非金屬材料的發(fā)展ppt課件

1、第三節(jié)非金屬資料的發(fā)展學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展陶瓷、塑膠與人造纖維技術(shù)工業(yè)加速發(fā)展的要素資源危機(jī)與環(huán)保問(wèn)題應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展十九世紀(jì)以後，人類對(duì)自然科學(xué)的知識(shí)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，並試圖將這些知識(shí)應(yīng)用在生活上面電學(xué)的發(fā)展義大利物理學(xué)家伏特1754-1827解釋電的性質(zhì)，並於1800年製造第一顆實(shí)用的電池。人類對(duì)電學(xué)的知識(shí)不斷進(jìn)步，成為日後新動(dòng)力的來(lái)源，並應(yīng)用到照明或通訊的用途。電的影響電動(dòng)引擎、電燈：影響人的作息電報(bào)、電話：縮短了通訊時(shí)間，拉近了人的距離應(yīng)用電學(xué)所產(chǎn)生的科技對(duì)世界產(chǎn)生艱苦影響化學(xué)的發(fā)展-肥料化學(xué)肥料的製造，對(duì)農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)很大1900年以後，天然的肥料已不敷人類所需，科學(xué)家開(kāi)運(yùn)用合成的方法，大

2、量製造肥料1915年在德國(guó)開(kāi)工生產(chǎn)的氨肥工廠，是化肥的先驅(qū)。影響：價(jià)格廉價(jià)、效果顯著，化肥得以迅速推廣，使糧食供應(yīng)大為添加?；瘜W(xué)的發(fā)展-染料早期的染料：多來(lái)自植物及礦物。缺點(diǎn)：產(chǎn)量有限，色澤不夠豐富，不能耐久。十九世紀(jì)，科學(xué)家在製造奎寧的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一種紫色的沈澱物苯紫胺，可以作為染料。二十世紀(jì)染料的發(fā)展二十世紀(jì)初，應(yīng)用化學(xué)技術(shù)製成的染料進(jìn)入紡織工業(yè)。最初的染料顏色相當(dāng)有限，但英、美、德國(guó)的大企業(yè)努力於新染料的開(kāi)發(fā)，顏色逐漸繁複。合成纖維問(wèn)世之後，上色技術(shù)與天然纖維不盡一樣，於是開(kāi)發(fā)新的染料，使人類的生活更為豐富。醫(yī)藥方面的發(fā)展十九世紀(jì)後期以前，人類所運(yùn)用的大部分藥品來(lái)自天然植物。缺點(diǎn)：因地理

3、條件及人為要素，藥品供應(yīng)有限，有效成分亦無(wú)法控制，影響醫(yī)療效果。新的醫(yī)藥技術(shù)緣由：化學(xué)知識(shí)進(jìn)步後，人類穩(wěn)定天然植物的藥效。例如：利用柳樹(shù)枝的皮所含的水楊酸成分製成阿斯匹靈。另一方面，用合成的方法開(kāi)發(fā)出新的藥物，如：三年代製成的磺胺藥物，可以對(duì)抗細(xì)菌感染。影響：醫(yī)藥進(jìn)步後，很多棘手的疾病遂被抑制。陶瓷技術(shù)的發(fā)展陶瓦器：用高溫?zé)u泥土，出現(xiàn)瓦器、陶器。缺點(diǎn)：由於氣孔多，無(wú)法長(zhǎng)期保管液體。瓷器：主要成分是高嶺土、石英及常石。在攝氏1200度高溫時(shí)，長(zhǎng)石融化，不會(huì)透水，質(zhì)地比較平滑、光亮。瓷器的傳播十三世紀(jì)，中亞商旅將中國(guó)瓷器傳到歐洲，西方人才開(kāi)始認(rèn)識(shí)瓷器1500年前後，義大利半島上米蘭等城市開(kāi)始仿製

