工程材料化学
化学工程和材料与化工
化学工程和材料与化工化学工程是一门研究化学过程的工程学科，涉及到化学反应、传热传质、反应器设计、分离技术等方面。
材料与化工则是一个更广泛的领域，涵盖了材料科学、化学工程以及化学技术等多个方面。
化学工程的目标是将化学反应过程转化为工业生产中的实际操作。
它涉及到从实验室到工厂的过程，包括原料的选择、反应器的设计、工艺优化、设备选型等。
化学工程师需要综合运用化学、物理、数学等知识，以及工程设计、经济学等技能，来解决实际生产中的问题。
材料与化工领域的研究对象是材料，包括金属、塑料、陶瓷、复合材料等。
化工则是指将原材料转化为有用的产品的过程。
材料与化工的发展与应用广泛，涉及到诸多领域，如能源、医药、环境保护、电子等。
在材料与化工领域，化学工程师不仅需要了解化学反应的原理和工艺，还需要对材料的性能和应用有所了解。
化学工程与材料与化工的关系密切。
化学工程是材料与化工的基础，通过化学工程的研究和应用，可以开发出新的材料，改善材料性能，提高材料的生产效率。
同时，材料与化工也为化学工程提供了更多的研究对象和应用场景，促进了化学工程的发展。
在化学工程领域，反应器设计是一个重要的研究方向。
反应器是化学反应的核心装置，其设计合理与否直接影响到反应的效率和产品的质量。
化学工程师需要根据反应物的特性、反应条件的要求，选择合适的反应器类型，并优化反应器的结构和操作条件，以提高反应的效率和产品的产量。
分离技术是化学工程中的另一个重要领域。
在化学反应过程中，常常需要对产物进行分离和纯化，以获得所需的产品。
分离技术涉及到物质的相互作用、传质过程、设备设计等方面，化学工程师需要根据具体的反应体系和要求，选择合适的分离技术，并设计相应的设备和工艺流程。
化学工程和材料与化工还与环境保护密切相关。
化学工程师在开发新的材料和化学工艺的同时，也需要考虑环境保护的因素。
他们需要研究和开发环保型材料和工艺，减少对环境的污染和资源的消耗。
同时，化学工程师还需要进行废弃物的处理和资源的回收利用等工作，以实现可持续发展。
化学工程的新材料
化学工程的新材料化学工程作为一门综合性学科，旨在研究和应用化学原理和技术来解决工业生产中的问题。
其中，新材料的研发与应用一直是化学工程领域的关注焦点。
在现代社会的发展进程中，新材料对于推动科技创新、提升产业竞争力至关重要。
本文将探讨当前化学工程领域中的新材料和其在工业应用中的前景。
一、高性能聚合物材料高性能聚合物是当前化学工程中的研究热点之一。
它们具有优异的力学性能、化学稳定性和耐高温性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器等领域。
例如，聚醚醚酮（PEEK）作为一种具有优异热稳定性的高性能聚合物，被广泛应用于航空航天和医疗器械领域。
二、纳米材料纳米材料是一种材料结构尺寸在纳米尺度范围内的材料。
由于其特殊的物理、化学性质，纳米材料在许多领域具有广泛的应用前景。
在化学工程中，纳米材料可以应用于催化剂、储氢材料、传感器等方面。
例如，纳米金催化剂可以提高反应速率和选择性，被广泛应用于化工生产中。
三、膜分离材料膜分离是一种通过不同材料的选择性渗透性，实现对物质分子进行分离的技术。
膜分离技术在化学工程中具有广泛的应用，如水处理、气体分离等。
聚合物膜是目前膜分离领域的主流材料之一，具有良好的渗透性能和选择性。
另外，无机材料如氧化锆膜、氧化铝膜等也具有优异的分离性能和稳定性。
四、先进功能材料先进功能材料是指通过特殊的结构和功能调控，赋予材料各种特殊的性能和功能。
在化学工程领域，先进功能材料的研发和应用涉及电子材料、光学材料、磁性材料等多个方面。
例如，人工合成的钙钛矿太阳能电池材料具有良好的光电转换效率，被认为是太阳能电池领域的一种新材料。
总结：化学工程的新材料在工业应用中发挥着重要作用。
高性能聚合物材料、纳米材料、膜分离材料和先进功能材料是当前研究和应用较为广泛的新材料。
