第四章-硅-复合材料
《复合材料》课程笔记
《复合材料》课程笔记第一章：复合材料概述1.1 材料发展概述复合材料的发展历史可以追溯到古代，人们使用天然纤维（如草、木）与土壤、石灰等天然材料混合制作简单的复合材料，例如草绳、土木结构等。
然而，现代复合材料的真正发展始于20世纪40年代，当时因航空工业的需求，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）。
此后，复合材料技术经历了多个发展阶段，包括碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维的研制和应用。
70年代，芳纶纤维和碳化硅纤维的出现进一步推动了复合材料的发展。
这些高强度、高模量纤维能够与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，形成了各种具有特色的复合材料。
1.2 复合材料基本概念、特点复合材料是由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。
复合材料具有以下特点：- 重量轻：复合材料通常具有较低的密度，比传统材料轻，有利于减轻结构重量。
例如，碳纤维复合材料的密度仅为钢材的1/5左右。
- 强度高：复合材料可以承受较大的力和压力，具有较高的强度和刚度。
例如，碳纤维复合材料的拉伸强度可达到3500MPa以上。
- 加工成型方便：复合材料可以通过各种成型工艺进行加工，如缠绕、喷射、模压等。
这些工艺能够适应不同的产品形状和尺寸要求。
- 弹性优良：复合材料具有良好的弹性和抗冲击性能，能够吸收能量并减少损伤。
例如，橡胶基复合材料在受到冲击时能够吸收大量能量。
- 耐化学腐蚀和耐候性好：复合材料对酸碱、盐雾、紫外线等环境因素具有较好的抵抗能力，适用于恶劣环境下的应用。
例如，聚酯基复合材料在户外长期暴露下仍能保持较好的性能。
1.3 复合材料应用由于复合材料的优异性能，它们在各个领域得到了广泛的应用。
主要应用领域包括：- 航空航天：飞机、卫星、火箭等结构部件。
复合材料的高强度和轻质特性使其成为航空航天领域的重要材料，能够提高飞行器的性能和燃油效率。
复合材料-复习材料及答案
复合材料-复习材料及答案复合材料第⼀章1、材料科技⼯作者的⼯作主要体现在哪些⽅⾯？（简答题）①发现新的物质，测试新物质的结构和性能；②由已知的物质，通过新的制备⼯艺，改善其微观结构，改善材料的性能；③由已知的物质进⾏复合，制备出具有优良特性的复合材料。
2、复合材料的定义（名词解释）复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合⽽成的⼀种多相固体材料。
3、复合材料的分类（填空题）⑴按基体材料分类①聚合物基复合材料；②⾦属基复合材料；③⽆机⾮⾦属基复合材料。
⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料：②颗粒增强复合材料；③⽚材增强复合材料；④叠层复合材料。
4、复合材料的结构设计层次（简答题）⑴⼀次结构：是指由基体和增强材料复合⽽成的单层复合材料，其⼒学性能取决于组分材料的⼒学性能，各相材料的形态、分布和含量及界⾯的性能；⑵⼆次结构：是指由单层材料层合⽽成的层合体，其⼒学性能取决于单层材料的⼒学性能和铺层⼏何（各单层的厚度、铺设⽅向、铺层序列）；⑶三次结构：是指⼯程结构或产品结构，其⼒学性能取决于层合体的⼒学性能和结构⼏何。
5、复合材料设计分为三个层次：（填空题）①单层材料设计；②铺层设计；③结构设计。
第⼆章1、复合材料界⾯对其性能起很⼤影响，界⾯的机能可归纳为哪⼏种效应？（简答题）①传递效应：基体可通过界⾯将外⼒传递给增强物，起到基体与增强体之间的桥梁作⽤。
②阻断效应：适当的界⾯有阻⽌裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应⼒集中的作⽤。
③不连续效应：在界⾯上产⽣物理性能的不连续性和界⾯摩擦出现的现象。
④散热和吸收效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界⾯产⽣散射和吸收。
⑤诱导效应：复合材料中的⼀种组元的表⾯结构使另⼀种与之接触的物质的结构由于诱导作⽤⽽发⽣变化。
2、对于聚合物基复合材料，其界⾯的形成是在材料的成型过程中，可分为两个阶段（填空题）①基体与增强体的接触与浸润；②聚合物的固化。
3、界⾯作⽤机理界⾯作⽤机理是指界⾯发挥作⽤的微观机理。
高一化学上册第四章复合材料知识点
第⼀章概论1、复合材科的定义、组分功能和作⽤：定义：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合⽽成的⼀种多相固体材料。
