九年级化学下册第9章化学与社会发展第2节新型材料的研制课件（沪教版）

第9章 化学与社会发展 第2节 新型材料的研制 石器时代 青铜器时代 青铜（主要为Cu、Sn合金） 青铜器（战国）错金犀牛尊 青铜器（战国）司母戊方鼎 青铜器时代 铁器时代 铁耙 两汉时期 西汉农具 材 料 复合材料 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 无机材料 纯金属 合金 金属材料： 纯金属和合金 钛合金与人体有 很好的“相容性 ”，因此可用来 制造人造骨。 钛金属腕表 钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多 优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、 机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们 放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远 优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船 舶、化工和通讯设备等。 钛合金 钛合金优点： 高强度； 高韧性； 耐腐蚀； 质地轻。 储氢合金 主要由钛系储氢合金、 锆系储氢合金、铁系 储氢合金以及稀土系 储氢合金 重要应用 利用储氢合金制 造镍氢电池 形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛 用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、 防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫 正等医疗材料。 形状记忆合金的特点 形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其 特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和 体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢 复原来的形态。 全程Ti-Ni记忆合金花 金属材料 • 包括纯金属和合金 • 金属材料使用的历史 • 几种新型合金 钛合金 储氢合金 “形状记忆”合金 青铜器时代：青铜 铁器时代：生铁和钢 近现代: 铝 金属材料在人类社会发展中起着重要的作用，但是人 们需要防止金属材料的腐蚀，延长金属材料的使用寿命。 请你结合已学过的知识和已有的生活经验，谈一谈在使 用金属材料时应注意哪些问题？ 问题◆思考 交流与讨论 我们发现在金属利用的过程中,首先利用青铜, 然后 开始使用铁及钢制品,到近现代才开始利用铝制品。 请你思考一下,这样一个顺序与那些因素有关? 金属活动性强弱 冶炼金属的难易程度 无机非金属材料 陶瓷、水泥、大理石、 玻璃等。 • 古代的陶瓷 • 新型陶瓷材料 • 其他无机非金属材料 古代的陶瓷 —— 陶器 新石器时代马家 窑文化 螺旋纹彩陶双耳 瓮 新石器时代半坡文化 陶俑壶 新石器时代 彩陶人面纹钵 古代的陶瓷 —— 瓷器 清光绪 青花云纹瓶 唐 骆驼载乐俑 北宋 白釉刻花梅瓶 某些新型陶瓷能承受高温、强度高 氮化硅(Si3N4)陶瓷在1 200 ℃左右的高温下，仍具有 很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模 具等。 某些新型陶瓷具有生物特性 据新华社墨西哥城2004年1月20日电墨西哥科学院日 前发表的一份材料说，该国科研人员经过10年的努力， 成功开发出一种可供移植的新型陶瓷骨。   研究者强调说，这种陶瓷骨具有组织相容性和生物 稳定性好等特点。它不会导致排异反应，有利于诱导骨 质的生长。这种人工骨富含钙、锌，有利于手术后伤口 皮肤更快愈合。 某些新型陶瓷具有压电效应 如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生 一个电火花，将机械能转变成电能。 医用B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，它实现的 却是一个逆向转换：将电脉冲转变成机械振动，产生超 声波。 玻璃 污染变色玻璃   美国加州大气污染观测实验室研制出一种能探测 污染的污染变色玻璃。这种玻璃受到污染气体污染时 能改变颜色，例如当受到酸性气体污染时变成绿色、 受到含胺气体污染时变成黄灰色等，用它来制作污染 检测材料和标示材料将具有广泛的用途。 自洁玻璃   日本东京大学发明了一种二氧化钛（TiO2）涂层 玻璃，能防止污垢和水点聚积于表面，可达到自动清 洗和防震的效果，可不费气力清洁玻璃窗。 