这些新材料的研究和开发不仅仅为化学工程领域的发展提供了新的技术手段，也为许多相关领域的创新和发展提供了无限的潜力。
随着技术的不断进步和人们对于材料性能和功能的要求不断提高，化学工程的新材料研究仍然具有广阔的前景和应用前景。
化学工程材料与化学工艺
耐压性：化学 工艺中常常需 要高压操作， 因此材料需要 具有良好的耐
压性。
耐磨性：化学 工艺中常常需 要对材料进行 磨损，因此材 料需要具有良 好的耐磨性。
导热性：化学 工艺中常常需 要对材料进行 热传导，因此 材料需要具有 良好的导热性。
绝缘性：化学 工艺中常常需 要对材料进行 电绝缘，因此 材料需要具有 良好的绝缘性。
感谢您的观看
汇报人：
石油化工：石 油炼制、石油 化工产品生产
等
精细化工：化 妆品、药品、 食品添加剂等 精细化工产品
的生产
材料化工：高 分子材料、无 机材料、复合 材料等材料的
生产
环保化工：废 水处理、废气 处理、固废处 理等环保技术
的应用
生物化工：生 物制药、生物 肥料、生物能 源等生物技术
的应用
电子化工：半 导体材料、电 子元器件、电 子设备等电子
塑料材料：轻便、易加工、不导电、易老化
橡胶材料：弹性好、耐磨损、不导电、易老 化
熔融法：将原料加热至熔融状态，然后冷却成型 溶液法：将原料溶解在溶液中，然后进行沉淀、结晶、干燥等步骤 气相沉积法：将原料在高温下蒸发，然后在低温下冷凝成固体 固相反应法：将原料在高温下反应，然后冷却成型 电化学法：利用电化学反应，将原料转化为所需的材料 生物合成法：利用生物技术影响 化学反应的稳定性 和连续性
材料耐腐蚀性：影 响化学反应的耐腐 蚀性和使用寿命
材料环保性：影响 化学反应的环保性 和安全性
耐腐蚀性：化学 工艺中常用的酸、 碱、盐等物质对 材料有腐蚀作用， 因此材料需要具 有良好的耐腐蚀
性。
耐高温性：化 学工艺中常常 需要高温操作， 因此材料需要 具有良好的耐
化学工程材料与化学 工艺
化学与材料工程
化学与材料工程化学与材料工程是一门综合性的学科，涵盖了化学、物理、材料科学和工程学等多个领域。
它的研究对象包括了化学反应过程、材料的合成与性能改良以及材料在工程应用中的应用等方面。
化学与材料工程的发展对推动科技进步和工业发展起到了重要的作用。
一、化学在材料工程中的应用化学在材料工程中起着至关重要的作用。
通过化学反应，可以实现材料的合成、改性和特殊性能的调控。
化学合成方法的发展使得人们可以制备出各种各样的材料，从金属、陶瓷到高分子材料，无所不能。
化学的研究和创新不仅扩展了材料的种类，还提高了材料的性能和品质，为各个领域的应用提供了坚实的基础。
二、材料工程中的物理学原理物理学是研究物质的本质、结构和特性的学科。
在材料工程中，物理学为人们认识和了解材料提供了基本的原理和方法。
例如，通过物理学的电学原理，可以研究和应用导电材料；通过热学原理，可以优化材料的热传导性能；通过光学原理，可以制备光功能材料。
物理学的研究成果推动了材料工程的发展，为材料设计和制备提供了理论指导。
三、化学与材料工程的交叉学科化学与材料工程是相互交叉的学科，它们之间相互依赖、相互促进。
通过化学基础知识的应用，材料工程师可以制备出新型材料；而材料工程的需求也推动化学的发展，推动了新化学反应的发现和应用。
此外，化学在材料工程中的应用也促进了材料工程的发展，提高了材料的性能和品质。
化学与材料工程的交叉合作为科技创新和工业发展提供了广阔的空间。
四、材料工程的应用领域材料工程的应用领域广泛，涉及到各个重要的行业和领域。
例如，新材料的研发和应用在信息技术、航空航天、能源、医疗健康等方面有广泛的应用。
在信息技术领域，新型材料的应用可以提高电子设备的性能、延长电池寿命等。
在能源领域，材料工程可以开发新型能源材料，提高能源转换效率。
在医疗健康领域，生物材料的发展可以应用于人工器官的制备、组织工程和药物控释等方面。
材料工程的应用和创新对于社会经济的发展和人类福祉具有重要的意义。
化学与材料工程的关系
