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新型材料的研制讲义
①金属材料　　　　　　包括 纯金属 与 合金
①无机材料
(
材料
)②无机非金属材料　　　主要包括 陶瓷 、 玻璃 、 水泥 新型陶瓷等
②合成材料　　　　　　主要包括 塑料 、 合成橡胶 、 合成纤维
③复合材料　　　　　　将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料，如钢筋混凝土
金属材料
金属使用的历史过程：
青铜器时代 青铜器是人类社会最先使用的金属材料； 青铜：主要为铜（Cu）、锡（Sn）的合金
铁器时代 以能够冶铁和制造铁器为标志 钢铁的使用代表了中国进入了封建社会
近现代 铝合金、新型合金材料 （储氢合金、记忆合金） 金属铝的冶炼方法：电解熔融的氧化铝　2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑
金属材料的优点：(1)硬度大；(2)强度高；(3)耐高温。 缺点：易被腐蚀。
金属材料的防腐：(1)保持表面洁净与干燥；(2)涂油刷漆；(3)镀上一层耐腐蚀强的金属；(5)改变金属的内部结构，制成合金。
无机非金属材料
无机非金属材料的优点： 耐高温 缺点： 脆性大
陶瓷 　　原料：陶土或瓷土类黏土
陶瓷的使用：
添加氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）的陶瓷，耐高温、高强度，可用于制造发动机零件；
用羟基磷酸钙[Ca5(OH)(PO4)3]为原料生产的陶瓷，具有生物相容性，能制造人工固、关节等；
压电陶瓷，能将压力转变为电能的陶瓷，用于代替打火机中的火石；
玻璃　　　原料：砂子（主要成分SiO2）、石灰石（主要成分CaCO3）和纯碱（Na2CO3）等
玻璃的种类及用途：
钠玻璃，用途最广泛的、最常见的玻璃；
铅玻璃，具有很好的光折射性能，又称光学玻璃；
钾玻璃，质坚，主要用于雕刻玻璃，工艺装饰品；
钢化玻璃，成份与普通玻璃相同，只是工艺不同，使之质坚，主要用于汽车挡风玻璃等。
合成材料（全称：有机合成高分子材料）
优点：强度大、密度小； 缺点：不耐高温
塑料：
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；
点燃聚乙烯及聚氯乙烯，观察现象
实验样品 实 验 现 象 解释与结论
燃烧情况 是否有黑烟 是否有气味
聚乙烯 易燃，不断滴落 没有 无气味 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。
聚氯乙烯 不易燃烧 大量黑烟 产生刺鼻气味 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。
塑料的应用带来的负面影响——“白色污染”（废弃塑料的增加，带来的环境污染）
解决“白色污染”问题：A．尽可能的减少使用塑料制品；B．回收废旧塑料；C．研制和推广可降解塑料
合成橡胶：
向橡胶中添加炭黑，为了增加其耐磨性；
向橡胶中添加硫元素，为了增加其强度，但会减弱其弹性。
合成橡胶与天然橡胶相比，优点为良好的弹性、绝缘性及耐高温性。
合成纤维：
合成原料：主要为石油、煤、石灰石、水、空气等；
几种纤维的性质比较实验：（区别方法：灼烧，闻气味）
性质 纤维种类 灼烧情况 受酸影响（10%稀硫酸溶液浸泡5min） 受碱溶液影响（3%NaOH） 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 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溶解。
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
合成纤维的优点与缺点：
A．优点：强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀性；B．缺点：吸水性和透水性差
复合材料
复合材料集中了组成材料的优点，具有更综合的优异性能
（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

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