复合后的产物为固体时才称为复合材料，为⽓体或液体不能称为复合材料。
组分：其组分相对独⽴，通常有⼀相连续相，称为基体，另⼀相分散相，称为增强相(增强体)。
功能和作⽤：复合材料既可以保持原材料的特点，⼜能发挥组合后的新特征，可以根据需要进⾏设计，从⽽最合理地达到使⽤所要求的性能。
2、复合材料的命名强调基体，以基体材料的名称为主，如树脂基复合材料，⾦属基复合材料，陶瓷基复合材料等;强调增强体，以增强体材料的名称为主，如玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料，陶瓷颗粒增强复合材料;基体材料与增强体材料名称并⽤，如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(玻璃钢)。
3、复合材料的分类⽅式按基体材料类型分：聚合物基复合材料，⾦属基复合材料，⽆机⾮⾦属基复合材料;按增强材料种类分：玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料，有机纤维复合材料，⾦属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料;按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编制复合材料;按⽤途分：结构复合材料，功能复合材料;4、常⽤的基体材料及各⾃的适⽤范围轻⾦属基体(主要包括铝基和镁基)，⽤于450℃左右;钛合⾦及钛铝⾦属间化合物作基体的复合材料，适⽤温度650℃左右，镍、钴基复合材料可在1200℃使⽤。
5、常⽤热固性基体复合材料：环氧树脂，热固性聚酰亚胺树脂。
常⽤热塑性基体复合材料：聚醚醚酮，聚苯硫醚，聚醚砜，热塑性聚酰亚胺。
常⽤陶瓷基体复合材料：玻璃，氧化物陶瓷，⾮氧化物陶瓷，⽆机胶凝材料;6、玻璃和玻璃陶瓷的定义及不同玻璃是⽆机材料经⾼温熔融、冷却硬化⽽得到的⼀种⾮晶态固体;玻璃陶瓷是将特定组成的玻璃进⾏晶化热处理，在玻璃内部均匀析出⼤量微⼩晶体并进⼀步长⼤，形成致密的微晶相;玻璃相充填于晶界，得到的像陶瓷⼀样的多晶固体材料。
7、氧化物陶瓷有哪些，属于什么结构：氧化物陶瓷主要为单相多晶结构，主要有Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫来⽯等;8、⾮氧化物陶瓷有：碳化硅，氮化硅。
碳化硅--复合材料、
复合材料姓名：黄福明学号：2015141421022 专业：金属材料工程碳化硅增强体碳化硅纤维是典型的以碳和硅为主要成分的陶瓷纤维，在形态上有晶须和连续纤维两种。
作为先进复合材料最重要的增强材料之一，它具有高温耐氧化性、高硬度、高强度、高热稳定性、耐腐蚀性和密度小等优点。
与碳纤维相比，碳化硅纤维在极端条件下也能够保持良好的性能，故而在航空航天、军工武器装备等高科技领域备受关注，常用作耐高温材料和增强材料。
此外，随着制备技术的发展，碳化硅纤维的应用逐渐拓展到高级运动器材、汽车废烟气除尘等民用工业方面。
一、碳化硅纤维的制备方法碳化硅纤维的制备方法主要有先驱体转化法、化学气相沉积法（CVD)和活性炭纤维转化法三种。
三种制备方法各有优缺点，而且使用不同制备方法得到的碳化硅纤维也具有不同的性能。
1、先驱体转化法先驱体转化法是由日本东北大学矢岛教授等人于1975年研发，包括先驱体合成、熔融纺丝、不熔化处理与高温烧结4大工序。
先驱体转化法制备碳化硅纤维需要先合成先驱体——聚碳硅烷（PCS)，矢岛教授以二甲基二氯硅烷等为原料，通过脱氯聚合为聚二甲基硅烷，再经过高温（450 ～500℃）分解处理转化为聚碳硅烷纤维（PCS），，采用熔融法在250 ～350℃下将PCS纺成连续PCS纤维，然后经过空气中约200℃的氧化交联得到不熔化聚碳硅烷纤维，最后在惰性气氛或高纯氮气保护下1300℃左右裂解得到碳化硅纤维。
先驱体转化法制备原理其实就是将含有目标元素的高聚物合成先驱体，再将先驱体纺丝成有机纤维，然后通过一系列化学反应将有机纤维交联成无机陶瓷纤维。
随着碳化硅制备技术的不断改进，逐渐形成了 3代碳化硅纤维。
第1代碳化硅纤维是以矢岛教授研发的方法制备而成。
由于在制备过程中引入了氧，纤维中的氧质量分数为10%～15%，在高温下碳化硅纤维的稳定性变差，影响了纤维在高温环境下的强度和弹性模量。
因此，为改善这个问题研制初了第 2代碳化硅纤维。
纳米复合材料：第4章 杂化复合材料
胶体吸收光的规律
呈色
规律
20nm 50nm
70nm
红色 紫色
蓝色
溶胶的颜色与胶体质点大小的关系：
胶粒越小，溶胶的颜色偏向长波长的光 色；胶粒越大，溶胶的颜色偏向短波长的 光色。
