精修版魯科版化學必修1 第四章 材料家族中的元素 第3節(jié) 復合材料

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1、精品資料第第 3 3 節(jié)節(jié)復合材料復合材料1 1了解復合材料的概念。了解復合材料的概念。2 2了解復合材料的基本組成、優(yōu)點。了解復合材料的基本組成、優(yōu)點。3 3認識常見的復合材料及其用途。認識常見的復合材料及其用途。知知識識清清單單一、認識復合材料一、認識復合材料1 1概念。概念。將將兩種或兩種以上性質(zhì)不同兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)的材料經(jīng)特殊加工特殊加工而制成的材料。而制成的材料。2 2組成。組成。復合材料復合材料基體：起基體：起黏結(jié)黏結(jié)作用作用增強體增強體：起：起骨架骨架作用作用3 3優(yōu)點。優(yōu)點。既保持了既保持了原有材料原有材料的特點的特點，又使各組分之間又使各組分之間協(xié)同作用協(xié)同作用

2、，形成了形成了優(yōu)于優(yōu)于原材料的特性。原材料的特性。4 4分類。分類。二、形形色色的復合材料二、形形色色的復合材料1 1生產(chǎn)、生活中生產(chǎn)、生活中常用的復合材料。常用的復合材料。( (1)1)玻璃鋼。玻璃鋼。組成組成基體：基體：合成樹脂合成樹脂增強體：增強體：玻璃纖維玻璃纖維性能：具有強度高、密度小、韌性好、耐腐蝕、性能：具有強度高、密度小、韌性好、耐腐蝕、耐磨、耐撞、絕緣、產(chǎn)品美觀、制造方便耐磨、耐撞、絕緣、產(chǎn)品美觀、制造方便等優(yōu)良特性等優(yōu)良特性應(yīng)用：可廣泛用于制作小型娛樂設(shè)施、管道、應(yīng)用：可廣泛用于制作小型娛樂設(shè)施、管道、化工設(shè)施、小型建筑等化工設(shè)施、小型建筑等玻璃鋼與鋼化玻璃一樣嗎玻璃鋼與鋼

3、化玻璃一樣嗎，成分各是什么？成分各是什么？答案：不一樣。鋼化玻璃是將普通玻璃加強熱答案：不一樣。鋼化玻璃是將普通玻璃加強熱，再急劇冷卻制成的再急劇冷卻制成的，屬于傳統(tǒng)的無機非屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料金屬材料。玻璃鋼學名玻璃纖維增強塑料玻璃鋼學名玻璃纖維增強塑料，它是以玻璃纖維及其制品它是以玻璃纖維及其制品( (玻璃布玻璃布、帶帶、氈氈、紗等紗等) )作為增強材料作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。(2)(2)碳纖維復合材料。碳纖維復合材料。組成：組成：基體：基體：合成樹脂合成樹脂增強體：增強體：碳纖維碳纖維性能：韌性性能：韌性好好，強度強度高高

4、，質(zhì)量質(zhì)量輕輕應(yīng)用：紡織機械和化工機械的制造應(yīng)用：紡織機械和化工機械的制造，人體組織中韌帶的制作人體組織中韌帶的制作，制造高爾夫球桿、制造高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等體育用品網(wǎng)球拍等體育用品2 2航空、航天領(lǐng)域中的復合材料。航空、航天領(lǐng)域中的復合材料。(1)(1)機翼、機身、導彈殼體和尾翼中的復合材料。機翼、機身、導彈殼體和尾翼中的復合材料。組成組成基體：基體：金屬金屬增強體：增強體：纖維纖維（碳纖維、硼纖維、（碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維等）碳化硅纖維、氧化鋁纖維等）性能：耐性能：耐高溫高溫、強度、強度高高、導電導熱性導電導熱性好好、不、不吸濕吸濕和不易和不易老化老化，密度密度小小(2)(

