化學與材料專題二專題二化學與材料我家的廚房材料？自來水管：鍍鋅管水槽、水龍頭：不銹鋼灶臺、櫥窗：玻璃墻壁：瓷磚抽油煙機外殼：塑料櫥門外層：涂料、漆廚房桌臺面：人造大理石金屬材料無機非金屬材料合成材料復合材料原始人居住的山洞

材料的應用和發(fā)展與人類社會文明的進步緊密相聯(lián)！原始社會奴隸社會用木材等材料造的房屋用茅草等材料造的房屋封建社會用磚瓦等材料造的房屋現(xiàn)代社會

材料---------人類文明的基石讓我們詳細了解這些材料吧！！金屬材料無機非金屬材料復合材料高分子材料單晶材料多晶質材料非晶態(tài)材料準晶態(tài)材料高強度材料耐高溫材料超硬材料導電材料壓電材料熱電材料鐵電材料光電材料物理性質化學狀態(tài)物理效應狀態(tài)材料的種類絕緣材料磁性材料透光材料半導體材料電光材料聲光材料磁光材料激光材料建筑材料結構材料研磨材料耐火材料耐酸材料

單組分材料復合材料

用途組成材料的種類

電工材料電子材料光學材料感光材料包裝材料

金屬無機非金屬高分子材料四大材料復合材料化學狀態(tài)純金屬合金金屬間化合物金屬材料是金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。一、新型金屬材料特種金屬材料1.超耐熱合金在高溫下有優(yōu)良的抗腐蝕性在高于700℃的高溫下工作的金屬通稱超耐熱合金，又稱高溫合金。出現(xiàn)于20世紀30年代，其發(fā)展和使用溫度的提高與航空航天技術發(fā)展緊密相關。在高溫下有較高的強度和韌性2.超低溫合金超低溫技術-能夠獲得接近于絕對零度低溫的技術。

在低溫下具備一定的熱穩(wěn)定性能

防止低溫脆性

-添加金屬鎳

-采用面心立方結構的金屬

超低溫對于材料的特殊要求泰坦尼克為何如此“脆弱”？現(xiàn)代研究表明，1912年泰坦尼克號豪華輪船在北大西洋與冰山相撞后迅速沉沒，就是由于那時所用的鋼材中硫、磷含量高，在冰冷的海水中與冰山碰撞發(fā)生脆性斷裂所致。如果當時就有了超低溫材料，泰坦尼克定不會如此輕易就沉沒。3.超塑性合金--被馴服了的金屬“超塑性現(xiàn)象”的發(fā)現(xiàn)1920年，德國人羅森漢在Zn－Al－Cu三元共晶合金的研究中，發(fā)現(xiàn)這種合金經(jīng)冷軋后具有暫時的高塑性。

凡金屬在適當?shù)臏囟认伦兊孟褴浱且粯尤彳洠移鋺兯俣葹槊棵耄保昂撩讜r產(chǎn)生３００％以上的延伸率，均屬超塑性現(xiàn)象。

高變形能力的應用

固相結合能力的利用

減振能力的利用

適合于像熱塑性塑料板的真空成型或氣壓成型那樣的加工方式。晶粒的超細化，在軋制黏合多層材料、包覆材料、復合材料等方面得到應用，也在以箔材或粉粒形式的粘合材料方面開發(fā)了一些新用途。與其他材料復合制成不同形狀、不同尺寸的部件，用于需要減振的地方，也可以作為消音材料和部件使用。超塑性合金的應用4.形狀記憶合金

――“永不忘本”的功能材料

“形狀記憶合金”的由來1932年,瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。鼻祖是金鎘合金。性能

彎曲量大，塑性高

在記憶溫度以上恢復以前形狀

能引起記憶合金形狀改變的條件是溫度!“形狀記憶”合金（1）航空航天工業(yè)

低溫下形狀記憶合金的應用用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線（2）醫(yī)療領域人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內(nèi)支架、栓塞器、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線

鎳鈦記憶合金骨科內(nèi)固定器（3）日常生活中的應用小貼士防燙傷閥眼鏡框架化學合成材料以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料，包括結構陶瓷、水泥與建筑材料、日用陶瓷、玻璃制品、非金屬礦物材料等。

二、無機非金屬材料耐高溫，硬度高，抗腐蝕，耐磨損，以及有介電、壓電、鐵電、光學、導電性、磁性及其功能轉換特性等。大多數(shù)材料抗拉強度低，韌性差等。優(yōu)點缺點三、高分子材料天然高分子材料纖維造紙、皮革鞣制、制漆應用等是天然高分子材料早期的化學加工改性得到的。

橡膠

塑料

膠粘劑

高分子基復合材料

纖維

涂料

1.高分子材料的概念由相對分子質量較高的化合物構成

以高分子化合物為基礎的材料，也稱為聚合物材料。2.傳統(tǒng)高分子材料塑料橡膠纖維用途廣泛1)塑料利用單體原料以合成或縮合反應聚合而成的材料人類歷史上第一種完全由人工合成的塑料是1909年美國化學家貝克蘭制造的酚醛樹脂，又稱為“貝克蘭塑料”。酚醛樹脂聚丙烯、聚氯乙烯等通用塑料工程塑料特種塑料按用途分類熱塑性塑料