化学与材料工程的关系化学与材料工程是两个相互交叉、相互依存的学科，二者之间存在着紧密的联系和协同发展。
化学为材料工程提供了基础理论和技术支持，而材料工程则促进了化学的应用和发展。
下面将从不同角度探讨化学与材料工程之间的关系。
一、材料的化学特性材料在化学分子层面上的特性决定了它们的物理性质和工程应用。
化学的基本理论和知识为我们理解和掌握材料的性质与结构提供了基础，如化学反应、元素周期表等。
通过深入研究材料的化学成分、分子结构和反应机制，可以精确预测和调控材料的物理、化学和力学性质，从而设计、合成和改良新型材料，满足不同领域的需求。
二、化学合成材料化学合成材料是材料工程中的一大重要方向。
通过化学方法，可以合成出具有特殊性能和功能的新材料，进一步推动材料科学的发展。
例如，在纳米材料领域，化学合成方法被广泛应用于制备具有特殊形状、尺寸和功能的纳米材料，如纳米粒子、纳米管和纳米薄膜等。
这些材料在电子、光学、生物医学等领域具有重要的应用前景。
三、材料化学分析与表征化学分析和表征是材料工程中不可或缺的环节，用于研究材料的组成、结构和性能。
化学分析技术如质谱、红外光谱、核磁共振等可以帮助确定材料的化学组成和分子结构，从而了解材料的性能和特性。
同时，借助于化学表征技术如X射线衍射、电子显微镜等，可以观察和分析材料的晶体结构、微观形貌和结构缺陷，为材料设计和应用提供有力支持。
四、材料在化学反应中的应用化学反应是一项核心的化学活动，也是材料工程中的重要环节。
材料的选择和设计往往会影响到化学反应过程的效率和产物的质量。
在催化剂领域，材料化学的研究帮助开发了许多高效的催化剂，提高了化学反应的速率和选择性。
另外，一些功能材料如吸附材料、分离膜等也广泛应用于化学反应的前处理和后处理过程中，起到提纯、分离和回收等作用。
五、可持续发展与材料工程可持续发展是当代社会的重要目标，也是化学与材料工程所要关注的方向之一。
化学的绿色合成、无污染工艺以及材料的可重复利用和回收等研究，有助于减少资源消耗和环境污染，达到可持续发展的目标。
材料的性能-工程材料
材料的性能-工程材料引言材料是工程设计和制造中至关重要的因素之一。
不同材料的性能直接影响到工程的可靠性、耐用性、平安性等方面。
本文将介绍工程材料的性能特点，包括力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数。
力学性能力学性能是材料工程中最根本、最重要的性能之一。
它包括强度、韧性、硬度、弹性模量等指标。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力，常由抗拉强度或抗压强度来表示。
韧性是指材料在受到外部应力作用下发生塑性变形的能力，常由断裂韧性或冲击韧性来衡量。
硬度是指材料抵抗刮削或压痕的能力，可用洛氏硬度或维氏硬度进行测量。
弹性模量那么表示了材料在受力后会恢复原状的能力。
热性能热性能是材料在受热或受冷时的表现，包括导热性、热膨胀系数、比热容等。
导热性是材料传导热量的能力，由热传导率来度量。
热膨胀系数那么表示材料在温度变化时的体积膨胀或收缩程度。
比热容是指单位质量材料在温度升高1℃时所吸收或释放的热量。
化学性能化学性能是指材料与环境中化学物质发生反响的性能，包括耐腐蚀性、氧化性、复原性等。
耐腐蚀性是材料抵抗化学腐蚀侵蚀的能力，常用酸碱腐蚀试验来评估。
氧化性表示材料与氧气接触时的性能，如金属氧化后形成氧化膜。
复原性是指材料复原他物的能力，用于一些特定工艺中。
其它重要性能参数除了上述的根本性能指标外，还有一些其它重要的性能参数需要考虑。
例如，电导率是指材料导电的能力，常用于电子器件中。
磁性是指材料对磁场的反响能力，用于电磁设备的制造。
透光性是指材料对光线透过的能力，一些光学器件中十分重要。
总结工程材料的性能对工程设计和制造至关重要。
不同材料的性能特点决定了它们的适用范围和工程应用的可行性。
力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数都需要考虑进去。
