《材料科技与人类文明》课件1
化学与社会生活(材料) ppt课件
水平的材料。从微米级到纳米级的进步，不仅是制备工艺上的
跃进，而且将推动材料科学理论的发展。纳米级材料将会有意 想不到的新的和高的性能。（构成尺寸）
ppt课件 7
材料研制方向
智能材料，它既能像人的五官那样感知客观世界，又能能动 地对外作功、发射声波、辐射电磁波和热能，甚至促进化学反 应和改变颜色等类似有生命物质的智慧反应。当然这类材料的 智慧功能的获得是材料与电子、光电子技术结合的结果。（功
且能具有特定的功能。 智能型。要求材料本身具有感知、自我调节和反馈的能力， 即具有敏感和驱动的双重功能。 少污染。为了人类的健康，要求材料的制作和废弃的过程中 尽可能少对环境污染。 可再生。一方面是保护和充分利用自然的资源，另一方面又 不为地球积存太多的废料。 节约能源。要求制造时能耗少；要求能够帮助节能和利用新 的能源。 长寿命。要求材料能少维修或不维修，物美价廉。
钛合金喇叭
ppt课件
佳能数码相机采 用 钛合金机身
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钛合金 钛可和多种金属形成合金。加入的主要金属元素有：铝、 钒、铬、钼、锰和铁等。这些合金元素能与钛形成置换固溶 体或金属化合物而使合金强度提高。加铝可改善抗氧化性能； 加钼可显著提高对盐酸的耐蚀性，加锡能提高抗热性。 目前钛及钛合金3/4左右用于航空航天领域，是制造超音速 飞机、火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料，被称为“航 空金属”。钛合金作为耐热、耐腐蚀材料，被广泛用于化工、 石油、发电等工业中。钛与生物组织和体液有良好的兼容性， 可以作为生物材料用于制造人工关节、心脏起搏器。
高炉 平炉、转炉
ppt课件 13
1、生铁
（1）性能：含炭 2.0 ~ 4.3%
具有脆性（含硫、磷）
（2）炼铁：铁矿石、燃料、熔剂、空气 （3）用途：90%用于炼钢；10%用于铸造 （4）品种： 白口铁——化合碳 灰口铁——石墨碳 铸铁——含炭量大于2%的生铁经重新熔炼后则称为铸铁 球墨铸铁 ——浇铸前往铁水中加入少量球化剂 （钙、镁、
徐恒钧《材料科学基础》课件讲义
3.高分子材料
塑料：薄膜，包装用品，工程塑料等 合成纤维：尼龙 橡胶
4.复合材料
塑料基复合材料：玻璃钢，玻璃纤维增强树脂 金属基复合材料：金属陶瓷，航空航天，汽车 陶瓷基复合材料：航天
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火箭发动机的燃烧室与 喷嘴，需要承受2000℃的 高温而不氧化，它是用石墨 表面喷涂一层二硅化钼材料 制成。石墨已被大量用作核 能工业的“减速剂”。雷达 中大型电子管外，壳，既要 耐高温，又要有优良的超高 频和绝缘性能，它是用氧化 铝高频陶瓷制成。核反应堆 外部的防护层是用一种含钡 的特种水泥筑成的。
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b.高铝陶瓷是有名的”硬骨头”，用作机器上的耐磨参件，耐磨 性能比金属高两三倍，由刚玉瓷，氧化硼陶瓷做成瓷刀，更 能”削铁如泥”.
c.陶瓷在熔融状态时经X射线和γ射线处理，使其迅速结晶成 为微晶陶瓷，能和金属一样切削加工，不碎不裂，已用于人 造关节，骨骼等。微晶玻璃即玻璃陶瓷。
项目订购单晶创汇800万美元。PbWO4
发
激光工作物质：
光
Cr3+ ：Al2O3红宝石， Nd3+: Y3Al5O12。目
材
前已有200多种晶体出激光。半导体LD泵浦晶体：
料
Nd:YVO4, Yb:YAG,用途：测距，通讯，激光雷
达，激光医学，激光致冷，核聚变.
