材料家族中的元素-课件
2.航空、航天领域中的复合材料 (1)飞机、火箭、导弹等用的复合材料,大多是以 纤维为增强体、金属为基 体的复合材料。优点:耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易
老化等。 (2)航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成
的。
以金属材料为基体,碳纤维为增强体形成的复合材料具有什么性质?
(3)某种复合材料具有耐高温,强度高,导电性好,导热性好的特点,估计 该复合材料的基体和增强体材料可能分别是________。
A.金属;C B.陶瓷;SiO2 C.合成树脂;SiO2、Al2O3、MgO D.合成树脂;C
【解析】 (1)玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要原料是纯碱、 石灰石和石英。生产玻璃时,把原料粉碎后按一定比例混合后,放入玻璃熔炉 中加强热,石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳,纯碱与石英反应生成硅 酸钠和二氧化碳,但原料中石英是过量的,所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅 酸钠、二氧化硅。(2)由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大,但较脆且不易加工, 人们就想办法降低生铁中的碳含量,调节其中的硅、锰等元素,将铁转化为钢, 大大改善了其性能。但是,钢铁很容易锈蚀,于是不锈钢应运而生。因此,铁 的应用经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程。(3)复合材料兼具 有基体和增强体的优点,据此可判断,应该为金属和 C 的复合材料。
复合材料、纤维增强
(2)铝合金、钢铁、不锈钢等
材料包括光导纤维、
陶瓷等
高温结构陶瓷、生物
陶瓷、压电陶瓷等
2.常见复合材料的组成与性能
复合材料 基体材料类型 增强体材料化学组成
预测性能
耐酸碱,化学稳定性好,强度
金属
C
高,密度小,韧性好
强度高,抗冲击,绝缘性好,
陶瓷
SiO2
耐热(温度低于 300 ℃)
【解析】 复合材料不同于混合物,也不同于合金,复合材料是将两种或 两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的,并不是简单的混合。复合材料 中两部分的作用是不同的,基体起黏结作用,增强体起骨架作用。
【答案】 D
2.某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计
这种材料具有的性质或用途是( )
学
知 识
业
第 3 节 复合材料
分
点
层
一
测
评
1.了解复合材料的形成和组成成分。重点 2.能列举几种常见的复合材料及其在生产、生活中的重要应用。
复合材料
[基础·初探] 教材整理 1 复合材料 1.概念:将两种或两种以上 性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。 2.组成: 复合材料增基强体:体起:黏起骨结架作作用用 3.优点: 复合材料既保持了原有材料的特点,又使各组分之间协同作用,形成了优于 原材料的特性。
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12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/32021/3/32021/3/3Wednesday, March 03, 2021
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14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月3日星期 三2021/3/32021/3/32021/3/3
合成树脂
耐高温,强度高,导电性好, SiO2、Al2O3、MgO 导热性好,不易老化
合成树脂
耐 1 600 ℃以上的高温,强度
C
高,密度小
[题组·冲关] 1.下列关于复合材料的说法中正确的是( ) A.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料 B.合金就是复合材料 C.复合材料中的各部分作用相同 D.复合材料是将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的
【答案】 (1)硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅 (2)铁 普通钢 不锈钢等特种 钢 (3)A
【规律总结】 1.复合材料是指将两种或两种以上性质不同的材料经特殊 加工而制成的材料。复合材料的性能并不是进行复合的原材料性能的简单加和, 性能优于原材料。 2.复合材料由基体和增强体构成,基体起黏结作用,增强体起骨架作用。
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/32021/3/3Wednesday, March 03, 2021
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/32021/3/32021/3/3M ar-213- Mar-21
(2)新型无机非金属材料能承 理、化学或机械性能,料的特性。根据原
受高温,高强度;具有电学 在许多方面优于各成 材料的不同会表
特性、光学特性、生功能 分金属,如硬度大、 现出不同的性能
等特性
熔点低等
(1)传统无机非金属
材料主要有玻璃、水
泥、陶瓷等
玻璃钢、碳纤维增强
(1)金、银、铜、钛等
实例 (2)新型无机非金属
材料,由基体和增强
的
的金属(或金属跟非金属)熔
体组成
合而成
(1)传统无机非金属材料大多 (1)纯金属具有良好的
具有稳定性强、硬度高、熔 可塑性,较好的导电 既保持了原材料
点高、难溶于水,绝缘、耐 性和导热性。抗腐蚀 的特点,又使各组
腐蚀等特点,但质脆,抗冲 性能差
分之间协同作用,
性能 击性差
(2)合金具有良好的物 形成了优于原材
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热 ④不导电、不导热 ⑤可用于飞机
机翼 ⑥可用于导弹的壳体
A.①③⑤⑥
B.②③⑤⑥
C.②③④
D.③④⑤
【解析】 以碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应兼有增强体和 基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大,金属钛熔点高、导电、导热,二者的密 度都较小。因此,该碳纤维增强复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小的 特点,可用于制造飞机和导弹。
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【答案】 A
3.复合材料在我国神舟十号飞船成功返航的过程中发挥了巨大的作用,其 船身上使用的隔热陶瓷瓦是由( )
A.金属与碳复合而成的 B.碳纤维与合成树脂复合而成的 C.纤维与 SiO2 陶瓷、Si3N4 陶瓷等复合而成的 D.陶瓷与 SiO2 复合而成的
【解析】 用于飞船表面的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制 成的。其中纤维多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维,陶瓷为 Al2O3 陶瓷、SiO2 陶瓷、Si3N4 陶瓷、SiC 陶瓷等。
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【答案】 C
4.普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料,它们在性能方面差别很大。 请根据学过的知识,回答下面问题。
(1)普通玻璃的成分是_________________________。 (2)铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用,经历了 ________到________到________的演变过程。
【提示】 耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等 优点。
[核心·突破]
1.常见材料的分类比较
无机非金属材料
金属材料
复合材料
(1)纯金属材料可由金属单
将两种或两种以上
传统无机非金属材 质经过形状改变或表面处
性质不同的材料经
料是以含硅物质为 理而成
形成
特殊加工而制成的
原料高温烧制而成 (2)合金由两种或两种以上
合金属于复合材料吗?为什么?
【提示】 不属于;因为合金虽然也是由两种或两种以上物质组成,但无 基体、增强体之分,合金具有金属特性,不具备复合材料的特点,故合金不属 于复合材料。
教材整理 2 形形色色的复合材料 1.生产、生活中常用的复合材料 (1)玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料。优点: 强度高、密度小,且有较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能。 (2)碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体。优 点:具有韧性好、强度高而质轻的特点。