九年級(jí)化學(xué)全冊(cè) 9.2 新型材料的研制課件 （新版）滬教版.ppt

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第2節(jié)新型材料的研制,材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì),石器時(shí)代,青銅器時(shí)代,青銅（主要為Cu、Sn合金）,青銅（主要為Cu、Sn合金）,青銅器（戰(zhàn)國(guó)）錯(cuò)金犀牛尊,青銅器（戰(zhàn)國(guó)）司母戊方鼎,青銅器時(shí)代,鐵器時(shí)代,,鐵耙兩漢時(shí)期西漢農(nóng)具,材料---------人類文明的基石,,材料,,,復(fù)合材料,金屬材料,無機(jī)非金屬材料,有機(jī)高分子材料,,無機(jī)材料,純金屬,合金,,,金屬材料：純金屬和合金,航母,航母,鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨,鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)船舶、化工和通訊設(shè)備等,鈦金屬腕表,鈦合金,鈦合金優(yōu)點(diǎn)：高強(qiáng)度高韌性耐腐蝕質(zhì)地輕,儲(chǔ)氫合金,主要由鈦系儲(chǔ)氫合金、鋯系儲(chǔ)氫合金、鐵系儲(chǔ)氫合金以及稀土系儲(chǔ)氫合金,重要應(yīng)用利用儲(chǔ)氫合金制造鎳氫電池,形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。,在航空上的應(yīng)用——月球上的“奇葩”,在室溫下用形狀記憶合金制成拋物面天線，然后把它揉成直徑5厘米以下的小團(tuán)，放入阿波羅11號(hào)的艙內(nèi)，在月面上經(jīng)太陽光的照射加熱使它恢復(fù)到原來的拋物面形狀。這樣就能用空間有限的火箭艙運(yùn)送體積龐大的天線了。,形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn),20世紀(jì)60年代初，美國(guó)馬里蘭州海軍軍械研究所的科學(xué)家比勒，用鎳鈦合金絲做試驗(yàn)。這些合金絲彎彎曲曲，為了使用方便，他把這些合金絲弄直了。但是，當(dāng)他無意中把合金絲靠近火的時(shí)候，奇跡發(fā)生了：已經(jīng)弄直的合金絲居然完全恢復(fù)了它們?cè)瓉韽潖澢男螤睢?形狀記憶合金的特點(diǎn),形狀記憶合金材料是一種新型的功能材料，其特點(diǎn)是在一定的外力作用下可以改變其形態(tài)(形狀和體積)，但當(dāng)溫度升高到某一定值時(shí)，它又可完全恢復(fù)原來的形態(tài)。,全程Ti-Ni記憶合金花,金屬材料,包括純金屬和合金,金屬材料使用的歷史,幾種新型合金,鈦合金,儲(chǔ)氫合金,“形狀記憶”合金,,青銅器時(shí)代：青銅,鐵器時(shí)代：生鐵和鋼,近現(xiàn)代:鋁,,金屬材料在人類社會(huì)發(fā)展中起著重要的作用，但是人們需要防止金屬材料的腐蝕，延長(zhǎng)金屬材料的使用壽命。請(qǐng)你結(jié)合已學(xué)過的知識(shí)和已有的生活經(jīng)驗(yàn)，談一談在使用金屬材料時(shí)應(yīng)注意哪些問題？,問題◆思考,交流與討論,我們發(fā)現(xiàn)在金屬利用的過程中,首先利用青銅,然后開始使用鐵及鋼制品,到近現(xiàn)代才開始利用鋁制品.請(qǐng)你思考一下,這樣一個(gè)順序與那些因素有關(guān)?,金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱,冶煉金屬的難易程度,無機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、大理石、玻璃等,古代的陶瓷,新型陶瓷材料,其他無機(jī)非金屬材料,古代的陶瓷——陶器,新石器時(shí)代馬家窯文化螺旋紋彩陶雙耳甕,新石器時(shí)代半坡文化陶俑壺,新石器時(shí)代彩陶人面紋缽,古代的陶瓷——瓷器,清光緒青花云紋瓶,唐駱駝?shì)d樂俑,北宋白釉刻花梅瓶,某些新型陶瓷能承受高溫、強(qiáng)度高,氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃左右的高溫下，仍具有很高的強(qiáng)度，可用來制造汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等。