4.1 分散体系与溶胶
银溶胶的颜色
银粒径/nm 10～20 25～35 35～45 50～60 70～80
透射光 黄 红 红紫 蓝紫 蓝
4.1 分散体系与溶胶
2）凝聚法：
通过体系中各组分间的化学变化，形成具有一定粒子大小 的分散质的溶胶体系。在制备纳米复合材料时，更多的是通
过分子间的化学变化而形成溶胶.
（实例：将有机硅烷溶解在强极性有机化合物中，可以很 快形成稳定的溶液，如果有矿物酸的作用，有机硅烷催化水 解形成稳定的有机硅溶胶，目前已知的纳米复合材料前驱溶 胶还有有机钛溶胶、有机镉溶胶。）
因硅胶粒电离而荷负电。） 2、胶粒的吸附。胶粒可吸附水性介质中的H+、OH-或其它
离子，从而使胶粒带电。 3、胶粒晶格中某原子被取代而带电。（如：蒙脱土晶格中
的Al3+可部分被Mg2+或Ca2+取代而荷负电。）
4.1 分散体系与溶胶
4.1.2.3 溶胶的稳定性
由于界面原子的Gibbs自由能比内部原子高，憎 溶胶是热力学不稳定体系。若无其它条件限制，溶 胶倾向于自发凝聚，形成低表面能状态。
4.1 分散体系与溶胶
（2）缔合溶胶：表面活性剂分子在溶液中形成胶束， 进而构成所谓的微乳液或液晶，也是热力学稳定 体系。（如肥皂水、有机硅乳液、家用柔软剂、 牛奶等）
4.1 分散体系与溶胶
（3）憎溶胶：分散质与分散介质之间存在明显界面
的体系，是由微小的固体颗粒 悬浮分散在液相中 构成，分散颗粒不停地进行布郎运动，属于多相
复合材料的界面
28
物理相容性中最重要的是要求纤维与基体的 物理相容性中最重要的是要求纤维与基体的 热膨胀系数匹配。 热膨胀系数匹配。 当纤维中残余应力是压应力时，应注意纤维 纤维中残余应力是压应力时 中残余应力是压应力 的屈曲；当基体的残余应力为拉应力时，应考虑 屈曲； 基体的残余应力为拉应力时 的残余应力为拉应力 界面和基体中的裂纹扩展 界面和基体中的裂纹扩展。 裂纹扩展。
8
界面最佳态的衡量是当受力发生开裂时， 界面最佳态的衡量是当受力发生开裂时， 的衡量是当受力发生开裂时 这一裂纹能转为区域化而不产生近一步界面 脱粘。即这时的复合材料具有最大断裂能 脱粘。即这时的复合材料具有最大断裂能和 最大断裂能和 一定的韧性。 一定的韧性。
9
由此可见， 研究和设计界面时 由此可见，在研究和设计界面时， 不应只追求界面粘结而应考虑到最优化 界面粘结而应考虑到 不应只追求界面粘结而应考虑到最优化 和最佳综合性能。 和最佳综合性能。
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3. 残余应力
物理相容性要求金属基体有足够的韧性和 物理相容性要求金属基体有足够的韧性和强 要求金属基体有足够的韧性 度，还要求在材料中出现裂纹和位错移动时基体 还要求在材料中出现裂纹 位错移动时基体 裂纹和 上产生的局部应力不在增强纤维上形成高应力 上产生的局部应力不在增强纤维上形成高应力。 高应力。
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在选择金属复合材料的组分材料时， 在选择金属复合材料的组分材料时，为避免 过高的残余应力，要求增强纤维与基体的热膨胀 过高的残余应力，要求增强纤维与基体的热膨胀 系数不要相差很大。 系数不要相差很大。
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4.2.3 陶瓷基复合材料的界面
在陶瓷基复合材料中，增强纤维与基体之间形 在陶瓷基复合材料中， 质地均匀， 成的反应层质地均匀 对纤维和基体都能很好地结 成的反应层质地均匀，对纤维和基体都能很好地结 合，但通常是脆性的。因增强纤维的横截面多为圆 但通常是脆性 脆性的 故界面反应层常为空心圆筒状 空心圆筒状， 厚度可控。 形，故界面反应层常为空心圆筒状，其厚度可控。
2024版《复合材料》PPT课件
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
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目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
多孔硅基复合材料和石墨烯硅复合材料的制备及其在锂电池中的应用
多孔硅基复合材料和石墨烯/硅复合材料的制备及其在锂电池中的应用近年来,随着便携式电子产品的普及和电动汽车的快速发展,高能量密度和大倍率性能的锂离子二次电池的研究引起了人们的广泛关注。
硅作为典型的合金型负极材料,在已知的锂离子电池负极中具有最高的理论比容量(4200 mAh·g-1),被认为是下一代理想的负极候选材料。