5、2)機身隔熱復合材料。機身隔熱復合材料。組成組成基體：基體：陶瓷陶瓷增強體：增強體：碳纖維碳纖維、碳化硅纖維、氧化硅纖維、碳化硅纖維、氧化硅纖維性能：耐性能：耐高溫高溫、韌性、韌性好好活活學學活活用用1 1下列關(guān)于復合材料的說法正確的是下列關(guān)于復合材料的說法正確的是(D)(D)A A合金就是復合材料合金就是復合材料B B復合材料的化學成分可能只有一種也可能含有多種復合材料的化學成分可能只有一種也可能含有多種C C復合材料按基體材料分類可分為樹脂基復合材料復合材料按基體材料分類可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料和纖維增強復合材金屬基復合材料和纖維增強復合材料料D D復合材料是兩種或兩種以上不同

6、性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的復合材料是兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的解析：解析：合金是由兩種或兩種以上的金屬合金是由兩種或兩種以上的金屬( (或金屬與非金屬或金屬與非金屬) )經(jīng)一定方法所合成的具有金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。復合材料是將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料。特性的物質(zhì)。復合材料是將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料。A A、B B錯錯， D D 正確正確。 樹脂基復合材料和金屬基復合材料是按基體材料分類的樹脂基復合材料和金屬基復合材料是按基體材料分類的， 而纖維增強復合材料而纖維增強復合材料 是是按增強體形狀分類的按

7、增強體形狀分類的，分類標準不統(tǒng)一分類標準不統(tǒng)一，C C 項錯。項錯。2 2下列哪些產(chǎn)品或材料屬于復合材料下列哪些產(chǎn)品或材料屬于復合材料(D)(D)生物陶瓷生物陶瓷采用碳纖維增強復合材料制作的釣魚竿采用碳纖維增強復合材料制作的釣魚竿航天飛機隔熱陶瓷航天飛機隔熱陶瓷瓦瓦飛機機身飛機機身A AB BC CD D解析：復合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料解析：復合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料，生物陶生物陶瓷屬于新型無機非金屬材料。瓷屬于新型無機非金屬材料。3 3下列材料下列材料，可能是用玻璃鋼制作的是可能是用玻璃鋼制作的是(D)(D)棉紗棉紗玻璃

8、玻璃鋼材鋼材滑梯滑梯游樂車游樂車餐桌椅餐桌椅A AB BC CD D解析解析：棉紗主要成分為纖維素棉紗主要成分為纖維素，故排除故排除 A A、B B 選項選項，鋼材是鐵制品鋼材是鐵制品，與玻璃鋼無關(guān)與玻璃鋼無關(guān)，排排除除C C，應(yīng)選應(yīng)選 D D水水平平測測試試1 1生活中的下列物品生活中的下列物品，用有機合成材料制作的是用有機合成材料制作的是(A)(A)2 2復合材料制成的防彈頭盔能抵御多種手槍子彈的射擊復合材料制成的防彈頭盔能抵御多種手槍子彈的射擊，最大限度地保護使用人員的安最大限度地保護使用人員的安全全，這利用了復合材料的這利用了復合材料的(A)(A)A A高強質(zhì)輕高強質(zhì)輕B B耐熱抗高溫

9、耐熱抗高溫C C耐腐蝕穩(wěn)定性好耐腐蝕穩(wěn)定性好D D導電導熱性好導電導熱性好解析：防彈頭盔要能承受高強度撞擊解析：防彈頭盔要能承受高強度撞擊，而且質(zhì)量較輕。而且質(zhì)量較輕。3 3當航天飛機返回地球進入大氣層時當航天飛機返回地球進入大氣層時，由于空氣的劇烈摩擦由于空氣的劇烈摩擦，航天飛機尖端的溫度可航天飛機尖端的溫度可達達1 1 000000 以上。為了防止較高的溫度將其燒毀以上。為了防止較高的溫度將其燒毀，科學家給航天飛機的相應(yīng)部位設(shè)計安裝了可科學家給航天飛機的相應(yīng)部位設(shè)計安裝了可靠的保護層。制作保護層的材料可能是靠的保護層。制作保護層的材料可能是(D)(D)A A合成塑料合成塑料B B合成纖維合