阴极射线发光：
彩电Ag: ZnS, 绿Cu: (ZnCd)S, 红Eu:Y2O123S
新石器时代(原始社会） 青铜器时代（奴隶社会） 铁器时代（封建社会） 水泥时代 钢时代 半导体时代
材料科学的发展推动了整个世界文明的发展，在某 种程度上决定了一个国家的发达水平。
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材料科学，信息科学，与能源科学是新技术 革命的三个支柱，是实现新技术革命的关键。
材料与人类文明
材料与人类文明材料在人类文明的发展中扮演着至关重要的角色。
从最早的石器时代到现代高科技时代，材料的应用和发展一直是人类进步的推动力之一。
最早的材料是人类能够找到并加工的天然材料，如木材、石头、兽皮等。
这些天然材料满足了人类的基本生活需求，如建筑、交通工具、衣物等。
通过学习如何选择、加工和应用这些材料，人类逐渐掌握了生存的技能。
随着人类社会的发展，人们开始寻求更好的材料来满足其不断增长的需求。
铜、铁等金属的发现和应用，标志着人类进入了金属时代。
金属材料的应用扩大了人类的活动范围，使工具和武器更加锋利和耐用。
不少重大历史事件如青铜器的发明和铁器的出现，都与材料的进步密切相关。
在工业革命过程中，新材料的发现和应用推动了社会的迅猛发展。
钢铁、纸张、玻璃等材料的广泛应用，推动了交通运输、通信、建筑、印刷等行业的快速发展。
同时，化学工业的兴起也带来了一系列新材料的开发，如塑料、橡胶等。
这些新材料在解决社会问题、提高生活质量等方面发挥了重要作用。
现代科技的进步离不开材料科学的突破和创新。
半导体材料的应用，催生了计算机、互联网、智能手机等现代高科技产品的诞生。
光导纤维、光学玻璃等材料的发展，推动了光学通讯和激光技术的进步。
而新能源材料的发展，也为人类解决能源危机、保护环境和可持续发展等提供了可能性。
除了应用上的重要性，材料科学的研究也为人类文明的进步做出了贡献。
人们对材料的组成、结构和性能进行研究，不仅提高了材料的使用效率和性能，还创造了一系列新的材料。
纳米材料的发展，带来了纳米技术的突破和应用，为医学、能源等领域的创新提供了可能。
生物材料的研究，为医学和生命科学的进步提供了基础。
总之，材料对人类文明的发展具有重要影响。
随着科学技术的发展和人类需求的不断变化，材料科学的研究和应用将继续为人类创造更多的可能性。
《人类文明发展史》PPT课件
是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤
维的一头装上精致小巧的微型镜头，将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示
在屏幕上。还可以在胃镜光纤中留出空的通道，以插入切取生理切片的镊子。
因为光纤又细又软，故可将医生用来观察人体内部病变情况的内窥
镜做得小巧玲珑。胃镜是内窥镜中比较粗的一种，但也只有15 mm左右，其
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（一）存在
二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、 石英、水晶、硅藻土等的主要成分都是 二氧化硅。
紫水晶 石英砂
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水晶
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石英砂
硅藻土
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（二）结构
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成 的，晶体中硅原子和氧原子的个数比为 1:2。
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（三）物性
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2、硅酸（H2SiO3）
不溶于水酸性比酸还弱。
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3 ↓ +NaCl
Na2SiO3+ CO2+H2O=H2SiO3 ↓ +Na2CO3 酸性： H2CO3> H2SiO3
4．玻璃微珠的应用 在茫茫夜色中，如果乘车奔驰在高速公路上，你可能
会被这样一种现象所吸引：只见在汽车灯光的直射下，一 只只橙红色的指示灯不断地闪亮在道路两侧，引导着车辆 前进；不时还会闪出一块块高架于道路上空的交通标志牌， 醒目地显示出前方即将到达的地点及所剩里程。可是，当 你回过头往车后望去，却再也看不到这些景象。