,某些新型陶瓷具有生物特性,據(jù)新華社墨西哥城2004年1月20日電墨西哥科學(xué)院日前發(fā)表的一份材料說，該國(guó)科研人員經(jīng)過10年的努力，成功開發(fā)出一種可供移植的新型陶瓷骨。研究者強(qiáng)調(diào)說，這種陶瓷骨具有組織相容性和生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。它不會(huì)導(dǎo)致排異反應(yīng)，有利于誘導(dǎo)骨質(zhì)的生長(zhǎng)。這種人工骨富含鈣、鋅，有利于手術(shù)后傷口皮膚更快愈合,某些新型陶瓷具有壓電效應(yīng)：,如安放在打火機(jī)中的壓電陶瓷，一經(jīng)敲打即刻產(chǎn)生一個(gè)電火花，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。醫(yī)用B超發(fā)生器的心臟也是一塊壓電陶瓷，它實(shí)現(xiàn)的卻是一個(gè)逆向轉(zhuǎn)換：將電脈沖轉(zhuǎn)變成機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波。,玻璃,污染變色玻璃美國(guó)加州大氣污染觀測(cè)實(shí)驗(yàn)室研制出一種能探測(cè)污染的污染變色玻璃。這種玻璃受到污染氣體污染時(shí)能改變顏色，例如當(dāng)受到酸性氣體污染時(shí)變成綠色、受到含胺氣體污染時(shí)變成黃灰色等，用它來制作污染檢測(cè)材料和標(biāo)示材料將具有廣泛的用途。,自潔玻璃日本東京大學(xué)發(fā)明了一種二氧化鈦（TiO2）涂層玻璃，能防止污垢和水點(diǎn)聚積于表面，可達(dá)到自動(dòng)清洗和防震的效果，可不費(fèi)氣力清潔玻璃窗。,新型無機(jī)非金屬材料——光導(dǎo)纖維,涂有隱形材料的飛機(jī)---F117,,,有機(jī)高分子材料,,天然材料,合成材料,,天然橡膠,天然纖維：棉花、羊毛,,塑料,合成纖維,合成橡膠,有機(jī)高分子材料（以石油為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：服裝袋、農(nóng)用薄膜、雨衣等,合成纖維：尼龍、腈綸、滌綸等,合成橡膠：輪胎,優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、密度??；缺點(diǎn)：不耐高溫,纖維,,天然纖維：毛、絲、麻、棉,,化學(xué)纖維,合成纖維：尼龍、腈綸、滌綸等,人造纖維：人造棉、人造絲等,（蛋白質(zhì)）,天然橡膠：,森林中有一種高大的喬木，叫作“三葉樹”。如果用小刀在它的樹皮上割開一個(gè)小口子，便會(huì)有牛奶似的樹汁流淌出來。這種樹汁，就是今天人們所熟悉的橡膠的最初來源。在印第安人的土語中，“橡膠”就是“樹木的眼淚”的意思。,,,棉花和羊毛的纖維都是天然纖維,藏羚羊,纖維皇后——絨之王,羊絨是一根根細(xì)而彎曲的纖維，其中含有很多的空氣，并形成空氣層，可以防御外來冷空氣的侵襲，保留體溫不會(huì)減低。一只絨山羊每年產(chǎn)絨僅150-200克。羊絨纖維比羊毛細(xì)很多，外層鱗片也比羊毛細(xì)密、光滑，重量輕、柔軟、韌性好,由于天然有機(jī)高分子材料的有限，人們以石油、煤、天然氣、等物質(zhì)作原料，經(jīng)化學(xué)合成和加工制得的化學(xué)高分子材料，主要有塑料、合成橡膠、合成纖維。,有機(jī)合成材料,（１）塑料：塑料的品種很多，用途也各不相同。常見的塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有機(jī)玻璃（PMMA）和電木塑料。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區(qū)別方法嗎？,提示你：聚氯乙烯含有C、H、Cl三種元素而聚乙烯只含有C、H兩種元素。