10、成纖維C C鎂鋁合金鎂鋁合金D D新型陶瓷新型陶瓷4 4某復合材料的基體是某復合材料的基體是 SiSi3 3N N4 4陶瓷陶瓷，增強體是增強體是 SiOSiO2 2纖維纖維，則該復合材料可能具有的性能則該復合材料可能具有的性能是是(D)(D)A A耐酸、堿耐酸、堿，化學穩(wěn)定性好化學穩(wěn)定性好，耐高溫耐高溫，密度小密度小，韌性好韌性好B B強度高強度高，抗沖擊抗沖擊，絕緣性好絕緣性好，不耐高溫不耐高溫C C耐高溫耐高溫，強度高強度高，導電導熱性好導電導熱性好，不易老化不易老化D D耐高溫耐高溫，強度高強度高，密度小密度小解析：復合材料保持原有成分材料的特點解析：復合材料保持原有成分材料的特點，由

11、基體和增強體組成可知其性能。由基體和增強體組成可知其性能。5 5下列說法錯誤的是下列說法錯誤的是(B)(B)A A玻璃鋼是以玻璃纖維作增強體、合成樹脂作基體的復合材料玻璃鋼是以玻璃纖維作增強體、合成樹脂作基體的復合材料B B飛機機身的復合材料大多是以金屬為增強體、纖維為基體的復合材料飛機機身的復合材料大多是以金屬為增強體、纖維為基體的復合材料C C制造網(wǎng)球拍用的復制造網(wǎng)球拍用的復合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維作增強體合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維作增強體D D航天飛機機身使用的隔熱陶瓷是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的航天飛機機身使用的隔熱陶瓷是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的

12、解析：飛機機身的復合材料大多是以纖維為增強體、金屬為基體的復合材料解析：飛機機身的復合材料大多是以纖維為增強體、金屬為基體的復合材料，而而 B B 選項選項將基體與增強體顛倒了。將基體與增強體顛倒了。6 6( (雙選雙選) )我國我國“神舟神舟”5 5 號的成功發(fā)射和回收引起世界矚目。飛船在進入大氣層時號的成功發(fā)射和回收引起世界矚目。飛船在進入大氣層時，表表面溫度最高可達面溫度最高可達 1 1 500500 ，根據(jù)不同部位的工作條件根據(jù)不同部位的工作條件，航天飛機使用了三種防熱材料：航天飛機使用了三種防熱材料：頭頭錐和機翼前緣受氣體摩擦最大錐和機翼前緣受氣體摩擦最大，使用表面涂硅的碳碳復合使用

13、表面涂硅的碳碳復合材料；材料；機身和機翼使用高溫陶機身和機翼使用高溫陶瓷瓦；瓷瓦；貨艙門、尾段機身等采用聚芳酰胺纖維材料制成的氈瓦。下列對新型陶瓷材料的有貨艙門、尾段機身等采用聚芳酰胺纖維材料制成的氈瓦。下列對新型陶瓷材料的有關(guān)敘述不正確的是關(guān)敘述不正確的是(CD)(CD)A A隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的B B氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，可用于制造陶瓷柴油機的受熱面可用于制造陶瓷柴油機的受熱面C C氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料氧化鋁陶瓷屬于新型無機非金屬材料，但是它不是高溫結(jié)構(gòu)材料但是它不是

14、高溫結(jié)構(gòu)材料D D新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，但是強度比較差但是強度比較差7 7把把鋼鐵鋼鐵、CuCu、陶瓷陶瓷、光纖光纖、氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷、金金、水泥水泥、合成合成纖維纖維、玻璃鋼、玻璃鋼、塑料等材料按分類填寫在下列橫線上塑料等材料按分類填寫在下列橫線上( (填寫序號填寫序號) )：( (1)1)黑色金屬材料黑色金屬材料_；(2)(2)有色金屬材料有色金屬材料_；(3)(3)傳統(tǒng)無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料_；(4)(4)新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料_；(5)(5)復合材料復合材料_；(6)(6)有有機合成

