小學(xué)科學(xué)課件材料

小學(xué)科學(xué)課件材料第一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日1、傳統(tǒng)材料和新型材料

1）舉例說(shuō)明傳統(tǒng)材料（鋼鐵、銅、鋁、水泥、橡膠、陶瓷、塑料等）對(duì)人類(lèi)生活方式和生活質(zhì)量的影響，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，以及對(duì)環(huán)境的影響

2）舉例說(shuō)明新型材料（超導(dǎo)材料、納米材料等）對(duì)人類(lèi)生活方式和生活質(zhì)量的影響，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，以及對(duì)環(huán)境的影響第二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日所謂材料，是指人類(lèi)用來(lái)制作有用物件的物質(zhì)；材料是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類(lèi)社會(huì)文明的重要支柱。新材料則是指最近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能的一類(lèi)材料。材料科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破，都會(huì)引起生產(chǎn)技術(shù)的革命，極大加速社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。歷史分期：以人類(lèi)使用工具的材料劃分石器時(shí)代陶器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代硅時(shí)代第三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日材料具有的性質(zhì)延展性：即延性和展性。延性就是能延長(zhǎng)的性質(zhì)，例如鐵能制成鐵絲；展性是能展開(kāi)的性質(zhì)，鋁能制成很薄的鋁箔。一般來(lái)說(shuō)，延性?xún)?yōu)良的物質(zhì)展性也優(yōu)良，所以可統(tǒng)稱(chēng)為延展性。穩(wěn)定性：屬于化學(xué)性質(zhì)，比如見(jiàn)光或受熱是否容易分解，是否易和氧氣反應(yīng)等?？伤苄裕壕褪侵府?dāng)材料在一定溫度和壓力下，受到外力作用時(shí)可產(chǎn)生形變，而外力去除后仍能保持受力時(shí)的狀態(tài)。第四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日一.傳統(tǒng)材料金屬材料:包括純金屬以及合金，合金是混合物。

如銅、鋁、鋼鐵無(wú)機(jī)非金屬材料:如水泥、陶瓷、玻璃有機(jī)合成材料:如塑料、橡膠、合成纖維合金的組成由兩種或兩種以上的金屬的結(jié)合構(gòu)成，一般它在功能上會(huì)具有各金屬成分的優(yōu)點(diǎn)，甚至?xí)幸恍┬鹿δ艹霈F(xiàn)。

第五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日金屬材料1.鋼鐵煉鐵：鐵礦石與石灰石、焦炭混合后在空氣中加熱，可得到生鐵。煉鋼：生鐵在富氧空氣中加熱，降低含碳量后得到鋼。生鐵一般硬而脆，工業(yè)上適合鑄造，不適合鍛造。鋼一般有一定的韌性，既適合鑄造，也適合鍛造。所以鋼的用途更廣鋼鐵的銹蝕：實(shí)質(zhì)上是鐵在有水存在的情況下，發(fā)生緩慢氧化的過(guò)程由于鐵銹疏松，透氣性、吸水性較好，所以鋼鐵制品一旦生銹，如不及時(shí)處理，生銹的過(guò)程不會(huì)自動(dòng)停止，只會(huì)越來(lái)越快。關(guān)于金屬的污染：一是冶煉金屬時(shí)產(chǎn)生廢氣、廢渣造成的污染。一是廢棄金屬對(duì)環(huán)境造成的污染。第六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋼的分類(lèi)第七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日生鐵和鋼的比較第八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日煉鐵和煉鋼