,實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃聚乙烯及聚氯乙烯,組成元素為C、H，生成物為CO2、H2O，故聚乙烯無毒，可用于包裝食品。,組成元素為C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，還有HCl或其他含氯物質(zhì)。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包裝食品。,邊燃燒邊熔化，無刺激性氣味，無黑煙,不易點(diǎn)燃，燃燒時(shí)有刺激性氣味，并有大量黑煙,（3）塑料的應(yīng)用帶來的負(fù)面影響——“白色污染”,,,如何在生活中減少“白色污染”的產(chǎn)生？,怎樣減少白色污染？,,1、盡可能的減少使用塑料制品2、回收廢舊塑料3、研制和推廣可降解塑料4、制造和使用回收塑料,回收廢舊塑料的好處：,1、減少?gòu)U棄塑料的數(shù)量，減少白色污染2、節(jié)約石油資源,利用回收的廢塑料使之資源化——垃圾是放錯(cuò)了位置的資源,1、直接作為材料2、制燃料油3、制燃料氣4、用化學(xué)方法加工制防水材料,（2）合成橡膠,人們常用的合成橡膠有丁苯橡膠，順丁橡膠和氯丁橡膠等。合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通及日常生活中。,可耐兩千度高溫的透明橡膠,（3）合成纖維,合成纖維的強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕，但它的吸水性和透氣性較差。因此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來既舒適美觀。,活動(dòng)◆探究,天然纖維和人造纖維的區(qū)別？,幾種纖維的性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn),復(fù)合材料,1．定義：是將兩種或者兩種以上的材料復(fù)合成一體而形成的材料，具有更優(yōu)異的綜合性能。2．主要幾種復(fù)合材料（1）鋼筋混凝土：鋼筋（金屬材料）和混凝土（無機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；（2）機(jī)動(dòng)車輪胎：合金鋼（金屬材料）和合成橡膠（合成材料）的復(fù)合材料；（3）玻璃鋼：塑料（合成纖維）和玻璃纖維（無機(jī)非金屬材料）的復(fù)合材料；（4）碳纖維,機(jī)動(dòng)車輪胎,玻璃鋼,9．2008年北京奧運(yùn)會(huì)的舉辦理念是“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”。(1)下列符合綠色奧運(yùn)理念的是。①奧運(yùn)場(chǎng)館周圍采用太陽能路燈照明；②在奧運(yùn)場(chǎng)地使用電動(dòng)汽車和新型清潔燃料汽車；③場(chǎng)館附近的綠化采用微灌或滴灌智能控制技術(shù)；④將奧運(yùn)村的生活垃圾全部集中深埋(2)北京奧運(yùn)游泳中心“水立方”的外墻體采用新型塑料膜材料ETFE[它是乙烯一四氟乙烯的共聚物，化學(xué)式為(C2H2F2)n]，這種材料美觀、耐用，可以使用15至20年。以下關(guān)于ETFE的說法中正確的是。①屬于有機(jī)物；②屬于有機(jī)合成材料；③易溶于水，能與空氣中的氧氣反應(yīng)；④化學(xué)性質(zhì)在自然條件下穩(wěn)定,(4)5月8日，北京奧運(yùn)會(huì)“祥云”特制火炬克服低溫、低壓、空氣稀薄、大風(fēng)等不利條件，在珠峰之巔燃燒，舉世為之驚嘆。普通火炬在珠峰惡劣氣候條件下容易熄滅的原因：___________________(答兩條即可)。,(3)奧運(yùn)“祥云”火炬的主材選用鋁合金，燃料是丙烷(C3H8)，火炬手持的部分使用橡膠皮革漆，手感舒適，仿佛與另一只手緊緊相握。請(qǐng)回答：燃料丙烷完全燃燒生成，不污染環(huán)境；鋁合金材質(zhì)主要優(yōu)點(diǎn)是、_________(答兩條即可)；橡膠皮革漆中的橡膠屬___材料。,（空氣稀薄，氧氣不充足易熄滅；大風(fēng)易吹散熱量，使燃料溫度降到著火點(diǎn)以下而熄滅）,質(zhì)輕、抗腐蝕(或強(qiáng)度較大、硬度較大等)；有機(jī)高分子,