专题4 材料加工与性能优化
发蓝钢带
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阳极氧化概述
• 铝阳极氧化技术是用铝金属制件作阳极,在电解作 用下铝金属制件表面形成氧化物薄膜的过程。
• 初期应用
• 表面改性——耐磨性、耐蚀性、电气绝缘性,表面色泽 美观。
• 近期应用
• 精密分离膜：耐热、可调孔径、规整 • AAO模板：制作纳米功能材料
A、金属固溶体：这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形 成的复合体，是固态溶体。固溶体只有一种晶格类型。像黄铜 （67%Cu，33%Zn）、银与金的合金都是金属固溶体。 B、金属互化物：金属与金属之间生成的化合物。其组成有的 是固定不变的，如铜化锌（ZnCu）、碳化铁（Fe3C）等；有 的是可变的，如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多 种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。 C、机械混合物：其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而 成，每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同，机械混 合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属这一类合金。
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4、封孔处理
• 提高铝件质量和染着色牢 固。
• 经过封闭处理后表面变的 均匀无孔，形成致密的氧 化膜。
• 经封闭后的氧化膜不再具 有吸附性，可避免吸附有 害物质而被污染或早期腐 蚀。
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总结
表面 改性
功能 材料
缺陷 斑点
微孔结构 生长机理
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瞧瞧这是什么?
（2）玻璃 制取玻璃的原料 制取玻璃的反应 几种特殊的玻璃
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（3）陶瓷 ①制造陶瓷的主要原料：粘土。 ②制造陶瓷的一般过程：混合、成型、干燥、烧结、 冷却、成为陶器。 ③陶瓷的种类（根据原料、烧制温度划分）：土器、 陶瓷、瓷器、炻器等。
特种陶瓷一般分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类， 结构陶瓷是指用于各种结构部件，以发挥其机械、热、 化学和生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些 可利用电、磁、声、光、热、弹等性质或其耦合效应 以实现某种使用功能的先进陶瓷，也可以叫做特种功 能陶瓷。
得到的铁粉表面积很大，在室温下遇到空气会发生激烈 的氧化还原反应，放出大量的热而燃烧起来，反应式 是 4Fe+3O2=2Fe2O3
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（1）为了防止加热时铁粉跟空气接触而发 生反应，试管口要配一个单孔塞子，孔里插 一段细玻管，用来阻止外面的空气进入反应 管。
（2）用煤气灯（也可以用酒精灯）较彻底地 预热准备好的试管，然后加热试管尾部，使草 酸亚铁慢慢地分解。实验时管口如果出现冷凝 水珠，可再次在试管前端加热，尽量赶去水分。
精细陶瓷的应用：P76
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二、提高材料的纯度
超纯硅的制取反应原理： 粗硅的制取反应： 粗硅提纯反应： 高纯硅的获得反应： 高纯硅的用途
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三、研制纳米材料
纳米材料使得比表面积大大增大，导致表面原子个 数大大增加，表面效应所带来的作用不可忽略。
铁粉自燃实验
FeC2O4•2H2O=CO↑+CO2↑+2H2O+FeO 3FeO=Fe2O3+Fe 4FeO=Fe3O4+Fe
2、什么是贮氢合金？以及它是如何用来贮存 氢气的？
3、什么是硅酸盐材料？
4、特种陶瓷和传统陶瓷相比有哪些优点？
5、高纯硅是如何被生产出来的？
6、什么是纳米材料？
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第二单元 材料组成的优化
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一、改变材料的组成
1、什么是合金？合金可以分为几种类型？合金与 纯金属比起来有什么特点？
铜 片
待 镀 件
电镀液
电镀铜原理
(1)原理:应用电解 原理在某些金属 表面镀上一层其 他金属或合金的 过程.
(2)阴极:待镀件 阳极:镀层金属
(3)电镀液: 含有镀层金属的 离子
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第一单元 材料的加工处理
金属的表面处理
1、设计一套实验方案：将自己的钥匙镀银。
2、电镀时为什么要使用氰化物？国家又为什么推广无氰 电镀？
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2、什么样的金属之间不易形成合金。
一种金属的熔点高于另一种金属的沸点不能形成合 金。
3、什么是贮氢合金？贮氢反应 有什么特点，怎么 利用平衡移动来解释贮氢的原理。
2/xM＋H2↔ 2/xMHx △H＜0
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3、硅酸盐材料和特种陶瓷 （1）水泥 水泥的制取原料： 普通水泥的主要成分是
• 阳极：铝或铝合金制品 阴极：在电解溶液中化学稳定 性高的材料
• 铝阳极氧化的原理实质上就是水 电解的原理。 • 在阴极上
• 在阳极上
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二、铝的阳极氧化过程
• 装饰材料的制备过程：
表面 处理
12. 中国阳极氧化与染色网
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1、表面处理
• 铝材及制品的表面上都会不同程度地存在着污垢 和缺陷。
• 处理过程包括：
• 脱脂 ：除去表面油污赃物 • 碱蚀 ：进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表
面的自然氧化膜及轻微的划擦伤 • 中和:用酸清洗,除去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本
金属表面
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2、阳极氧化处理
• 以铝及其合金作为阳极， 选择合适的电解液、阳 极化温度、电流密度和 氧化时间进行阳极氧化， 从而得到所需的氧化铝 膜
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应用பைடு நூலகம்
建筑装饰材 料
耐磨耐腐蚀 材料
电绝缘材料
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第一单元 材料的加工处理 金属的表面处理
由教材P67活动与探究回答下列问题 1、铝及其合金进行阳极氧化的目的是什么？ 2、实验中的NaOH起什么作用？ 3、茜素的作用是什么？
PPT学茜习交素流 ：一种有机颜料
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一、铝阳极氧化的一般原理
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腐蚀加工技术
1、“毛玻璃”是怎样制成的？
2、请思考：如何实现在玻璃上刻上自己的名字。
3、P70电路板的制作中，氯化铁起什么作用？反 应原理是什么?
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刻蚀玻璃
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第二单元 材料组成的优化
1、你知道哪些合金，合金与纯金属比起来有 什么特点？
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3、染色处理
• 一般阳极氧化膜的孔隙直 径为0.01-0.03μm，而染料在 水中分离成单分子，直径 为 0.0015-0.0030μm ， 着 色 时 染料被吸附在孔隙表面上 并向孔内扩散、堆积
• 染料与氧化铝进行离子键、 氢键结合而使膜层着色， 经封孔处理，染料被固定 在孔隙内。