通过综合评估材料的性能，可以选择最适宜的材料来满足工程需求。
以上是关于工程材料性能的简要介绍，希望对读者有所帮助。
注意：以上文档为人工智能助手生成，仅供参考。
根据实际需求，建议根据完整性、准确性以及个性化需求进行修改和完善。
环境工程中的材料化学
环境工程中的材料化学随着现代工业的发展以及人类的不断生产生活，大量的废弃物和污染物排放入环境中，严重破坏了生态平衡和环境质量。
为了有效治理污染、保护生态环境，环境工程技术不断汇聚着各行各业的优秀人才和智慧，材料化学作为环境工程学科中的重要组成部分，正日益得到重视。
一、环境工程中的材料化学的定义材料化学是环境工程学科重要的组成部分之一。
环境工程学科包含了环境保护、环境规划、环境质量监测和环境治理等多个方面，在这些方面都需要使用到各种材料。
材料化学是环境工程中关于材料本身的物理特性、化学特性、机械性能及加工性能等方面的学科。
环境治理中，材料化学主要研究如何利用化学材料、工程材料等材料赋予治理物质特殊的化学性质，完成对环境的净化和修复。
二、环境工程中的材料化学的应用1. 吸附剂吸附剂是一种材料，它能够在固定的条件下吸附住溶液中的特定物质，从而达到净化水体、空气等环境的目的。
吸附剂的种类有很多，包括有机吸附剂、无机吸附剂以及活性炭等。
2. 离子交换剂离子交换剂是一种具有特殊亲合性的材料，它能够与水中的离子发生化学反应，最终达到净化水体的目的。
在环境工程中，离子交换剂主要用于水处理等方面。
3. 光催化材料光催化材料是一种具有特殊光触媒能力的材料，它能够通过吸收太阳光能并将其转化为化学反应能力，从而达到净化水、空气等环境的目的。
光催化材料一般由纳米粒子、半导体材料、金属氧化物等构成，具有高效、可再生等特点，在环境工程中有着广泛的应用。
4. 活性氧化剂活性氧化剂是一种能够通过氧化还原反应达到对环境物质净化的作用的材料，主要包括氧化剂、过氧化物、臭氧等。
在环境工程中，活性氧化剂主要用于大气治理、水处理以及土壤修复等方面。
三、环境工程中的材料化学的未来发展趋势未来环境问题治理需要更加高效、环保、可持续的方法，因此材料化学在环境治理中将起到越来越重要的作用。
未来，环境工程中的材料化学将向多功能、高效性、可再生性、智能化方向发展。
化学工程与材料工程
化学工程与材料工程在现代工业生产中，化学工程与材料工程在各个领域都起着重要的作用。
化学工程与材料工程是相互关联、相互依赖的学科，它们的发展对推动社会经济的进步具有重要意义。
本文将从不同角度介绍化学工程与材料工程的相关内容。
一、化学工程的概念与发展化学工程是一门将化学理论与工程应用相结合的学科，广泛应用于石油化工、医药、食品、环保等领域。
它的主要任务是将化学反应进行工业化生产，实现原料的转化和产品的制备。
化学工程的发展历程中经历了许多重要的里程碑，如革命性的工艺创新、绿色化学工程的提出等。
在过去几十年中，化学工程在工业生产中的地位和影响力不断提高，推动着社会的进步与发展。
二、材料工程的概念与应用领域材料工程是以材料科学为基础，运用物理学、化学、力学等知识，通过改变材料的组成、结构和性能来设计与制造新材料的学科。
材料工程的应用领域非常广泛，包括航空航天、汽车工业、建筑材料、电子器件等。
材料工程师通过研究、改进和创新材料，为现代社会提供了基础材料，推动了科技与产业的发展。
三、化学工程与材料工程的交叉学科化学工程与材料工程作为相互交叉的学科，在实践中存在着密切的联系与合作。
化学工程主要关注原料的转化和化学反应的工业化规模，而材料工程则着重于材料的设计、制备和性能改进。
在实际应用中，化学工程与材料工程相互依赖，相互促进。
例如，在新材料的研发过程中，化学工程师负责化学反应的优化与设计，而材料工程师负责材料的制备与性能测试。
两个学科的结合使得新材料的研发更加高效、可行。
四、现代化学工程与材料工程的挑战与发展方向随着社会的发展和技术的进步，现代化学工程与材料工程面临着一些挑战与机遇。
