第三节复合材料,第三节复合材料,金属材料有哪些物理性质的通性？,提示,有金属光泽、不透明性，导电、导热性，延展性。,合金材料有哪些突出优点？你能从中得到哪些启发？,提示,熔点低，密度介于成分金属间，机械强度高，金属间的组合能够改变原有性能，其他材料间的组合是否也能得到相同效果。,新型无机非金属材料有哪些突出特点？,提示,耐高温不易变质及一些新的特殊功能。,1,2,3,金属材料有哪些物理性质的通性？123,1,了解复合材料的概念。,2,了解复合材料的基本组成、优点。,3,认识常见的复合材料及其用途。,1了解复合材料的概念。,概念,将,_,的材料经,_,而制成的材料。,组成,复合材料,笃学,一,认识复合材料,1.,2,两种或两种以上性质不同,特殊加工,基体：起,_,作用,_,：起,_,作用,增强体,黏结,骨架,优点,既保持了,_,的特点，又使各组分之间,_,，形成了,_,原材料的特性。,3,原有材料,协同作用,优于,概念笃学一认识复合材料1.2两种或两种以上性质不同特殊加,4,分类,4分类,生产、生活中常用的复合材料,(1),玻璃钢,笃学二,形形色色的复合材料,1.,组成,:,基体：,_,增强体：,_,合成树脂,玻璃纤维,性能：具有强度高、密度小、韧性好、耐腐蚀、耐磨、耐,撞、绝缘、产品美观、制造方便等优良特性,应用：可广泛用于制作小型娱乐设施、管道、化工设施、,小型建筑等,生产、生活中常用的复合材料笃学二形形色色的复合材料1.组成,(2),碳纤维复合材料,组成：,基体：,_,增强体：,_,合成树脂,碳纤维,性能：韧性,_,，强度,_,，质量,_,应用：纺织机械和化工机械的制造，人体组织中韧带的制,作，制造高尔夫球杆、网球拍等体育用品,好,高,轻,(2)碳纤维复合材料组成：基体：_合成树脂碳纤,2.,航空、航天领域中的复合材料,(1),机翼、机身、导弹壳体和尾翼中的复合材料,(2),机身隔热复合材料,2.航空、航天领域中的复合材料(1)机翼、机身、导弹壳体和尾,元素及其化合物的组成和性质与复合材料性能的关系如何？,提示,元素及其化合物的组成和性质与复合材料性能密切相关，如以陶瓷为基体的复合材料就保持了陶瓷耐高温的性质。,【,慎思,1,】,复合材料有哪些优点？,提示,复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补单一材料的不足，具有高强度、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能。,【,慎思,2,】,元素及其化合物的组成和性质与复合材料性能的,判断正误,(1),复合材料一定由两种或两种以上的材料制成,(,),(2),复合材料既保持了原材料的优点，又优于原材料,(,),(3),在复合材料中，基体起骨架作用,(,),(4),在复合材料中，增强体起骨架作用,(,),(5),将不同性质的材料经简单混合便成复合材料,(,),(6),合金属于复合材料,(,),(7),复合材料中的两部分作用相同,(,),提示,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),【,慎思,3,】,判断正误【慎思3】,学习心得：,学习心得：,生产、生活中各式各样的材料是组成现代文明的重要物质，很多材料根据组成、结构、性质用途有不同的分类，现将常见的分类情况总结如下：,要点一 复合材料的分类,生产、生活中各式各样的材料是组成现代文明的重要物质，很多材料,化学必修鲁科版4,材,料,材,下列叙述合理的是,(,),。,A,构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的,化学性质完全相同,B,金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体,C,复合材料性能优良，但没有固定的熔、沸点,D,光导纤维非常细，导光能力非常强，能同时传输大量,信息，光导纤维是由硅晶体制成的,【,例,1,】,下列叙述合理的是 ()。【例,解析,不锈钢中掺杂了铬、锰等金属，其化学性质比钢更加稳定，,A,项错误；金属材料具有良好的导电性，是导体，部分非金属材料也具有导电性，如石墨，,B,项错误；复合材料为混合物，没有固定的熔、沸点，,C,项正确；光导纤维在通讯、能量传输、信息处理、遥测遥控等方面有重要的应用，但光导纤维是由,SiO,2,制成的，,D,项错误。