復(fù)合材料 1、材料科學(xué)的發(fā)展過程 材料科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了天然材料、無機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)合成材料、復(fù)合材料這五個(gè)過程。 其中，無機(jī)非金屬材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料、無機(jī)非金屬涂層材料等。此類材料一般耐高溫、抗腐蝕，有些材料還有獨(dú)特的光電特性。硅酸鹽材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等，是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料。而半導(dǎo)體材料、超硬耐高溫材料、發(fā)光材料等是新型無機(jī)非金屬材料。 【交流研討】 單一材料的優(yōu)缺點(diǎn)： 材料 實(shí)例 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 金屬材料 鋼鐵 硬度大、機(jī)械性能好 易被腐蝕 無機(jī)非金屬材料 普通玻璃 性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高 易破碎 有機(jī)合成材料 塑料 強(qiáng)度大、電絕緣，良好的熱塑性、熱固性 易燃燒、易老化，廢棄后不易分解 2、復(fù)合材料的定義及組成 在撐桿跳項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員使用的撐桿的材料，既不是金屬材料、無機(jī)非金屬材料，也不是有機(jī)合成材料。這種材料是將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而成的，像這樣的材料稱為復(fù)合材料。 復(fù)合材料由兩部分組成，一部分稱為基體，在復(fù)合材料中起黏結(jié)作用；另一部分稱為增強(qiáng)體，在復(fù)合材料中起骨架作用。 3、復(fù)合材料的分類 按基體分類，可分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料。 按增強(qiáng)體分，可分為顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層增強(qiáng)復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。 【領(lǐng)悟整合】 現(xiàn)在，金屬材料、無機(jī)非金屬材料和有機(jī)合成材料都在蓬勃的發(fā)展，雖然它們都具有各自的特點(diǎn)，但隨著社會(huì)需求的發(fā)展，材料也走上了無機(jī)材料和有機(jī)材料綜合發(fā)展的復(fù)合材料之路。材料復(fù)合后，既保持了原有材料的特點(diǎn)，又使各組分之間協(xié)同作用，形成了優(yōu)于原材料的特性。又可以充分利用能源、節(jié)約能源，因此世界各國(guó)都在大力開展復(fù)合材料的研究。 2 形形色色的復(fù)合材料 1、生產(chǎn)、生活中的復(fù)合材料 （1）玻璃鋼 玻璃鋼是一種以玻璃纖維做增強(qiáng)體、合成樹脂做基體的復(fù)合材料。 在制造玻璃鋼時(shí)，可以將玻璃纖維制成紗或織物加到合成樹脂中，也可以把玻璃纖維切成短纖維加到合成樹脂中。除了普通玻璃纖維外，還可以根據(jù)需要選用耐化學(xué)腐蝕、耐高溫或強(qiáng)度高的特種玻璃纖維做玻璃鋼的增強(qiáng)體。 玻璃鋼的強(qiáng)度可以達(dá)到甚至超過合金鋼的強(qiáng)度，而密度只有鋼鐵的1/5左右，同時(shí)，這種材料保持著較好的耐化學(xué)腐蝕、電絕緣性和機(jī)械加工性能，而且又不像普通玻璃那樣硬、脆。玻璃鋼目前以大量用于游樂車、水上滑梯、運(yùn)輸罐、電話亭、餐桌椅等產(chǎn)品的生產(chǎn)。這些產(chǎn)品充分發(fā)揮了玻璃鋼重量輕、強(qiáng)度高、耐水、耐磨、耐撞、產(chǎn)品美觀及制造方便等特點(diǎn)。此外，玻璃鋼在排水管道工程中也得到了廣泛的應(yīng)用。 玻璃鋼雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但其剛性不如鋼鐵，即受力后形變較大，其次是耐高溫性能較差，當(dāng)溫度超過400℃時(shí)，強(qiáng)度不易保持。為了改善這些性能，出現(xiàn)了強(qiáng)度和剛性均高的碳纖維、硼纖維等增強(qiáng)材料。 （2）碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 在合成樹脂中加入碳纖維做增強(qiáng)體的復(fù)合材料叫做碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。其特點(diǎn)是韌性好，強(qiáng)度高，質(zhì)輕。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料被廣泛用于制造高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、釣魚竿、賽車、賽艇、滑雪板和沖浪板等體育用品，也廣泛用在紡織機(jī)械和化工機(jī)械的制造，以及醫(yī)學(xué)上人體組織中韌帶的制作等。 2、航空、航天領(lǐng)域中的復(fù)合材料 飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈的殼體、尾翼中的復(fù)合材料大多以纖維為增強(qiáng)體、金屬為基體的復(fù)合材料作為增強(qiáng)體的纖維是碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維和氧化鋁纖維等耐熱性好的纖維，作為基體的金屬用得較多的是鋁、鎂、鈦等密度小的輕金屬。這類材料的特點(diǎn)是耐高溫、強(qiáng)度高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，不吸濕，不易老化。 航天飛機(jī)機(jī)身上使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復(fù)合而成的材料制成，其增強(qiáng)體多為碳纖維、碳化硅纖維和氧化硅纖維；基體的主要成分是各種陶瓷。這種纖維增強(qiáng)陶瓷保持了陶瓷耐高溫的特性，又增強(qiáng)了陶瓷的韌性，使航天飛機(jī)能安全地穿越大氣層返回地球。 【領(lǐng)悟整合】 現(xiàn)在，材料的復(fù)合正向著精細(xì)化方向發(fā)展，出現(xiàn)了諸如仿生復(fù)合、納米復(fù)合、分子復(fù)合、智能復(fù)合等新方法。隨著科技的進(jìn)步，復(fù)合材料有著不可估量的應(yīng)用前景?？梢哉f，當(dāng)前人類已經(jīng)從合成材料時(shí)代進(jìn)入復(fù)合材料時(shí)代。