但是由于硅充锂时较大的体积膨胀效应和较低的导电率,导致充放电循环稳定性和倍率性能较差,因此限制了硅基负极锂离子电池的商业化应用。
为了解决以上问题,硅的多孔化和石墨烯包覆是两种可行的技术途径。
前者可以为硅的体积膨胀提供充足的内缓冲空间,从而显著提高循环稳定性。
后者依赖于石墨烯优异的导电性,可以显著提高材料的倍率性能,其网状结构也可以承载硅的膨胀,抑制粉化脱落。
本论文在系统调研国内外多孔硅粉制备和石墨烯包覆生长的研究进展基础上,围绕制备方法的简便易行和成本的降低,制备工艺的优化和电池电化学性能的提升,采用铜银双原子金属辅助化学腐蚀法(Metal-assisted chemical etching,MACE)、化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)、高能球磨法、高温热氧化法等制备工艺,分别制备出碳包覆多孔硅粉(PorousSilicon/C,PSi/C)和石墨烯氧化硅双重包覆硅粉(Si/SiOx/G)两种复合材料,并考察了它们的形貌,结构,电化学等性能,制备了相关的原型器件,取得的创新性成果如下:(1)创新性地提出将铜银双原子MACE法应用于多孔硅粉的制备。
该工艺的优势在于依靠铜银双原子的协同机制,既可以减少了 Ag的使用,降低成本,又可以弥补Cu辅助腐蚀结构不均匀、孔洞不够深入的缺点。
研究发现,反应温度和双氧水浓度的变化均会对多孔硅粉的形貌产生显著影响。
确定恰当的腐蚀参数后,采用高能球磨法进一步缩小粒径,并采用CVD法实现无定形碳的包覆,从而制备出PSi/C复合材料。
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第四章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料〔学习目标〕1. 了解硅及二氧化硅的主要化学性质以及它们在材料中的应用2. 了解硅在半导体工业, 二氧化硅在现代通讯业,传统的硅酸盐制品和新型无机非金属材料在生产、生活中的应用.〔知识网络〕3Si SiO2CaCO3一．基础知识㈠1. 硅的物理性质、存在与用途：晶体硅是＿＿＿色、有＿＿＿＿光泽、＿＿＿＿＿的固体。
硅在自然界中的含量很高，占第＿＿＿位，自然界中硅以＿＿＿＿＿形式存在。
硅是良好的＿＿＿＿材料，可用于制造＿＿＿＿、＿＿＿＿，还可用于制造＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿等；含硅4﹪的钢具有良好的＿＿＿＿＿性，可用来制造＿＿＿＿＿；含硅15﹪的钢具有良好的＿＿＿＿＿性，可用来制造＿＿＿＿＿。
2．硅的化学性质：常温下，硅只能与＿＿、＿＿、＿＿＿＿反应；加热时，硅可与＿＿＿反应生成酸性氧化物＿＿＿。
相应的化学方程式分别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3．硅的工业制法：工业上，硅是在＿＿＿＿中用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿制取的，化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（其中氧化剂和还原剂的质量比为＿＿＿＿＿），对得到的粗硅进行提纯的反应式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿㈡ 1.二氧化硅的物理性质与用途：二氧化硅是熔点＿＿＿硬度＿＿＿的晶体,＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿的主要成分就是二氧化硅。
二氧化硅用途广泛，常被用来制造＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。
2．二氧化硅的化学性质：二氧化硅常温下能与＿＿＿＿、＿＿＿＿反应；一定条件下，能与＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿反应。
相应的化学方程式分别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
㈢ 1.传统的无机非金属材料指的是＿＿＿＿＿＿材料，主要包括＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。
其中人类应用最早的是＿＿＿材料。