一方面，环境污染、能源危机等问题使得绿色化学工程和可持续发展成为行业的重要方向。
另一方面，新材料的需求不断增加，对材料工程师提出了更高的要求。
因此，发展绿色化学工程、开展可持续发展研究、创新材料工程技术成为了未来的发展方向。
综上所述，化学工程与材料工程作为相互依赖、相互促进的学科，在现代工业生产中具有重要的地位和作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第10章工程材料化学3课时教学目标及基本要求1. 了解高聚物的一些基本概念，命名。
2. 了解高聚物的一些基本结构和基本特性及其相互关系。
3. 了解若干重要有机高聚物(如工程材料,合成橡胶,有机胶粘剂等)的特性。
4. 了解润滑油的组成、性能和工业质量要求。
5. 了解建筑用胶凝材料的组成、性质及凝结硬化特点。
教学重点有机高分子材料教学难点高分子链的柔顺性、高分子的力学状态本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题教学方式（手段）：课程教学和音像教材；教学过程中要重点突出非晶态聚合物的温度- 形变曲线，讲清楚玻璃态、高弹态、粘流态三态及玻璃化温度、粘流化温度；塑料、橡胶在室温下的状态；分子的柔顺性。
主要教学内容第10 章工程材料化学Chapter 10 Engineering Material Chemistry10.1 重要金属及合金材料10.1.1 铝及铝合金铝是一种银白色有光泽的金属，密度2.7g · cm-3 ，熔点660℃。
它具有良好的延展性和导热、导电性，能代替铜用来制造电线、高压电缆、发电机等电器设备。
铝虽然是活泼金属，但在空气中其表面很快会覆盖一层致密的氧化膜，使铝不能进一步同氧和水作用因而有很高的稳定性，这就使铝成为一种有用的金属构件。
铝合金中常用的合金元素有硅、铜、镁、锌、锰及稀土元素。
也有用到钛、铁、铬的。
这些合金元素在固态铝中的溶解度一般是有限的，故铝合金的结构除固溶体外，还可能形成金属化合物和机械混合物。
铝合金轮圈10.1.2 钛及钛合金金属钛具有银白色光泽，熔点高（1600 ℃），密度小（4.5g · cm-3），比钢轻（钢的密度为7.9g · cm-3），但机械强度可与钢媲美，而且不会生锈。
钛比铝重不到两倍，强度比铝大三倍，且耐热性能远优于铝。
钛的表面容易形成一层致密的氧化物保护膜，使钛具有优异的抗腐蚀性。
特别是对海水的抗腐蚀性很强，超过其他的金属材料。
钛在室温下不与无机酸反应，在碱溶液和大多数有机酸中抗蚀性也很高，但能溶于热盐酸和热硝酸中，且能溶解于任何浓度的氢氟酸和含有氟离子的酸中。
钛合金的性能比金属钛更优异，其突出的特点表现在：1) 比强度高。
2) 耐腐蚀性强。
3) 高、低温的力学性能好。
钛及钛合金管10.1.3 钒及钒的应用钒的熔点高（1910℃），塑性好，有延展性，比较容易加工成板材、箔材和丝材。
钒还具有较高的冲击性、良好的焊接性和传热性。
钒的耐腐蚀性能好，对海水、碱溶液、有机酸、无机酸均有较好的抗蚀性能。
在沸腾的10％硫酸溶液中，钒的耐腐蚀能力为钛的73 倍，不锈钢的229 倍，可用作船舶的结构材料和化学容器、无缝薄壁管等材料。
钒主要应用于钢铁工业，有色金属合金及化学工业。
目前世界上生产的钒90％以上用于钢铁工业，它具有脱去钢中的氧和氮、细化钢的晶粒以及提高钢的再结晶温度的作用，因而能改善钢的性能。
钒通常以钒铁的形式或与其他元素（如锰、铬、钨、钼等）相配合，以中间合金形式加入钢中，用于生产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、不锈钢及永久磁铁等。
五氧化二钒10.1.4 铜及铜合金铜的密度为8.92g · cm-3，熔点1083℃，有较高韧性和延展性，可轧成薄膜或拉成细丝。
铜的导电性仅次于银居第二位，大量用于制造电机、电线和电讯设备等。
铜合金是以铜为主体，添加适量的其他合金元素而制成的。