熱固性塑料

按受熱時的表現(xiàn)分類

與其它材料相比塑料具有的特性質輕，化學性能穩(wěn)定，耐侵蝕；具光澤，部份透明或半透明；大部份為良好絕緣體；耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；一般成型性、著色性好，加工容易可大量生產(chǎn)，價格便宜；易老化；用途廣泛，效用多，部份耐高溫?！跋鹉z”名稱的來源橡膠一詞來源于印第安語cau-uchu，意為“流淚的樹”。天然橡膠是由三葉橡膠樹割膠時流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。1770年，英國化學家J.普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來擦去鉛筆字跡，當時將這種用途的材料稱為rubber，此詞一直沿用至今。2)橡膠天然橡膠合成橡膠橡膠橡膠制品干膠制品

整個生產(chǎn)過程應包括素煉、混煉、成型和硫化等4個步驟。乳膠制品天然膠乳和合成膠乳都可制造膠乳制品。生活中常用的橡膠制品很多，主要有輪胎、膠帶、膠管、膠鞋和橡膠工業(yè)制品等。橡膠的加工就是由生膠制成干膠制品或由膠乳制得膠乳制品的生產(chǎn)過程。3)纖維聚合物經(jīng)一定的機械加工（牽引、拉伸、定型等）后形成細而柔軟的細絲。彈性模量大，受力時形變小，強度高，有很高的結晶能力，相對分子量小。纖維礦物纖維天然纖維化學纖維人造纖維合成纖維動物纖維（天然蛋白質纖維）植物纖維（天然纖維素纖維）棉麻毛絲人造絲人造棉滌綸錦綸腈綸維綸丙綸氯綸3.新型功能高分子材料

在高分子鏈上接上帶有具有某種功能的官能團使其在物理、化學、生物、醫(yī)學等方面具有特殊功能的高分子材料。是一類既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，又具有特定功能的高分子材料,分為結構型功能高分子材料和復合型功能高分子材料.①結構型功能高分子材料的涵義:是通過〝分子設計〞制得的一類功能高分子材料,即在天然或合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能的官能團，使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學、生物、醫(yī)學等方面的特殊功能的高分子。以高分子作母體(matrix)在其端基或側鏈上導入功能基團。嬰兒用的尿不濕：對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改性，在它們的高分子鏈上接上含強親水性原子團的支鏈，以提高它們的吸水能力.以天然纖維素作母體制備功能高分子②復合型功能高分子材料的涵義:是以普通高分子材料為基體或載體,與特定功能(如導電、導磁)的材料進行復合而制得的一類特殊功能的高分子材料.如宇航員所穿的衣服中用了一百三十多種新型材料.高分子分離膜：這是具有特殊______功能的高分子材料制成的薄膜，它的特點是能讓某些物質________通過，而把另外一些物質分離掉，應用于物質分離。分離有選擇地新型高分子材料—離子膜夜光表中的發(fā)光元件隱形眼鏡:見光發(fā)生化學反應.視頻器的感光鏡頭光固化涂料照相機中的感光元件1888年，奧地利科學家F·Reinitzer發(fā)現(xiàn)了液晶。20世紀70年代初，Helfrich和Schadt利用液晶的電光效應和集成電路相結合，將其制成顯示器件，實現(xiàn)了液晶材料的產(chǎn)業(yè)化。這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示（NT-LCD）材料，其產(chǎn)品主要應用在電子表和計算器上。80年代中期，開發(fā)成功超扭曲向列相液晶顯示（STN-LCD）材料，其產(chǎn)品主要應用在BP機、移動和筆記本電腦上。酯類和聯(lián)苯類液晶化合物是STN-LCD用混晶材料的主要成分，國內(nèi)各科研機構已開發(fā)了近千種，其中已有100種以上應用于混晶配方。碳(carbon)材料碳在自然界中存在有三種同素異形體──金剛石、石墨、C601）金剛石金剛石晶瑩美麗，光彩奪目硬度最大、熔點最高，達3823K。

金剛石俗稱鉆石，除用作裝飾品外，主要用于制造鉆探用的鉆頭和磨削工具，是重要的現(xiàn)代工業(yè)原料，價格十分昂貴。金剛石晶體屬立方晶系，是典型的原子晶體，每個碳原子都以sp3雜化軌道與另外四個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。這是金剛石的面心立方晶胞的結構。由于金剛石晶體中C─C鍵很強，所有價電子都參與了共價鍵的形成，晶體中沒有自由電子，所以金剛石不僅硬度大，熔點高，而且不導電。室溫下，金剛石對所有的化學試劑都顯惰性，但在空氣中加熱到1100K左右時能燃燒成CO2。石墨石墨烏黑柔軟，是世界上最軟的礦石在石墨晶體中，碳原子以sp2雜化軌道和鄰近的三個碳原子形成共價單鍵，構成六角平面的網(wǎng)狀結構，這些網(wǎng)狀結構又連成片層結構。層中每個碳原子均剩余一個未參加sp2雜化的p軌道，其中有一個未成對的p電子，同一層中這種碳原子中的m電子形成一個m中心m電子的大∏鍵(鍵)。這些離域電子可以在整個兒碳原子平面層中活動，所以石墨具有層向的良好導電導熱性質。石墨的層與層之間是以分子間力結合起來的，因此石墨容易沿著與層平行的方向滑動、裂開。石墨質軟具有潤滑性。由于石墨層中有自由的電子存在，石墨的化學性質比金剛石稍顯活潑。由于石墨能導電，有具有化學惰性，耐高溫，易于成型和機械加工，所