2. 普通玻璃的成分是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，制造时用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿作原料；3. 制造水泥的原料是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，水泥的成分是（填名称和化学式）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿4. 新型无机非金属材料包括＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿二.练习1.下列试剂可用带橡胶塞的玻璃瓶保存的是 ( )A.液溴B.氢氟酸C.水玻璃D.氢氧化钠溶液2.下列元素在自然界中既有游离态又有化合态存在的是 ( )A. FeB. SiC. NaD.Br3.下列物质中有固定熔沸点的是 ( )A.漂白粉B.碱石灰C.玻璃D.纯碱4.熔融烧碱应选用的器皿是( )A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.生铁坩埚D.陶瓷坩埚5.下列关于硅的叙述不正确的是( )A．硅是地壳中含量最多的非金属B.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C. 硅是一种非金属元素，其单质却能与氢氟酸反应D. 硅的化学性质不活泼，在自然界以游离态存在6.下列关于二氧化硅的叙述正确的是 ( )A. 二氧化硅是由分子组成的，它的熔点高，硬度大B.二氧化硅可用于制造晶体管、集成电路C. 二氧化硅可用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维D. 二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸7.生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，要检验是否存在这两种杂质，最好选用 ( )A.水B.盐酸C.硫酸D.烧碱溶液8.地壳中含量第一和第二的两种元素形成的化合物不具有的性质是（）A. 熔点高，硬度大B.与碳单质在高温下反应可制取两种元素中的一种单质C.可与纯碱反应D. 是酸性氧化物，与水反应生成对应的酸9．反应SiO2 + 3C = SiC + 2CO↑中，氧化剂和还原剂的质量比为（）A.36:60B.60 ：36C.1 ：2D.2 ：110.有10克不纯碳酸钙样品,与足量盐酸反应生成4.4克二氧化碳气体，且溶液中残留难溶物，则对此样品中含杂质情况的判断正确的是（）①碳酸镁②碳酸钾③二氧化硅A. 肯定含有①③，不含②B.肯定含有①③，可能含②C. 肯定含有②③，不含①D. 肯定含有②③，可能含①11.盛放烧碱溶液的试剂瓶为什么不能用磨口玻璃塞?请说明原因并用离子方程式表示有关反应. ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿第二节铝金属材料编制: 张长久【基础知识】1、铝为_______色金属。
铝是一种______的金属，它容易与氧气反应。
常温时，铝被空气中的氧气氧化，在其表面形成___________，阻止了内部的铝继续与氧气反应。
2、在_________的条件下，铝粉能与氧气反应，反应方程式：______________________________________________________________________. 3、铝粉和氧化铁粉末的混合物称为____________，反应现象为____________ _____________________，其反应方程式为：_____________________，其应用为_____________、___________________。
4、铝作为金属，具有与酸反应的性质，其反应的离子方程式为_________________________________________。
铝还有其特性，可以与_______反应，其离子反应方程式________________________________________。
5、氧化铝既能与______反应又能与_______反应，写出它具有两性的离子方程式____________________、____________________________。
6、实验室制取氢氧化铝的离子方程式为___________________________，为什麽不用强碱制取，用离子方程式解释________________________。
氢氧化铝是几乎不溶于水的物质，能凝聚水中的悬浮物，所以可以用来进行水的________。
7、冶金工业上，常将金属材料分为___________和___________两大类。
