初中化学9.2新型材料的研制课件

二. 无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷

氮化硅的陶瓷制品
法国制造出导电性能极强的金刚石半导体 法国国家科研中心固体物理和结晶实验室的科学家， 最近研制出一种比普通金刚石半导体导电性能高出近 1万倍的新型金刚石半导体，为电子元器件的开发提 供了新材料。 金刚石由碳原子构成，一般不导电，纯净的金刚石其 实是良好的绝缘体。但是，如果在金刚石中掺入少量 的硼或者氮，它就会变成半导体。由于金刚石半导体 体积小、耐高温，因此它在电子或光电子元器件制造 方面具有得天独厚的优势。 用金刚石半导体膜制作的芯片能在几百摄氏度的高温 下正常工作，而硅芯片的工作温度不能超过150摄氏 度。此外，金刚石电子元器件的体积可以更小，它能 够在硅电子产品无法应用的场合发挥不可替代的作用。
变“白色污染”为车用燃油 城市周围堆积如山的塑料垃圾和交通沿线满地飘飞的塑 料食品袋完全可以被回收冶炼为汽油、柴油，北京梦蓝固体 废弃物再生利用公司成功解决了废弃塑料油化技术中焦化、 排渣、温控等关键问题，开发出自已的工艺系统和成套设备。 国家石油产品质量监督检验中心认定其符合国家对车用燃油 的标准和环境排放标准。有关专家建议尽快组织推广应用， 以缓解“白色污染”给人类带来的环境危机。 北京市梦蓝固体废弃物再生利用技术有限公司认为把废 弃塑料经催化裂解制为燃料，是物质重新循环同时也能避免 二次污染的重要途径，代表着废弃塑料的处理方向。实践证 明，采用该项技术设备在连续生产的情况下，日处理废弃塑 料能力强、汽柴油转化率高，符合车用燃油的标准和环境排 放标准。
钛车架
金属材料
从外形上看，钛很像钢铁，但和钢铁相比，具有很多优异性 能。因此，钛可成为一种发展快、用途广、收效大的金属。 目前，有人把钛叫做“时髦金属”，也有人根据钛在工业 上发挥的重要作用及其在未来发展趋势，把钛称为第三金 属（第一金属指钢铁，第二金属指铝）、未来的钢铁。
在飞机制造工业上,钛的比强度是目前使用 材料中最大的，是不锈钢的3倍，是铝合金的 1.3倍。 随着航空工业的发展，飞机的飞行速度越来 越快。速度越快、飞机跟空气摩擦产生的飞机 表面温度就越高，当速度达到2.2倍音速的时 候，铝合金已经不能胜任，而用钢又太重，只 有采用钛合金，所以有人说，如果没有钛合金 作为制造材料，就不能发展2.5倍音速以上的 超音速飞机。 在宇宙航行上，使用了钛以后，可以大大减 轻飞行器的重量。从经济效果来看，由于结构 重量的减轻，能够大量节省燃料，同时可以大 大降低火箭和导弹的建造和发射费用。
第2节
新型材料的研制
学习目标
一. 二. 三. 四.

金属材料 无机非金属材料 合成材料 复合材料
一. 金属材料(各种纯金属和合金)
戰國 青銅器錯金犀牛尊
贮氢合金
一. 金属材料
制造下一代晶片的硅合金 美国德拉瓦大学的科学家正研究新的硅合金，它 是由硅碳化物及锗组成的合金，可以用作生产更 快、更稳定的下一代晶片。 德拉瓦大学的高鲁斯教授(Professor James Kolodzey)解释说，用锗造的晶片能够提供比硅晶 片更快的速度，硅碳化物可以经受华氏六百多度 的高温，而硅只能经受华氏二百五十多度的温度， 因此，硅碳化物比硅更适宜在高温条件下使用， 此外，这种新的硅碳化物及锗组成的合金有更好 的导电性。
为了减轻塑料垃圾的危害，人们首先想到要 回归自然，纸便是最早使用的包装材料。可是， 造纸需要消耗大量木材，使原本不够的森林被采 伐，减少地球植被。另外，最令人头痛的是，现 代造纸工业乃是污染大户，它给江河湖泊造成的 污染一点也不亚于塑料垃圾，因此，现今的有识 之士都认为不应该大力提倡纸包装和纸餐具。 有些化学家把注意力集中在用淀粉制造包装材 料和餐具，淀粉的优点在于：①它是无毒的；② 制造淀粉的原料来自农业，来源丰富，价格低廉； ③淀粉是一种很容易降解的化合物，能通过下图 所示过程降解，最终的产物是无毒、无害、安全 性极高的葡萄糖。
钛的耐腐蚀能力非常强，特别是对海水的抗腐 蚀能力，可以与白金相媲美。曾经有人把金属 钛放在海水中浸泡了四年半，取出来以后观察， 几乎没有被腐蚀，所以，钛是制造舰艇的良好 材料。在合金钢中加入少量的钛，可以大大改 善钢的性能，提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性 能。 经过长期实验证明：钛在人体内没有毒性， 和人体的分泌物不起作用，对任何杀菌方法都 适应，且没有磁性，所以，国内外都已经用钛 作矫形外科材料和医疗器械。
三.合成材料(都是有机物高分子)
合成橡胶
合 成 纤 维
优点: 强度 大,耐 磨.耐 化学 腐蚀,
了解合成纤维与天然纤维,蛋 白质的区别.

塑料
活动与探究
常见的塑料
聚乙烯和聚氯乙烯的区别
聚乙烯 易燃烧，上端黄色，下端蓝色，熔融
滴落，有烧蜡烛的气味，离火边缘带绿色，冒白 烟， 软化，能拉丝，有HCl的刺激性气味，离火即熄灭。
科学前沿
“本征导电聚合物”是以共轭双键为主链 的聚合物，例如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺等 利用”本征导电聚合物”处于中性状态和 掺杂充电状态时的颜色可逆转换这一特性， 可制成透明度可调的智能窗。夏季时，智能 窗调成深色，吸收部分日光，可保持室内凉 爽。冬季白天将智能窗调成透明，让可见光 和红外线辐射进入室内，作为取暖的热源。 冬季夜间又将智能窗调成深色，不让室内热 量通过红外线辐射逸散到室外，智能窗起到 了保暖作用。
白色污染
目前，废弃塑料的治理渠道，国内外多年普 遍采取填埋和焚烧方式。但研究表明，废弃 塑料在填埋后200多年才能分解完毕，且分解 过程中会溶出有毒物质，易产生对土质的破 坏；焚烧方式会使有害气体释放到空气中， 影响大气环境及周边环境。
白色污染
在全世界，每年都要抛弃几百万吨废旧塑料， 大部分直接丢入海洋。没有抛入海洋的塑料垃圾， 便在陆地上形成了白色污染。 许多人认为塑料垃圾最终是会分解的，但是， 这种分解可能需要50年之久，这是人们所始料不 及的。在这漫长的50年里，许多垃圾聚积在海洋 和陆地上，特别是塑料垃圾浮于海面上，被海生 动物误认为海蜇等食物，于是造成了生态失衡。 每年丢入海洋里的大量塑料渔具会将海洋动物卷 缠在里面，这又是一种危害。