怎样使宇宙飞行器克服“热障”，安全地返回地面呢?科学 家在分析了“宇宙不速之客”——陨石后发现，陨石表面虽已 熔融，但里面的化学成分没有变化。这说明陨石在下落过程中， 尽管表面因摩擦生热产生几千度高温而熔融，但由于穿过大气 层的时间很短，热量还来不及传到陨石内部。这给科学家以启 发：让宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料做成的头盔”，把 重返大气层时摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔融、气化等 一2系021列/3/8物理和化学变化中，“丢卒保车”，达到保护宇宙飞行32 器的目的。
材料科学与人类文明的关系
材料科学与人类文明的关系材料与人类文明的关系姓名：朱龙龙学号：1124107451 “没有金刚钻，别揽瓷器活〞。
这个谚语，强调了工具的重要性，其实，这句话里还有另一个意思，那就是材料的重要性。
〔一〕“新材料〞的发现伴随着人类的文明历程。
陶器作为第一种人造材料结束了人类的石器时代，石器时代人们以石头作为工具使用的时代，这时因为科技不兴旺，人们只可以石头制造简单的工具。
而随着时代的推进，人们对石器的研制也在不断改良。
陶器作为第一种人造材料结束了人类的石器时代，是人类工具从笨拙的天然石器过渡到了陶器时代，使人们从蒙昧时代进入“野蛮〞时代。
在“野蛮〞时代，人类创造了青铜。
青铜制作的农具促进了农业的开展，人类利用青铜农具开始工具、用具，开始开展简单农业，促进农业的诞生和开展。
而青铜制造的兵器把人类带入了冷兵器时代。
铁器的创造又把人类文明向前推进。
至今钢铁产量仍是衡量一个国家工业化水平和国防实力的一个重要标志之一。
〔二〕材料还深刻影响着人类的生产生活方式。
人类的生产生活方式依赖于新工具的产生，归根结底是依赖于新材料的产生，因此材料的更新换代，深刻影响人类的生产生活方式。
简单举出几例：橡胶、塑料和纤维三大合成材料应用于人类生存的各个方面，橡胶用于轮胎和橡胶艇的制作，塑料也能够用于各种塑料器品的制作，纤维用于人们各种衣物的合成，渗透与生活的各个方面。
铝及合金的使用应用于飞机、汽车、建筑等方面，耐腐蚀、重量轻的优势备受广泛群众欢送。
此外，硅等半导体材料、超导材料以及纳米材料和纳米器材的开展都改变了人类的生产生活方式。
〔三〕材料是社会进步的标尺。
陶器的产生，使人类从石器时代进入的陶器时代；青铜的出现，人类又进入青铜时代等等，相应的人类又经过了铁器时代、钢铁时代、高分子材料时代、复合材料时代等等。
这无一不是说明，只要材料科学的每一个材料发生小小的进步，人类文明将会产生翻天覆地的变化，相对应的带动人类社会各行各业的变化，深刻的改变了人类的生产生活方式，从事人类文明前进一大步。
青铜材料与人类文明
青铜材料与人类文明青铜材料与人类文明的发展史，其有足够的理由代表人类文明的发展史。
历史学家把某一材料的特征及其广泛应用作为人类文明史的各个标志。
从源远流长的青铜材料出发，详细阐述了青铜材料的发展历程和各时期特点，并以四羊方尊和散氏盘为例，深刻剖析了青铜材料对于推动人类文明进步的历史意义。
青铜材料；四羊青铜方尊；散氏盘；铭文古往今来，青铜器一直被誉为人类文明的助推器。
中国古代青铜器源远流长，绚丽璀灿，有着永恒的历史价值与艺术价值。
青铜艺术作为我国古代文化遗产中的一个主要部分，其发展历史对于推进我们文明历史的发展具有重要意义。
青铜是铜和锡的合金，含锡量约占5%～10%。
这种合金有很好的铸造性，以及很高的耐腐蚀性。
在海水、稀硫酸、氢氧化钠溶液，很稀的碳酸钠溶液中化学稳定性很强。
因此青铜的发展在我国古代材料发展史上有重要地位。
青铜器的发展主要分为育成期、鼎盛期、转变期、更新器和衰退期。
育成期为商代盘庚迁殷以前；鼎盛期是从殷墟期到西周昭王，这时候达到了青铜艺术的第一个高峰；从西周中期以后到春秋早期，这是青铜艺术的转变抽象时期；更新时期是春秋中期到战国，这是青铜器发展的又一个高峰；青铜器在两汉之后衰退。
殷商的青铜器特征，形体庞大、器壁厚实、体量厚重、雕琢繁复，器物方整、静穆、无动势，气象威严。
西周中期开始的礼化时期，青铜器的设计风格有了显著的变化，强调条理化、秩序化、系列化，以适应青铜器功能礼制化的需要。
春秋战国时期青铜器的主要特点是：①列国器物大量出现。
西周的有铭青铜器属周王室和王臣制作的占大多数，诸侯国的为数甚少。
②地域风格的形成。
大体上呈现以三晋为中心的中原、以秦国为中心的西方和以楚国为中心的南方三足鼎立的格局③各地区之间逐渐交流。
④铸造技术的长足进步。
器物制作方面主要体现在合范法铸造的高度发达、失蜡法的应用、模印法制范、镶嵌工艺的普遍流行，以及兵器的表面处理技术等。