铜合金具有良好的高温及低温加工性，良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，应用十分广泛。
铜及其合金的应用范围仅次于钢铁，在有色金属中其产量和耗用量仅次于铝居第二位。
铜合金铸件10.1.5 稀土金属及应用Ⅲ B 族的钪、钇和镧系共17 种元素通称为稀土元素。
根据原子结构、物理和化学性质及在矿石中存在的相似程度，通常将稀土元素分为两组：铈组和钇组。
铈组属轻稀土，包括镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕。
钇组属重稀土，包括钆、铽、镝、铁、铒、铥、镱、镥、钪和钇。
其中钷是人造放射性元素，几乎不存在地壳中，钪的数量也极少。
稀土元素的化学性质十分相似，在自然界中它们常共生在一起，很难一一分离。
在工业上一般应用的不是个别的稀土元素，而是包含多种稀土元素的混合金属，称为混合稀土。
各种稀土金属10.2 新型无机工程材料10.2.1 新型陶瓷材料陶瓷既是重要的结构材料，又是重要的功能材料。
传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。
而新型陶瓷则是采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。
它具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。
碳化硅陶瓷电器陶瓷10.2.2 磁性材料磁性材料是一种重要的电子材料。
早期的磁性材料主要采用金属及合金系统，随着生产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。
在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出了一种新型磁性材料———铁氧体。
铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其它铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。
铁氧体钕铁硼磁性材料10.2.3 超导材料金属材料的电阻通常随着温度的降低而减小，当温度降低到一定数值的时候，某些金属及合金的电阻会完全消失，这种现象称为超导现象，具有超导性的物质称为超导体或超导材料。
超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度（T c）。
铋系高温超电导线10.2.4 光导纤维与激光材料（1）光导纤维光导纤维简称光纤，是近几十年来蓬勃发展起来的新型材料。
光纤的中心是用高折射率的超纯石英或特种光学玻璃拉制成的晶莹细丝，称纤维芯。
纤维芯的外皮是一层低折射率的玻璃或塑料制成的纤维皮。
光纤具有传导光波的能力。
光纤的纤维芯是一种光密介质，外皮是一种光疏介质。
当光线进入纤维芯，就只能在纤维芯内传播（全反射），经无数次全反射，呈锯齿形向前传播，最后到达纤维芯的另一端，这就是光纤传递信号的原理。
如图10 －1 所示。
图10-1 光导纤维的基本原理光纤产品（2）激光材料激光是利用受激辐射原理，在谐振腔内振荡出的一种特殊光。
它同普通光相比，具有良好的单色性、相干性和高亮度的特点，在科学技术上有着广泛的用途。
用于生产激光的材料叫做激光工作物质，有固体、气体和液体三种，我们着重介绍固体激光材料。
固体激光工作物质包括两个组成部分：激活离子（真正产生激光的离子）和基质材料（传播光束的介质）。
形成激活离子的元素有三类：第一类是过渡元素如锰、铬、钴、镍、钒等；第二类是大多数稀土元素如钕、钬、镝、铒、铥、镱、镥、钆、铕、钐、镨等；第三类是个别的放射性元素如铀。
目前应用最多是的Cr3+和Nd3+。
基质材料有晶体和玻璃，每一种激活离子都有其对应的一种或几种基质材料。
激光晶体（掺钇钕铝石榴石）10.2.5 纳米材料材料绝大多数是固体物质，它的颗粒大小一般在微米数量级，一个颗粒包含着无数原子和分子，这时材料显示的是大量分子的宏观性质。