,答案,C,解析不锈钢中掺杂了铬、锰等金属，其化学性质比钢更加稳定，A,常见复合材料,材料,名称,基体,增强体,主要性能,主要用途,玻璃钢,合成,树脂,玻璃纤维,强度高，密度小，耐化学腐蚀，绝缘性和机械加工性能好,娱乐设施、运输罐、电话亭、餐桌椅等,碳纤维,增强复,合材料,合成,树脂,碳纤维,韧性好，强度高，质轻,高尔夫球杆、球拍、钓鱼竿、赛车等,常见复合材料材料基体增强体主要性能主要用途玻璃钢合成玻璃纤维,材料,名称,基体,增强体,主要性能,主要用途,航空复,合材料,金属,最广泛的是碳纤维，还有硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等,耐高温，强度高，导电性好，不吸湿和不易老化,飞机、火箭的机翼和机身，导弹的壳体、尾翼,航天复,合材料,陶瓷,多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维,耐高温、韧性强,航天飞机机身,材料基体增强体主要性能主要用途航空复金属最广泛的是碳纤维，还,下列各材料中属于复合材料的是,(,),。,A,不锈钢,B,钢化玻璃,C,光导纤维,D,航天器外层的隔热陶瓷瓦,解析,不锈钢是含镍、铬的合金，钢化玻璃是由普通玻璃经过热处理而形成的，光导纤维的主要成分是,SiO,2,，这些都不是复合材料；隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的，增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维，基体的主要成分有,Al,2,O,3,陶瓷、,SiO,2,陶瓷、,Si,3,N,4,陶瓷等，属于复合材料。,答案,D,【,体验,1,】,下列各材料中属于复合材料的是,我国及美国、日本等国家都已研制出一种陶瓷柴油机，这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的，这种材料是,(,),。,A,氧化铝陶瓷,B,氮化硅陶瓷,C,光导纤维,D,玻璃钢,【,体验,2,】,我国及美国、日本等国家都已研制出一种,解析,氧化铝陶瓷是一种耐高温结构材料，经常用来做高级耐火材料，导热性好。光导纤维是一种玻璃纤维，主要用于通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。玻璃钢是一种复合材料，强度高而密度小，经常用于游乐车、水上游艇、餐桌椅等产品的生产。而氮化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性且耐磨损，耐高温且不易传热，不仅可以提高柴油机质量、节省燃料，而且能提高热效率，可用于制造发动机部件的受热面。,答案,B,解析氧化铝陶瓷是一种耐高温结构材料，经常用来做高级耐火材料,无机非金属材料、金属材料、复合材料是组成不同的三种类型的材料，各自具有其独特的性能。,要点二,|,无机非金属材料、金属材料、复合材料,的比较,无机非金属材料,金属材料,复合材料,形成,传统无机非金属材料是以含硅物质为原料高温烧制而成的,纯金属材料可由金属单质经过形状改变或表面处理而成；,合金由两种或两种以上的金属,(,或金属和非金属,),熔合而成,将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料，由基体和增强体组成,无机非金属材料、金属材料、复合材料是组成不同的三种类型的材料,无机非金属材料,金属材料,复合材料,性能,传统无机非金属材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘性好、耐腐蚀等特点，但质脆、抗冲击性差；,新型无机非金属材料能承受高温，强度高，具有电学特性、光学特性、生物功能等特性,纯金属具有良好的可塑性、较好的导电性和导热性，抗腐蚀性能差；,合金具有良好的物理、化学或机械性能，在许多方面优于各成分金属，如硬度大、熔点低等，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金,既保持了原材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。