高中化學(xué) 第四章 元素與材料世界 第3節(jié) 復(fù)合材料學(xué)案 魯科版必修1.doc

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第3節(jié)　復(fù)合材料 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 　　1.了解金屬材料、非金屬材料的優(yōu)缺點(diǎn)； 2．了解復(fù)合材料的概念，了解復(fù)合材料的形成和組成及不同復(fù)合材料的組成、性能特點(diǎn)； 3．認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的復(fù)合材料以及復(fù)合材料的重要應(yīng)用 　　1.了解復(fù)合材料的概念，了解復(fù)合材料的分類，能對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料、金屬材料、復(fù)合材料進(jìn)行比較； 2．了解復(fù)合材料的組成和性能，了解復(fù)合材料在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際應(yīng)用 一、認(rèn)識(shí)復(fù)合材料 1．概念 將______________________的材料經(jīng)__________而制成的材料。 2．組成 3．優(yōu)點(diǎn) 既保持了________的特點(diǎn)，又使各組分之間________，形成了____原材料的特性。 4．分類 　預(yù)習(xí)交流 將①鋼鐵、②銅、③陶瓷、④光纖、⑤氮化硅陶瓷、⑥金、⑦水泥、⑧合成纖維、⑨鋼筋混凝土、⑩塑料等材料按分類填寫在下列橫線上： （1）黑色金屬材料____________； （2）有色金屬材料____________； （3）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料____________； （4）新型無(wú)機(jī)非金屬材料____________； （5）有機(jī)高分子材料____________； （6）復(fù)合材料____________。 二、形形色色的復(fù)合材料 復(fù)合材料 基體 增強(qiáng)體 主要性質(zhì) 玻璃鋼 強(qiáng)度高，密度小，耐化學(xué)腐蝕，絕緣性和機(jī)械加工性能好 碳纖維增強(qiáng) 復(fù)合材料 韌性好，強(qiáng)度高，質(zhì)輕 航空復(fù) 合材料 ____（用得較多的是__、__、__等） ____（______、______、__________和__________等） 耐高溫，強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好，不吸濕和不易老化 航天復(fù) 合材料 多為_(kāi)_____、__________或__________ 耐高溫，韌性強(qiáng) 　 預(yù)習(xí)交流 1．元素及其化合物的組成和性質(zhì)與復(fù)合材料性能的關(guān)系如何？ 2．合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的，合金屬于復(fù)合材料嗎？ 答案：一、1.兩種或兩種以上性質(zhì)不同　特殊加工 2．基體　黏結(jié)　增強(qiáng)體　骨架 3．原有材料　協(xié)同作用　優(yōu)于 4．樹(shù)脂　金屬　陶瓷　顆?！A層　纖維 預(yù)習(xí)交流：答案：（1）①　（2）②⑥?。?）③⑦?。?）④⑤　（5）⑧⑩?。?）⑨ 解析：冶金工業(yè)上，人們將金屬材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料兩大類。黑色金屬材料包括鐵、錳、鉻以及它們的合金，除黑色金屬以外的其他金屬材料及其合金稱為有色金屬材料。硅酸鹽是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料。新型無(wú)機(jī)非金屬材料包括高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷和壓電陶瓷等。復(fù)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。 二、合成樹(shù)脂　玻璃纖維　合成樹(shù)脂　碳纖維　金屬　鋁　鎂　鈦　纖維　碳纖維　硼纖維　碳化硅纖維　氧化鋁纖維　陶瓷　碳纖維　碳化硅纖維　氧化硅纖維 預(yù)習(xí)交流：1.答案：元素及其化合物的組成和性質(zhì)與復(fù)合材料的性能密切相關(guān)，如以陶瓷為基體的復(fù)合材料就保持了陶瓷耐高溫的性質(zhì)。 2．答案：不是。合金中不存在基體和增強(qiáng)體，性能單一，故合金不是復(fù)合材料。 在預(yù)習(xí)中還有哪些問(wèn)題需要你在聽(tīng)課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！ 我的學(xué)困點(diǎn) 我的學(xué)疑點(diǎn) 一、單一材料的優(yōu)缺點(diǎn) 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 無(wú)機(jī)非金屬材料 普通玻璃 有機(jī)合成材料 塑料 普通玻璃、普通鋼和玻璃鋼是三種不同的材料，它們?cè)谛阅芊矫娌顒e很大。