15、材料機合成材料_。解析：光纖即光導纖維解析：光纖即光導纖維，其化學成分是其化學成分是 SiOSiO2 2；水泥的成分是硅酸鹽。；水泥的成分是硅酸鹽。答案：答案：(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)8 8玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)(1)玻璃纖維由玻璃拉絲得到玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂普通玻璃是由石英砂、_和石灰石和石灰石( (或長石或長石) )高溫熔高溫熔融而成融而成，主要反應(yīng)的化學方程主要反應(yīng)的化學方程式為式為_。(2)(2)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是玻璃鋼中玻璃纖維的作用是_。 玻璃鋼具有玻璃鋼

16、具有_等優(yōu)異性等優(yōu)異性能能( (寫出兩點即可寫出兩點即可) )。解析解析：(1)(1)利用石灰石利用石灰石、純堿純堿、石英砂生成玻璃的化學方程式為石英砂生成玻璃的化學方程式為 NaNa2 2COCO3 3 SiOSiO2 2= =高溫高溫NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2，CaCOCaCO3 3SiOSiO2 2= =高溫高溫CaSiOCaSiO3 3COCO2 2。(2)(2)玻璃鋼是由玻璃纖維和高分子材料復合而成的復合材料玻璃鋼是由玻璃纖維和高分子材料復合而成的復合材料，其中玻璃纖維是增強體其中玻璃纖維是增強體，合合成材料是基體；它的優(yōu)點有：強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣

17、性能好等。成材料是基體；它的優(yōu)點有：強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等。答案：答案：(1)(1)純堿純堿NaNa2 2COCO3 3SiOSiO2 2= =高溫高溫NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2；CaCOCaCO3 3SiOSiO2 2= =高溫高溫CaSiOCaSiO3 3COCO2 2(2)(2)作為增強體作為增強體強度高、密度小、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等強度高、密度小、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等素素能能提提高高9 9( (雙選雙選) )下列材料的特性及用途敘述正確的是下列材料的特性及用途敘述正確的是(AD)(AD)A A氧化鋁陶瓷耐腐蝕氧化鋁陶瓷耐腐蝕，可

18、可用來制造人造牙齒用來制造人造牙齒B B玻璃鋼具有易碎、密度較大的特點玻璃鋼具有易碎、密度較大的特點C C金屬不能用來制造復合材料金屬不能用來制造復合材料D D人造剛玉硬度高人造剛玉硬度高，用于制造剛玉球磨機用于制造剛玉球磨機解析：選解析：選 A A、D D。氧化鋁陶瓷耐腐蝕。氧化鋁陶瓷耐腐蝕，耐磨損耐磨損，可用來制造人造牙齒；玻璃鋼克服了玻璃可用來制造人造牙齒；玻璃鋼克服了玻璃易碎、密度較大的缺點；金屬可用來作復合材料的基體。易碎、密度較大的缺點；金屬可用來作復合材料的基體。1010人類歷史上的石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作為時代的重要標志。人類歷史上的石器時代、青銅器時代、鐵器

19、時代都是以材料作為時代的重要標志。從從 2020 世紀世紀 5050 年代金屬材料占絕對優(yōu)勢到年代金屬材料占絕對優(yōu)勢到 2121 世紀已經(jīng)形成金屬材料世紀已經(jīng)形成金屬材料、聚合物材料聚合物材料、陶瓷材料陶瓷材料和復合材料四大類工程和復合材料四大類工程材料平分秋色的格局。材料平分秋色的格局。( (1)1)下列有關(guān)材料的敘述正確的是下列有關(guān)材料的敘述正確的是_。A A新型無機非金屬材料具有耐高溫、抗腐蝕、耐沖擊的優(yōu)點新型無機非金屬材料具有耐高溫、抗腐蝕、耐沖擊的優(yōu)點B B合金都是由兩種或多種金屬熔合而成的合金都是由兩種或多種金屬熔合而成的C C復合材料是一種新型的有發(fā)展前途的材料復合材料是一種新型