根据原材料的不同会表现不同的性能,无机非金属材料金属材料复合材料性能传统无机非金属材料大多具,无机非金属材料,金属材料,复合材料,实例,传统无机非金属材料主要有玻璃、水泥、陶瓷等；,新型无机非金属材料包括光导纤维、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等,金、银、铜、钛等；,铝合金、钢铁、不锈钢等,玻璃钢、碳纤维增强复合材料、纤维增强陶瓷等,无机非金属材料金属材料复合材料实例传统无机非金属材料主要有,下列关于材料的叙述中，不正确的是,(,),。,A,传统的无机物材料虽有不少优点，但质脆、抗冲击性差,B,有机合成材料耐腐蚀、耐高温、抗老化，广泛应用于社会,生活的各方面,C,钢的硬度大、强度大，但耐腐蚀性差,D,纤维增强陶瓷是一类新型的有发展前景的材料，目前最,主要的应用领域是航空、航天工业,【,例,2,】,下列关于材料的叙述中，不正确的是,解析,传统无机物材料质脆、抗冲击性差，,A,项正确；有机合成材料耐腐蚀、不耐高温、易老化，故,B,项错误；钢是常见金属材料，硬度大、强度大、易被腐蚀，,C,项正确；以陶瓷做基体、纤维做增强体的复合材料质轻、耐高温、耐腐蚀、强度高，广泛应用于航空、航天工业，,D,项正确。,答案,B,解析传统无机物材料质脆、抗冲击性差，A项正确；有机合成材料,单一材料的优缺点,材料,实,例,优点,缺点,金属,材料,钢铁,钢铁硬度大，强度较高，耐热性较强；钢的韧性较好,钢铁耐腐蚀性差；生铁较脆，机械加工性能差,无机非金属材料,普通,玻璃,硬度大，透明性好，表面光滑，耐腐蚀性强，耐热性强,很脆，机械加工性能差,有机合,成材料,塑料,韧性强，可塑性好，耐腐蚀性强,易燃烧，耐热性差、易老化,单一材料的优缺点材料实 例优点缺点金属钢铁钢铁硬度大，,某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料具有的性质或用途是,(,),。,耐高温,不耐热,导电、导热,不导电、不导热,可用于飞机机翼,可用于导弹的壳体,A,B,C,D,解析,以碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应兼有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此，该碳纤维增强复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小的特点，可用于制造飞机机翼和导弹壳体。,答案,A,【,体验,3,】,某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金,普通玻璃、普通钢和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大，请完成下表：,【,体验,4,】,普通玻璃,普通钢,玻璃钢,组成元素,或物质,材料类别,用途,普通玻璃、普通钢和玻璃钢是三种不同的材,答案,普通玻璃,普通钢,玻璃钢,组成元素,或物质,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,等,Fe,、,C,玻璃纤维,合成树脂,材料类别,传统无机,非金属材料,金属材料,复合材料,用途,做建筑材料，,制化学仪器,做建筑材料，,制钢轨、钢丝等,制游乐车、运输罐、餐桌椅等,答案普通玻璃普通钢玻璃钢组成元素Na2SiO3、Fe、C玻,问题提出,氮化铝,(AlN),是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域。某氮化铝样品中可能含有碳杂质。如何检验杂质成分及测定氮化铝的质量分数？,猜想,使氮化铝样品和,NaOH,溶液反应,AlN,NaOH,3H,2,O=NaAl(OH),4,NH,3,，根据反应中所生成氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数，并根据实验现象来确定杂质成分。,实验探究二十一,新型无机非金属材料氮化铝,质量分数测定,【,探究过程,】,问题提出 氮化铝(AlN)是一种新型无机材料，广泛应用于,实验探究,如下图所示装置，实验有关操作为：,检验装置的气密性；,往圆底烧瓶中放入,AlN,样品,w,g,，并向广口瓶中加入水和植物油；,用分液漏斗往圆底烧瓶中加入一定体积的过量的浓,NaOH,溶液；,读取收集到的水的体积。,实验探究如下图所示装置，实验有关操作为：检验装置的气密,结论,(1),若收集到水的体积为,a,L(,转化为标准状况,),，则,AlN,的质量分数为,_,。,(2),实验结束，若烧瓶中还有固体，则样品中含有的杂质为碳。,结论(1)若收集到水的体积为a L(转化为标准状况)，,