4、，初期產(chǎn)量有限。十八世紀(jì)後，開(kāi)始大量生產(chǎn)。陶瓷二十世紀(jì)的發(fā)展因?yàn)榛瘜W(xué)知識(shí)發(fā)達(dá)，開(kāi)始利用燒製陶瓷的概念，將瓷土中參與化學(xué)原料如碳酸鋇、矽、氮、氧化鋁等，以產(chǎn)生不同的物理或化學(xué)特性，稱之為精細(xì)陶瓷，應(yīng)用範(fàn)圍非常廣泛。精細(xì)陶瓷其性質(zhì)隨著添加物的不同而異，有絕緣的、導(dǎo)電的、堅(jiān)硬的。分成三類：電子陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷及生醫(yī)陶瓷電子陶瓷在燒製過(guò)程中，參與不同成分，可成為導(dǎo)電、不導(dǎo)電體、超導(dǎo)體、半導(dǎo)體。可以製成：火星塞、電路機(jī)板、感測(cè)器、錄影機(jī)磁頭、洗淨(jìng)器、掃描器。電器製品上可看到：積體電路、光纖、雷射。結(jié)構(gòu)陶瓷特點(diǎn)：耐熱、隔熱、耐磨、抗輻射用途：用於需求耐高溫的太空設(shè)備或汽車引擎。在核子反應(yīng)爐中，也是重要的結(jié)構(gòu)

5、資料生醫(yī)陶瓷利用陶瓷的特性：容易塑呵斥形、無(wú)毒、不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可以與人體組織結(jié)合。用途：製成螺絲釘，連接骨頭，也可製成人工關(guān)節(jié)、義齒，甚至可用來(lái)修復(fù)頭蓋骨、頸椎。隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，其用途不斷添加。精細(xì)陶瓷的展望因資料獲得較易，製作過(guò)程中耗費(fèi)的能量較少，是未來(lái)工業(yè)發(fā)展的重心之一。塑膠工業(yè)近五十年來(lái)最重要的發(fā)明之一，對(duì)人類生活影響甚大塑膠的發(fā)展塑膠的出現(xiàn)：早在1870年代，德國(guó)的科學(xué)家已經(jīng)將苯酚及甲醛混合在一同，製成一種黑色泥狀物質(zhì)。二十世紀(jì)初，美國(guó)與英國(guó)兩地的科學(xué)家分別研討這這苯酚塑料。塑膠的特性：絕緣、可塑，可應(yīng)用在電燈開(kāi)關(guān)、燈座塑膠工業(yè)塑膠的應(yīng)用1920年代以後，無(wú)色的尿素甲醛及甲醛樹(shù)脂相

6、繼問(wèn)世，可以添加各種顏色，成為家庭用品的重要原料，小至梳紫、肥皂盒，大到桌麵、椅墊都可以應(yīng)用。1970年代，隨著石油化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步，塑膠有更進(jìn)一步的發(fā)展。例如：聚乙烯、聚氯乙烯及聚苯乙烯，可以製成絕緣、防震、吸音等資料，也可製成塗料乳膠漆、塑膠袋、鞋類。天然纖維古人衣著的來(lái)源是皮毛及植物的纖維兩河流域及埃及在西元前3000年左右已有亞麻栽培、中國(guó)以大麻為主。將麻類的莖經(jīng)過(guò)浸泡後，可以分離出纖維，成為衣物的主要來(lái)源。棉花原產(chǎn)於印度，後來(lái)分別傳入中國(guó)及埃及，由於纖維柔軟，迅速獲得推廣。蠶絲發(fā)源於中國(guó)，後傳到日本及歐洲，但數(shù)量有限，價(jià)格昂貴。工業(yè)革命對(duì)穿著的影響工業(yè)革命首先從紡織業(yè)開(kāi)始，先是毛紡織業(yè)