新型无机非金属材料——光导纤维 涂有隐形材料的飞机---F117 有机高 分子材料 天然材料 合成材料 天然橡胶 天然纤维：棉花、羊毛 塑料 合成纤维 合成橡胶 有机高分 子材料 （以石油 为原料的 三大合成 材料） 塑料 聚乙烯塑料：食品袋 聚氯乙烯塑料：服装袋、农 用薄膜、雨衣等 合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶等 合成橡胶：轮胎 优点：强度大、密度小； 缺点：不耐高温。 纤 维 天然纤维：毛、丝、麻、棉 化学纤维 合成纤维：尼龙、腈纶、涤纶 等 人造纤维：人造棉、人造丝 等 （蛋白质） 天然橡胶： 森林中有一种高大的乔木，叫 作“三叶树”。如果用小刀在它 的树皮上割开一个小口子，便会 有牛奶似的树汁流淌出来。这种 树汁，就是今天人们所熟悉的橡 胶的最初来源。在印第安人的土 语中，“橡胶”就是“树木的眼 泪”的意思。 棉花和羊毛的纤维都是天然纤维 由于天然有机高分子材料的有限，人们以石油、煤、 天然气、等物质作原料，经化学合成和加工制得的化学高 分子材料，主要有塑料、合成橡胶、合成纤维。 有机合成材料 （１）塑料：塑料的品种很多，用 途也各不相同。常见的塑料：聚乙 烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚 苯乙烯（PS）、有机玻璃 （PMMA）和电木塑料。使用最多 的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料。 聚氯乙烯 聚乙烯 考考你？你知道聚乙烯和聚氯乙烯的区别方法吗 ？提示你：聚氯乙烯含有C、H、Cl三种元素而聚 乙烯只含有C、H两种元素。 实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯 实验样品 实验现象 解释与结论 聚乙烯 聚氯乙烯 组成元素为C、H，生成 物为CO2、H2O，故聚乙 烯无毒，可用于包装食品。 组成元素为C、H、Cl， 生 成 物 除 了 CO2、 H2O 外，还有HCl或其他含 氯物质。故聚氯乙烯有 毒，不宜用于包装食品。 边燃烧边熔化， 无刺激性气味， 无黑烟 不 易 点 燃 ， 燃 烧 时 有 刺 激 性 气 味 ， 并 有 大 量黑烟 塑料的应用带来的负面影响——“白色污染” 如何在生活中减少“白色污染”的产生？ 怎样减少白色污染？ 1.尽可能的减少使用塑料制品 2.回回收废旧塑料收废旧塑料 3.研研制和推广可降解塑料制和推广可降解塑料 4.制制造和使用回收塑料造和使用回收塑料 回收废旧塑料的好处： 1.减少废弃塑料的数量，减少白色污染； 2.节约石油资源。 利用回收的废塑料使之资源化 ——垃圾是放错了位置的资源 1.直接作为材料 2.制燃料油 3.制燃料气 4.用化学方法加工制防水材料 （2）合成橡胶 人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡 胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘 性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、 国防、交通及日常生活中。 可 耐 两 千 度 高 温 的 透 明 橡 胶 （3）合成纤维 合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但 它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉 纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适美观。 活动 ◆ 探究 天然纤维和人造纤维的区别？ 几种纤维的性质比较实验 性质 纤维 种类 灼烧情况 受酸影 响 受碱 液影 响 结论与解释 棉花（天 然植物纤 维） 迅速燃烧，产生 黄色火焰，有烧 纸的气味，固体 剩余物松脆 变脆 稍微 膨胀， 变脆 植物纤维主要是由纤 维素组成，在酸性或 者碱性溶液中容易水 解为葡萄糖 羊毛线 （天然动 物纤维） 燃烧，并产生烧 焦羽毛的气味， 固体剩余物松脆 几乎无 变化 变脆 动物纤维中含有蛋白 质，在碱性溶液中容 易被分解。 尼龙线 （合成纤 维） 燃烧时先卷曲、 融化，后燃烧， 冷却后固体剩余 物变硬 几乎无 变化 几乎 无变 化 合成纤维耐酸碱溶液 的腐蚀 复合材料 1.定义：是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形成 的材料，具有更优异的综合性能。 2.主要几种复合材料 （1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土（无机非金 属材料）的复合材料； （2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成 材料）的复合材料； 3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（无机非金属材 料）的复合材料； （4）碳纤维。 机动车轮胎 玻璃钢 谢谢观赏