当用特殊的方法把颗粒尺度加工到纳米数量级大小，则一个纳米级颗粒所含的分子数大为减小，这种由颗粒尺度为纳米数量级（ 1 ～100nm ）的超细微颗粒组成的固体材料称为纳米材料。
纳米材料熔点低，例如金的熔点是1064 ℃，而纳米金的熔点只有330 ℃，降低了近700 ℃；又如纳米级银粉的熔点由金属银的962 ℃降低为100 ℃。
纳米金属熔点的降低不仅使低温烧结制备合金成为现实，还将为不互熔金属冶炼成合金创造条件。
纳米材料的表面积大，表面活性高，可制造各种高性能催化剂。
例如，Ni 或Cu — Zn 化合物的纳米颗粒对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可替代昂贵的铂或钯催化剂；纳米铂黑催化剂可使乙烯氢化反应的温度从600 ℃降至室温；利用纳米镍粉作火箭固体燃料反应触媒，燃烧效率可提高100 倍。
此外其催化的反应选择性还表现出特异性，如用硅载体镍催化剂对丙醛的氧化反应表明，镍粒直径在5nm 以下时，反应选择性发生急剧变化，醛分解反应得到有效控制，生成酒精的转化率急剧增大。
纳米碳管10.3 有机高分子材料10.3.1 高分子化合物概述（1）高分子的基本概念高分子化合物——相对分子量特别大的一类化合物，简称高分子或聚合物高分子化合物的分子比低分子化合物的分子要大得多，一般有机化合物的相对分子质量为几十或几百，而有机高分子化合物的相对分子质量可自几万至几十万、几百万、甚至上千万。
例如，通常聚氯乙烯的相对分子质量为5 ～15 万，丁苯橡胶的为15 ～20 万等。
高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成的。
低分子化合物高分子化合物原子数目：几个~ 几十个几千~ 几万或几十万相对分子质量：＜1000 104 ~ 106分子大小：较小很大，长度102 ~104 nm组成：聚氯乙烯简写：基本概念: 链节——重复的结构单元聚合度n ——链节的数目单体——合成高分子所用的低分子原料高分子的相对分子量:M r = n × mm ——链节的分子量例：聚氯乙烯m = 62当n = 2500则M r = 2500 × 62 = 155000同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同，所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同而聚合度不同的化合物所组成的混合物。
因此，实验测得的高分子化合物的相对分子质量和聚合度实际上都是平均值，这也是与低分子化合物的明显不同之处。
（2）分类及命名1）分类聚合物的种类已上千种，且仍在不断增加。
为便于了解和研究已建立了多种分类法，常见的分类法如下：按主链结构分类①碳链聚合物主链完全由碳原子组成的聚合物。
绝大多数烯类和二烯类的聚合物均属此类。
②杂链聚合物主链除碳原子外，还含有氧、氮、硫等杂原子，如聚醚、聚酰胺等聚合物。
③元素有机聚合物主链中无碳原子，而是由硅、硼、铝与氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基是由甲基、乙基、乙烯基、芳基等有机基团组成的聚合物。
例如：如果主链和侧基均无碳原子，则称为无机高分子化合物。
按聚合物的热行为分类热塑性聚合物：加热变软，冷却变硬。
热固性聚合物：加热时，其化学结构发生变化，形成不溶解、不熔化的固体。
按性能和用途分类高聚物主要用作材料，因此，可按所制得的材料的性能和用途不同，将它们分为塑料、橡胶、纤维、胶粘材料，以及功能高分子( 如离子交换树脂) 等。
2）命名高分子化合物有以结构为基础的系统命名法，虽较严格但太繁琐，尤其对结构较复杂的高分子化合物很少使用。
目前通用的命名有下列两种。
按原料单体或聚合物的结构特征命名①在单体名称前面冠以“聚”字，如大多数烯类单体形成的聚合物。