我们对于青铜器最初的认识可能都是从历史课本中了解到的四羊方尊开始的。
材料科学与人类文明 共析
材料科学与人类文明共析材料科学贯穿了整个人类文明的发展史，从原始社会的石器、陶器，到现代社会的各种高科技产品和装备，都离不开材料科学的支撑和推动。
材料科学的发展史就是人类文明发展的缩影，它不仅对于经济、社会、文化的发展产生了重要影响，也在推动科学技术进步、提高人类生活水平上起到了关键作用。
共析是材料科学领域中的一种重要现象，指的是当两种或更多的晶体物质在共同的温度下固相反应时，发生晶体结构和组成的变化。
这种变化会使材料的性能发生重大改变，如改变材料的硬度、强度、耐腐蚀性、导电性等，从而拓展了材料的使用范围和应用场景。
过去，材料科学的发展主要依靠试错和经验积累，缺乏系统性和理论性，导致进展缓慢。
但是，自然科学的发展推动了材料科学的理论体系逐步建立。
20世纪初，经典物理学为材料科学发展带来了重要思想和方法，如固体力学、热力学等，为材料物理学的建立铺平了道路。
同时，化学和物理化学等领域的研究也推动了材料科学的发展，如材料的化学合成、热化学反应等。
随着现代科技的不断进步，新的材料制备技术和测试手段也不断涌现，如纳米技术、材料模拟等，为材料科学的发展提供了新的契机和助力。
材料科学的发展对于人类文明的发展产生了深远的影响。
它在经济、社会、文化的发展中发挥着重要作用，推动了各种现代化产业的发展。
例如，材料科学的发展为航空航天、电子、医疗等领域提供了更为先进的材料，为现代工业的高效生产、节能减排做出了重要贡献。
另外，材料科学的发展也促进了人类社会文化的进步。
例如，随着材料科学的发展，各种文化艺术品的制作方式也得到了改进，如玻璃器皿制作、陶瓷器皿制作等。
此外，材料科学的发展也为探究人类自身的物质构造和本质提供了新的途径与方法。
总而言之，材料科学和人类文明的发展不可分割。
共析作为材料科学中的重要现象，为材料的制备和研究提供了理论依据和操作指南，为材料科学的进步提供了深刻认识和清晰路线。
材料科学的不断发展将为人类文明的终极目标服务，为实现人的梦想和愿景提供有力保障。
《材料科技与人类文明》 说课稿
《材料科技与人类文明》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《材料科技与人类文明》。
一、说教材（一）教材的地位和作用《材料科技与人类文明》是一门综合性较强的课程，旨在引导学生了解材料科学技术在人类文明发展进程中的重要作用。
这门课程不仅涵盖了丰富的科学知识，还涉及到历史、文化、社会等多个领域，对于培养学生的综合素养具有重要意义。
通过对本课程的学习，学生能够系统地认识到不同材料的特性、应用以及其对人类社会发展的影响，从而激发学生对科学技术的兴趣，提高学生的创新思维和实践能力。
（二）教学目标1、知识与技能目标学生能够了解常见材料的分类、性能和用途。
掌握材料科学的基本概念和原理。
理解材料科技的发展历程及其与人类文明的相互关系。
2、过程与方法目标通过案例分析和实验探究，培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
提高学生的信息收集、整理和归纳能力。
3、情感态度与价值观目标让学生感受材料科技对人类文明进步的巨大贡献，增强学生的社会责任感。
激发学生对科学研究的热情，培养学生的创新精神和团队合作意识。
（三）教学重难点1、教学重点常见材料的分类和性能。
材料科技在不同领域的应用。
2、教学难点理解材料科技的发展对人类文明的推动作用。
培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、说教法为了实现教学目标，突出重点，突破难点，我将采用以下教学方法：1、讲授法通过系统的讲解，向学生传授材料科技的基本概念、原理和发展历程，使学生形成一个较为完整的知识框架。
2、案例分析法选取具有代表性的案例，如新型材料在航空航天、医疗、电子等领域的应用，引导学生进行分析和讨论，加深学生对材料科技的理解。
3、实验探究法组织学生进行简单的实验，如材料的性能测试，让学生亲身体验材料的特性，提高学生的动手能力和实践操作能力。
4、小组讨论法将学生分成小组，针对一些开放性的问题进行讨论，培养学生的团队合作精神和创新思维能力。
三、说学法在教学过程中，我将注重引导学生采用以下学习方法：1、自主学习法鼓励学生通过阅读教材、查阅资料等方式，自主获取知识，培养学生的自主学习能力。
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LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
【提示】
纳米是长度单位：1 μm＝10
－9
m.