請(qǐng)根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)，完成下面的表格。 普通玻璃 普通鋼 玻璃鋼 主要組成 元素或物質(zhì) 材料類別 性質(zhì)特點(diǎn) 用途 無(wú)機(jī)非金屬材料 金屬材料 復(fù)合材料 性能 （1）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料大多具有穩(wěn)定性強(qiáng)、硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、絕緣、耐腐蝕等特點(diǎn)，但質(zhì)脆，抗沖擊性差 （2）新型無(wú)機(jī)非金屬材料能承受高溫，強(qiáng)度高；具有電學(xué)特性、生物功能等特性 （1）純金屬具有良好的可塑性，較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，抗腐蝕性能差 （2）合金具有良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在許多方面優(yōu)于各成分金屬，如硬度大、熔點(diǎn)低等。改變?cè)系呐浔纫约案淖兩珊辖鸬臈l件等，可以制得具有不同性能的合金 既保持了原材料的特點(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。根據(jù)原材料的不同會(huì)表現(xiàn)不同的性能 實(shí)例 玻璃、水泥、光導(dǎo)纖維、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷等 金、銀、銅、鈦、鋁合金、不銹鋼等 玻璃鋼、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等 二、復(fù)合材料的性能 下面給出的基體材料和增強(qiáng)體材料經(jīng)過(guò)一定的復(fù)合，得到的材料可能具備什么樣的性能。在材料與性能之間建立相應(yīng)的連線。 復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有了很大提高，其主要原因在于（　?。?。 A．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈能承受超高溫的變化 B．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈的質(zhì)量減輕 C．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受超強(qiáng)度的改變 D．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受溫度劇烈變化 答案：活動(dòng)與探究1： 硬度大、機(jī)械性能好 易被腐蝕 性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高 易破碎 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 思考與交流：答案： 普通玻璃 普通鋼 玻璃鋼 主要組成 元素或物質(zhì) Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 Fe、C、Mn、Si等 玻璃纖維和合成樹(shù)脂 材料類別 無(wú)機(jī)非金屬材料 合金 復(fù)合材料 性質(zhì)特點(diǎn) 無(wú)固定熔點(diǎn)、易軟化、易破碎 堅(jiān)硬、有韌性、有彈性 密度小、強(qiáng)度高、耐水、耐磨、耐腐蝕、產(chǎn)品美觀 用途 窗玻璃、玻璃器皿等 機(jī)器零件、刀具、建筑工業(yè)、化工生產(chǎn)、醫(yī)療器械制造 船體、汽車車身、印刷電路板、排水管道 活動(dòng)與探究2：答案： 遷移與應(yīng)用：B　解析：導(dǎo)彈的殼體大多是以纖維為增強(qiáng)體、金屬為基體的復(fù)合材料，之所以可以提高射程是利用了其密度小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。 1．復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是（　?。? ①?gòu)?qiáng)度高?、诿芏刃　、勰透邷亍、苣透g A．僅①④ B．僅②③ C．①②④ D．①②③④ 2．“空對(duì)空”響尾蛇導(dǎo)彈頭部的“紅外眼睛”，能分辨出0.001 ℃的溫差變化，它是由熱敏陶瓷材料和熱釋電陶瓷材料做成的。下列敘述中不正確的是（　　）。 A．“紅外眼睛”對(duì)熱非常敏感 B．“紅外眼睛”的熱目標(biāo)是敵機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或尾部噴口高溫區(qū) C．“紅外眼睛”的電阻值隨溫度明顯變化 D．“紅外眼睛”的工作原理與人眼相同 答案：1．D　解析：復(fù)合材料既能保持原來(lái)材料的長(zhǎng)處，又能彌補(bǔ)它們的不足，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等特性。 2．D 提示：用最精煉的語(yǔ)言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來(lái)并進(jìn)行識(shí)記。 知識(shí)精華 技能要領(lǐng)