7、，後來(lái)轉(zhuǎn)變成棉紡織業(yè)。大量生產(chǎn)，使價(jià)格降低。到二十世紀(jì)後，人造纖維問(wèn)世，大大改變?nèi)祟惖拇┲Ｈ嗽炖w維的發(fā)展1930年代，美國(guó)的科學(xué)家製造出尼龍，可以已故太的方式出現(xiàn)，也可以拉成纖維，製造尼龍襪等。1940年代，發(fā)展出人造聚酯纖維，其中又以丙烯酸係纖維為主。成為現(xiàn)代衣物的重要原料人造纖維最初因?yàn)槿旧墓ば蚺c棉、毛紡織不同，引起疑慮，不願(yuàn)投資。後來(lái)，化學(xué)工業(yè)先以混紡方式，拓展人造纖維的市場(chǎng)。特征：有易乾、不遭蟲(chóng)咬及不皺等特性，逐漸遭到重視，成為今日衣服的重要資料。大量運(yùn)用，但不易分解、不溶於水，有環(huán)保的問(wèn)題。玻璃的出現(xiàn)西元前3000年前，埃及以出現(xiàn)以裝飾為主的玻璃製品。西元前1500年，做為容器的

8、玻璃也已經(jīng)出現(xiàn)。缺點(diǎn)：保管不易、價(jià)格昂貴，只是上層社會(huì)專屬。玻璃走進(jìn)生活之中1680年代，法人發(fā)展出新的技術(shù)，才走近普通人的生活之中。十九世紀(jì)以後，玻璃製作技術(shù)有突破性發(fā)展，如：強(qiáng)化玻璃可以製作建築資料、桌面、隔間；耐熱玻璃可以製作鍋、爐具等。玻璃的應(yīng)用1880年代，英格蘭地區(qū)已經(jīng)利用玻璃來(lái)製作玻璃纖維。雷射出現(xiàn)後，玻璃可以成為光波的良好媒介，但由於其中雜質(zhì)過(guò)多，所以科學(xué)家開(kāi)始找耗損較少的玻璃。1960年代，科學(xué)家開(kāi)發(fā)折射佳、易融化，便於製造的合成玻璃。1970年代，熔解矽石添加一些化合物後可以成為玻璃纖維的良好材質(zhì)。從此以後，光纖科技成為數(shù)位通訊的重要媒介。矽晶是玻璃工業(yè)的另一項(xiàng)重要發(fā)展19

9、30年末代，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)矽的導(dǎo)電現(xiàn)象，發(fā)展出天然半導(dǎo)體。1940年代末期，電晶體開(kāi)始問(wèn)世，引起了大眾傳播的革命。工業(yè)發(fā)展加速傳統(tǒng)工業(yè)：機(jī)器製造、紡織業(yè)1890年代：電器及製藥工業(yè)成為重要領(lǐng)域國(guó)家工業(yè)能否發(fā)達(dá)的重要要素：技術(shù)、生產(chǎn)戰(zhàn)略、資本專利法規(guī)：鼓勵(lì)私人或企業(yè)投入更多經(jīng)費(fèi)及人力從事研討及發(fā)展，並保護(hù)其研討的結(jié)果。驚人的工業(yè)發(fā)展速度時(shí)間：二十世紀(jì)中期以後緣由：1.生產(chǎn)線組裝成為主流。2.知識(shí)交換迅速。3.政府的獎(jiǎng)勵(lì)與補(bǔ)助。影響：?jiǎn)挝槐惧X(qián)降低、使許多工業(yè)產(chǎn)品售價(jià)降低，許多人都可以享用現(xiàn)代文明的成果。資源危機(jī)與循環(huán)利用決定文明的重要要素：糧食、能源、天然資源現(xiàn)代科學(xué)努力的兩個(gè)重要方向：原子能、太陽(yáng)能金屬短缺情形尚未發(fā)生的緣由1.開(kāi)採(cǎi)技術(shù)進(jìn)步2.尋求替代品3.推動(dòng)資源回收，提高循環(huán)利用環(huán)境保護(hù)問(wèn)題油輪觸礁呵斥原油外洩，影響某個(gè)地方的生態(tài)問(wèn)題工業(yè)廢水、廢棄或廢料呵斥環(huán)境污染1986年俄羅斯車諾比核能電廠發(fā)生不測(cè)，大量輻射外洩臭氧