8、金、银、铜是典型的_________________材料，都属于__________金属。
铜在潮湿的空气中可形成一层铜绿，化学方程式为________________ ___________________。
铜可以与氯气、氧气和硫反应，写出他们反应的化学方程式______________________、____________________、____________________________，他们的氧化性强弱_______________.【巩固练习】1、下列物质中，既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的是（）A.碳酸氢铵B.氢氧化铝C.硫酸氢氨D.硝酸镁2、质量相同的两块铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应，产生的氢气体积比（）A.1：2B.1：3C.1：1D.3：23、足量的铝块分别与等物质得量的盐酸和氢氧化钠反应，产生的气体体积比（）A.1：3B.1：2C.3：2D.1：14、由钠、镁、铝、锌四种单质中的两种组成的合金12g，跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气（标准状况），那末此合金中一定含有（）A.钠B.镁C.铝D.锌5、某溶液中有氨根离子、镁离子、二价铁离子、铝离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，加热并搅拌，在加入过量的盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（）A.氨根离子B.镁离子C.铝离子D.二价铁离子6、为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂（）A.稀硝酸B.浓硝酸C.浓盐酸D.氢氧化钠溶液7、某无色透明溶液可以与铝反应产生氢气，下列离子组中，在其中可以大量共存的是（）A. OH-NO3-Ba2+Cl-B. H+Mg2+Ba2+NO3-C. H+SO42+Al3+Cu2+D.Na+ k+MnO4-Cl-8、用铝箔包裹住4.6克金属钠，用针扎出一个小孔，用镊子夹住，放入水中，带完全反应后，收集到的气体在标准状况下体积为（）A.1.12LB.0.56LC.大于2.24LD.小于2.24L9、有氯化钠、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁、氯化铝五种溶液，只需要一种试剂就可把他们鉴别出来，这种试剂是（）A.盐酸B.氨水C.KSCN溶液D.烧碱溶液10、向含有a mol 氯化铝的溶液中加入含b mol氢氧化钠的溶液，生成的沉淀物质的量可能是（）①a mol ②b mol ③a/3 mol ④b/3 mol ⑤a/2mol ⑥0 mol⑦(4a-b)molA.①③④⑥⑦B.①③④⑤⑥⑦C.①②③⑥⑦D.①③④⑥11、将一个铝制易拉罐中充满二氧化碳气体，然后往罐内注入足量的氢氧化钠溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内“咔咔”作响，发现易拉罐____________________________，再过一会儿易拉罐又________ ______________________________________________________（1）现象产生的原因_________________________________________反应的离子方程式_______________________________________ （2）现象产生的原因_________________________________________________________________________________ 反应的离子方程式_______________________________________12a、b、c、d、e分别是铜、银、铁、铝、镁五种金属中的一种。
已知①a、c均能与稀硫酸反应放出气体，②b与d的硝酸盐溶液反应，能置换出单质d，③c与强碱反应放出气体，④c、e在冷、浓硝酸中发生钝化，由此可判断：（1）a_______、b_______、c______、d______、e______ （化学式）（2）写出②中的离子方程式__________________________________③中的离子方程式___________________________________13、铝土矿的主要成分是氧化铝、氧化铁、二氧化硅。
请设计方案，从中提取氧化铝。
(1)工业流程图。