20、的有發(fā)展前途的材料，目前復合材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是宇宙航目前復合材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是宇宙航空工業(yè)空工業(yè)D D實驗室中的酒精燈、蒸發(fā)皿都是硅酸鹽產(chǎn)品實驗室中的酒精燈、蒸發(fā)皿都是硅酸鹽產(chǎn)品(2)(2)請將以下材料的序號填在其應(yīng)用領(lǐng)域的短線上。請將以下材料的序號填在其應(yīng)用領(lǐng)域的短線上。鋁合金鋁合金( (金屬材料金屬材料) )碳素增強的樹脂基復合材料碳素增強的樹脂基復合材料碳纖維碳纖維增強的金屬基復合材料增強的金屬基復合材料氮化硅陶瓷為基體的碳纖維增強復合材料氮化硅陶瓷為基體的碳纖維增強復合材料航天飛機隔熱瓦航天飛機隔熱瓦_制門窗框制門窗框_制飛機機翼制飛機機翼_制球拍等體育用品及人體韌帶制球拍等體

21、育用品及人體韌帶_(3)(3)在瑞士蘇黎士工作的兩位科學家曾發(fā)現(xiàn)過一種性能良好的金屬氧化物超導體在瑞士蘇黎士工作的兩位科學家曾發(fā)現(xiàn)過一種性能良好的金屬氧化物超導體，使超導使超導工作取得突破性進展工作取得突破性進展，這種超導體材料的化學式為這種超導體材料的化學式為 YBaYBa2 2CuCu3 3O O7 7。已知該化合物中銅以。已知該化合物中銅以2 2、3 3兩種價態(tài)存在兩種價態(tài)存在，已知銅在化合物中的平均化合價已知銅在化合物中的平均化合價 7 73 3，則則 CuCu2 2與與 CuCu3 3的原子個數(shù)比為的原子個數(shù)比為_。解析：解析：(1)(1)選選 A A、C C、D D。因為復合材料普

22、遍具有質(zhì)輕。因為復合材料普遍具有質(zhì)輕，強度大強度大，耐高溫等特點耐高溫等特點，目前目前，宇宇宙航空工業(yè)是應(yīng)用復合材料最主要的領(lǐng)域；合金可由金屬與非金屬熔合而成；酒精燈是玻璃宙航空工業(yè)是應(yīng)用復合材料最主要的領(lǐng)域；合金可由金屬與非金屬熔合而成；酒精燈是玻璃制品制品，蒸發(fā)皿是陶瓷制品。蒸發(fā)皿是陶瓷制品。(2)(2)鋁合金質(zhì)輕鋁合金質(zhì)輕，制門窗框制門窗框；碳素增碳素增強的樹脂基復合材料有柔韌性強的樹脂基復合材料有柔韌性，制球拍等體育用品及制球拍等體育用品及人體韌帶；碳纖維增強的金屬基復合材料耐高溫，強度高，制飛機機翼；氮化硅陶瓷為基體人體韌帶；碳纖維增強的金屬基復合材料耐高溫，強度高，制飛機機翼；氮化硅陶瓷為基體的碳纖維增強復的碳纖維增強復合材料合材料，耐高溫，有韌性，制航天飛機隔熱瓦。，耐高溫，有韌性，制航天飛機隔熱瓦。(3)(3)3 3 7/37/3，且且n n(Cu(Cu2 2) )n n(Cu(Cu3 3) )3 3，解得解得n n(Cu(Cu2 2) )n n(Cu(Cu3 3) )2 21 1。答案：答案：(1)A(1)A、C C、D D(2)(2)(3)2(3)21 1