高中化学必修143复合材料课件.ppt

1、第3节复合材料探究探究 复合材料复合材料研读教材研读教材自主认知自主认知1.1.复合材料的概念。复合材料的概念。由由_的材料经特殊加工而制成的材料。的材料经特殊加工而制成的材料。2.2.复合材料的组成。复合材料的组成。两种或两种以上性质不同两种或两种以上性质不同黏结黏结骨架骨架3.3.复合材料的特点。复合材料的特点。既保持了既保持了_的特点的特点,又使各组分之间又使各组分之间_,_,形成了优于原形成了优于原材料的特性。材料的特性。原有材料原有材料协同作用协同作用颗粒增强颗粒增强夹层增强夹层增强纤维增强纤维增强4.4.复合材料的类型。复合材料的类型。树脂基树脂基金属基金属基陶瓷基陶瓷基5.5.生

2、产、生活中常见的复合材料生产、生活中常见的复合材料:复合材料复合材料玻璃钢玻璃钢碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料组组成成基体基体_增强体增强体_特性特性密度小密度小,质量轻质量轻,耐水耐水,耐磨耐磨,耐耐腐蚀性强腐蚀性强,良好的电绝缘性和良好的电绝缘性和机械加工性能机械加工性能韧性好、强度高、质量韧性好、强度高、质量轻轻合成树脂合成树脂合成树脂合成树脂玻璃纤维玻璃纤维碳纤维碳纤维6.6.航空、航天领域中的复合材料航空、航天领域中的复合材料:材料材料名称名称碳纤维增强金属基复合材料碳纤维增强金属基复合材料隔热陶瓷瓦隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷纤维增强陶瓷)基体基体_(Al_(Al、MgMg、Ti

3、Ti等等)_(Al(Al2 2O O3 3陶瓷、陶瓷、SiSi3 3N N4 4陶瓷、陶瓷、SiOSiO2 2陶瓷等陶瓷等)增强体增强体_(_(碳纤维等碳纤维等)_(_(碳纤维、碳化硅纤维等碳纤维、碳化硅纤维等)主要主要优点优点耐高温耐高温,强度高强度高,导电、导热导电、导热性好性好,不吸湿不吸湿,不易老化等不易老化等耐高温、有韧性耐高温、有韧性陶瓷陶瓷纤维纤维金属金属纤维纤维合作探究合作探究核心归纳核心归纳1.1.合金和复合材料都是由两种或两种以上的物质经加工而成的合金和复合材料都是由两种或两种以上的物质经加工而成的,从组从组成和性能来看成和性能来看,两者是否属于同一类物质两者是否属于同一类

4、物质?提示提示:不属于同一类物质。复合材料是由两种或两种以上性质不同的不属于同一类物质。复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的材料经特殊加工而成的,兼有两种材料的优点的材料。合金是两种或兼有两种材料的优点的材料。合金是两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的具有金属特性的材料。复合材料两种以上的金属或非金属熔合而成的具有金属特性的材料。复合材料的基本组成是基体和增强体的基本组成是基体和增强体,且两者的性质有明显的差别且两者的性质有明显的差别,合金中无论合金中无论是单一成分还是多种成分是单一成分还是多种成分,性能都具有很大的相似性性能都具有很大的相似性,故两者不属于同故两者不属于

5、同一类物质。一类物质。2.2.复合材料是纯净物吗复合材料是纯净物吗?提示提示:复合材料是混合物复合材料是混合物,没有固定的熔沸点。没有固定的熔沸点。3.3.合金是复合材料吗合金是复合材料吗?提示提示:不是。合金是由两种或两种以上的金属不是。合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属或金属与非金属)熔合熔合而成的具有金属特性的物质而成的具有金属特性的物质,不存在基体和增强体不存在基体和增强体,属于金属材料属于金属材料,而而不是复合材料。不是复合材料。4.4.复合材料的性能是增强体和基体的性能的简单加和吗复合材料的性能是增强体和基体的性能的简单加和吗?提示提示:复合材料的性能与组成材料增强体和基

6、体的性能有关复合材料的性能与组成材料增强体和基体的性能有关,它具备两它具备两者的优良性能者的优良性能,但不是二者性能的简单叠加。但不是二者性能的简单叠加。5.5.玻璃钢是玻璃和钢铁组合成的复合材料吗玻璃钢是玻璃和钢铁组合成的复合材料吗?提示提示:不是。它是以玻璃纤维及其制品不是。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等玻璃布、带、毡、纱等)作为作为增强材料增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。以合成树脂作基体材料的一种复合材料。6.6.玻璃钢与钢化玻璃一样吗玻璃钢与钢化玻璃一样吗,成分各是什么成分各是什么?提示提示:不一样。钢化玻璃是将普通玻璃加热不一样。钢化玻璃是将普通玻璃加热,

7、再急剧冷却制成的再急剧冷却制成的,属于属于传统的无机非金属材料。玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料传统的无机非金属材料。玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料,它是以玻璃它是以玻璃纤维及其制品纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料作为增强材料,以合成树脂作以合成树脂作基体材料的一种复合材料。基体材料的一种复合材料。【归纳总结】【归纳总结】1.1.常见材料的优缺点常见材料的优缺点:材料材料实例实例优点优点缺点缺点金属材料金属材料钢铁钢铁韧性好、硬度大韧性好、硬度大易锈蚀易锈蚀无机非金属材料无机非金属材料玻璃玻璃透明、绝热、电绝缘透明、绝热、电绝缘易破碎易破碎有机合成材料有机合成材料塑料