以碳纳米管为例纳米材料有韧性高、导电性极强， 并兼具金属和半导体的特性.
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
●课标解读 1．了解材料的分类和用途． 2．了解新型材料的发现和应用，知道它在生活、生
教 学 方 案 设 计
产中的应用前景．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
●教学地位
教 学 方 案 设 计
本节内容从微观角度解释固体物理性质的原因．是 上节内容的延续，同时为下节内容做好了铺垫，是本章 的重要知识.
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
技术． (3)纳米材料有纳米金属、纳米磁场材料、纳米陶瓷 材料、有机 —无机纳米 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
材料、液晶显示材料．它们在光电子器件、光通信、光 计算、激光技术等方面有广泛用途．
菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析
3．纳米材料 (1)纳米是长度单位：1 nm＝10－9 m. (2)纳米技术：在纳米尺度(1～100 nm)上制造材料和 器件的技术．即重新排列原子而制造具有新分子结构的
三者之间相互关系的科学．
教 学 方 案 设 计
长度 单位，1 nm＝_______m 10－9 ②纳米是 _______ ，颗粒在 1～100 __________nm 的材料称为纳米材料．
③发生形变后几乎能 100% 恢复原状的材料称为
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
形状记忆合金 ． ________________
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
2．思考判断 (1) 在极低的温度下，纯净的半导体仍能很好地导 电．(×)
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
(2)在有光照射时，有的半导体可以导电．(√) (3) 掺入一定杂质后，半导体的导电性能一定会变 差．(×)
菜 单 课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析
第3节
材料科技与人类文明
教师用书独具演示
教 学 方 案 设 计
课 堂 互 动 探 究
●课标要求 知识与技能 了解材料科学技术的有关知识及应用．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 教 法 分 析
(3)新型无机非金属材料：有工业陶瓷、光导纤维、 半导体材料．它们在燃气机制造、磁流体、发电机、通 信、工业、科学研究等方面有广泛用途．
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
(4) 复合材料：可分为结构复合材料和功能复合材 料．它们在航空航天、电子工业、生活用品、新能源技 术、信息技术、海洋工程等方面有广泛用途． (5)光电子材料：有光电子半导体材料、光纤、薄膜
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析
材料种类和新材料及其应用
1.基本知识 (1)材料及分类
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
①分类
功能 材料． a．按材料特性分为：_____ 结构 材料和_______ 信息 材料、能源材料、建 b．按应用领域分为：_______ 生物 材料、航空航天材料等． 筑材料、______
教 学 教 法 分 析
3．探究交流
课 堂 互 动 探 究
纳米涂料
教 学 方 案 设 计
图 2－2－1 随着纳米科技的发展，纳米商品开始进入市场，有 的商家为了促销商品，打着纳米材料的幌子到处招摇撞
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
骗，如在社会上出现了纳米“冰箱”、纳米“洗衣机”， 甚至出现了纳米 “ 电影 ” 的笑话．你了解什么是 “ 纳 米”吗？你知道纳米材料有哪些良好的性能吗？
半导体 ④微电子材料：_____________ ．
课 时 作 业
菜
单
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析
⑤力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突
纳米 材料． 变的________
材料 、 _______ 能源 、 ________ 信息 被当今国际社会公 ⑥ _______
认为现代文明的三大支柱．
课 前 自 主 导 学
材料是技术进步的关键要素之一．能源、信息和材料被 称为现代文明的三大支柱．
菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析
2．新材料 新材料主要包括新型金属材料、高分子合成材料、 新型无机非金属材料、复合材料、光电子材料等．
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
新材料及其应用
【问题导思】 1．新材料包括哪些？研究的意义是什么？
教 学 方 案 设 计
2．什么是纳米材料？ 1．研究材料的意义 材料是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现 代文明的重要支柱，材料的变化直接影响着社会的变化，
当 堂 双 基 达 标
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
金属 材料、无机非金属材料、有 c．按习惯分为：_______ 复合 材料． 机高分子材料和________
菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
(2)新材料
性能 结构 与 _______ 制造 、 _____ ①材料科学是研究材料的 ______
(1)新型金属材料：有铝合金、镁合金、钛合金以及 稀有金属，它们在导电、航空航天、原子能方面有广泛 用途． (2)高分子合成材料：有合成橡胶、塑料和化学纤维
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
等．它们在火箭、建筑、医疗、交通、服装、农业、国 防上有广泛用途．
菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-3