8、塑料质轻、塑性好质轻、塑性好易燃、易老化易燃、易老化2.2.玻璃钢和钢化玻璃、有机玻璃的区别玻璃钢和钢化玻璃、有机玻璃的区别:(1)(1)玻璃钢是以合成树脂为基体玻璃钢是以合成树脂为基体,玻璃纤维作增强体的复合材料。玻璃纤维作增强体的复合材料。(2)(2)普通玻璃加强热然后骤冷得到的是钢化玻璃普通玻璃加强热然后骤冷得到的是钢化玻璃,属于无机非金属材料。属于无机非金属材料。(3)(3)有机玻璃的成分是有机高分子材料。有机玻璃的成分是有机高分子材料。3.3.钢铁、玻璃、塑料、玻璃钢的优缺点钢铁、玻璃、塑料、玻璃钢的优缺点:(1)(1)钢铁硬度大钢铁硬度大,韧性较好韧性较好,熔沸点较高熔沸点较高,易

9、成型易成型,但是不耐高温但是不耐高温,易被氧易被氧化。化。(2)(2)玻璃硬度大玻璃硬度大,熔沸点较高熔沸点较高,易成型易成型,耐腐蚀耐腐蚀,但是质脆但是质脆,不耐冲击。不耐冲击。(3)(3)塑料电绝缘性好、质轻塑料电绝缘性好、质轻,防水防水,但是耐油性差但是耐油性差,易老化。易老化。(4)(4)玻璃钢强度高、密度小玻璃钢强度高、密度小,耐水、耐磨、耐撞击耐水、耐磨、耐撞击,具有良好的电绝缘具有良好的电绝缘性和机械加工性能。性和机械加工性能。【拓展延伸】【拓展延伸】几种复合材料的性能几种复合材料的性能基体材料的基体材料的类型类型增强体材料的化增强体材料的化学组成学组成主要性能主要性能金属金属C

10、 C耐高温、强度高、导电性好、导热耐高温、强度高、导电性好、导热性好性好陶瓷陶瓷SiOSiO2 2耐耐1 6001 600以上的高温以上的高温,强度高、密强度高、密度小度小合成树脂合成树脂SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、MgOMgO强度高、耐冲击、绝缘性好、耐热强度高、耐冲击、绝缘性好、耐热温度低于温度低于300300合成树脂合成树脂C C耐酸碱、化学稳定性好耐酸碱、化学稳定性好,强度高、密强度高、密度小、韧性好度小、韧性好过关小练过关小练即时应用即时应用1.(20151.(2015榆林高一检测榆林高一检测)下列关于复合材料的说法正确的是下列关于复合材料的说法正确的是()A.A

11、.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料将不同性质的材料经简单混合便成复合材料B.B.合金就是复合材料合金就是复合材料C.C.复合材料中的各部分作用相同复合材料中的各部分作用相同D.D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的【解题指南】【解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点:(1)(1)复合材料是经特殊加工而成的复合材料是经特殊加工而成的;(2)(2)合金是由多种金属合金是由多种金属(或金属与非金属或金属与非金属)熔合而成的熔合而成的,与复合材料不同。与复合材料不同。【解析】【解析】选选D D。复合

12、材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的加工而制成的,并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的,基体起黏结作用基体起黏结作用,增强体起骨架作用。增强体起骨架作用。2.2.对下列材料的特征及用途的说法不正确的是对下列材料的特征及用途的说法不正确的是()A.A.玻璃纤维柔软如丝玻璃纤维柔软如丝,可像棉纱一样纺织可像棉纱一样纺织,但拉伸强度低但拉伸强度低B.B.光导纤维传导光的能力很强光导纤维传导光的能力很强,是非常好的通讯材料是非常好的通讯材料C.C.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热氮化硅陶

13、瓷耐高温且不易传热,可用于制造柴油机可用于制造柴油机D.D.玻璃钢强度高玻璃钢强度高,密度小密度小,耐腐蚀耐腐蚀,可用于制作废水处理系统的管道可用于制作废水处理系统的管道【解析】【解析】选选A A。玻璃纤维虽然极细如丝。玻璃纤维虽然极细如丝,但其拉伸强度大但其拉伸强度大,其拉伸强度其拉伸强度接近于钢接近于钢,所以所以A A项错误。项错误。3.3.随着社会的发展随着社会的发展,复合材料已成为一种新型的有发展前途的材料。复合材料已成为一种新型的有发展前途的材料。目前复合材料最主要的应用领域是目前复合材料最主要的应用领域是()A.A.建筑装饰业建筑装饰业B.B.人类的人工器官人类的人工器官C.C.航

14、空航天领域航空航天领域D.D.新型药物新型药物【解析】【解析】选选C C。应用复合材料最广泛的领域是航空航天领域。应用复合材料最广泛的领域是航空航天领域。【补偿训练】【补偿训练】1.1.复合材料的优点是复合材料的优点是()强度高质量轻耐高温耐腐蚀强度高质量轻耐高温耐腐蚀A.A.仅仅B.B.仅仅C.C.除外除外D.D.【解析】【解析】选选D D。复合材料既能保持原来材料的长处。复合材料既能保持原来材料的长处,又能弥补它们的不又能弥补它们的不足足,具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。2.2.某复合材料是以碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计某

15、复合材料是以碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料这种材料()耐高温耐高温不耐热不耐热导电、导热导电、导热不导电、不导热不导电、不导热可用于飞机机翼可用于飞机机翼可用于导弹的壳体可用于导弹的壳体A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选A A。碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增。碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大,金属钛熔点高、金属钛熔点高、导电、导热导电、导热,二者的密度都较小。因此该碳纤维增强体金属基复合材二者的密度都较小。因此该碳纤维增强体金属基复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小的特点料具有耐高温、导电、导热、密度小的特点,可用于制造飞机和导弹。可用于制造飞机和导弹。