第九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日金屬材料2.銅銅的物理性質(zhì)：純銅呈紫紅色，熔點(diǎn)約1083.4℃，沸點(diǎn)2567℃，密度8.92g/cm3，具有良好的延展性。1g純銅可拉成3000m細(xì)銅絲或壓延成面積為10m2幾乎透明的銅箔。純銅的導(dǎo)電性?xún)H次于銀，但比銀便宜得多，所以當(dāng)今世界一半以上的銅用于電力和電訊工業(yè)上。銅在潮濕的空氣中易在其表面生成堿式碳酸銅（銅綠）。銅常用于制造銅線、電極以及電鍍工業(yè)。第十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日銅合金第十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日金屬材料3.鋁鋁的物理性質(zhì)：純凈的鋁是具有銀白色光澤的金屬，有良好的延展性，制成鋁箔可包裝紙煙、糖果。鋁的導(dǎo)電性?xún)H次于銀和銅（導(dǎo)電率為銅的64%，密度小于2.70g/cm3，為銅的30%），因而鋁廣泛地代替銅做電纜。鋁有良好的導(dǎo)熱性，大量用于制做炊具，還可以做太陽(yáng)能的吸收裝置鋁是人類(lèi)繼銅、鐵之后，第三種被廣泛應(yīng)用的金屬。第十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑，在空氣中很快生成一層致密的氧化物薄膜，可防止進(jìn)一步氧化，此氧化膜不溶于水，因而使鋁不與水作用鋁在氧氣中加熱時(shí)劇烈地燃燒，發(fā)出炫目的白光，并放出大量的熱。第十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁與氧結(jié)合的能力很強(qiáng)，是親氧元素，它能從許多金屬氧化物中奪取氧，而且產(chǎn)生大量的熱，溫度很高，可使游離出來(lái)的金屬熔化。由此可制取金屬，常稱(chēng)鋁熱法，冶金工業(yè)上用鋁熱法制備金屬鉻、錳、釩等。例如：Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr第十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁是兩性金屬，可與稀酸（鹽酸或硫酸）、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽，同時(shí)放出氫氣。把鋁放入冷硝酸中，會(huì)使其“鈍化”，而不與稀酸反應(yīng)。第十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁的最主要用途是制造各種輕質(zhì)合金，鋁合金具有質(zhì)輕硬度大的優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于航空、汽車(chē)工業(yè)以及國(guó)防工業(yè)上，同時(shí)在日常生活中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如制造門(mén)窗、家俱和飲具等。純鋁也大量用來(lái)制作電線和電纜，此外也用于制造特種漆料，藥膏、化妝品軟管和容器及包裝箔等。有機(jī)鋁化合物，如三乙基鋁為立體定向聚合催化劑。第十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁的用途

(1)鋁的密度很小，僅為2.7g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁；防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由70%的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。第十七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日第十八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(2)鋁的導(dǎo)電性?xún)H次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3，但密度只有銅的1/3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)中有廣泛的用途。第十九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(3)鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。(4)鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器，醫(yī)療器械，冷凍裝置，石油和天然氣管道等。第二十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(5)鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉末狀時(shí)的顏色多為黑色），常用來(lái)做涂料，俗稱(chēng)銀粉、銀漆，以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。(6)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥（由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其它可燃性有機(jī)物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來(lái)攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲(chóng)膠4%）第二十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(7)鋁熱劑常用來(lái)熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過(guò)程中的脫氧劑。鋁粉和石墨，二氧化鈦（或其它高熔點(diǎn)金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷，它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。第二十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(9)鋁板對(duì)光的反射性能也很好，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽(yáng)灶反射鏡等。(10)鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也常用鋁。第二十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁的生物功能：鋁不但是人體必需的微量元素之一，還可以入藥治病。如用Al(OH)3治療胃病及十二指腸潰瘍已有多年歷史。胃舒平等也是含鋁藥物。人體內(nèi)的微量鋁可阻擋腸道內(nèi)磷的吸收，降低血磷，阻止繼發(fā)性副甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)引起的血磷增高、軟組織鈣化及腎結(jié)石形成，但是，過(guò)量鋁攝入身體也會(huì)帶來(lái)危害。由于鋁制品及鋁化合物的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代人身體內(nèi)的鋁含量比古代人增加了2倍。當(dāng)鋁制品盛放咸、酸性或堿性食物時(shí)，其表面保護(hù)膜就會(huì)遭到破壞，氧化鋁就會(huì)被溶解成膠體溶液。這種氧化鋁融合在食物中，便會(huì)使人體鋁攝入量增多。如此，日積月累，勢(shì)必影響健康。第二十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)人體內(nèi)蓄積的鋁超過(guò)正常值5倍以上，即可破壞某些酶的活性，降低胃酸，引起消化功能紊亂。鋁還可以抑制消化道對(duì)磷的吸收，干擾磷的代謝，破壞正常鈣磷的比例，影響骨骼和牙齒的發(fā)育，并能使骨骼脫鈣、軟化、疏松。在正常人的大腦中，鋁的含量?jī)H為2mg～3mg。由于鋁的攝入量過(guò)多，天長(zhǎng)日久也會(huì)在大腦中堆積起來(lái)，尤其易堆積在大腦皮層和隨意運(yùn)動(dòng)的大腦海馬區(qū)等部位，使人的記憶力減退、情緒淡漠、反應(yīng)遲鈍、心情煩燥、精神萎靡，使人腦組織老化速度加快，這種現(xiàn)象被人們稱(chēng)為老年癡呆癥。此外，長(zhǎng)期攝鋁過(guò)多，還會(huì)使人的皮膚皺紋增多，頭發(fā)容易脫落、視力下降。使用鋁制炊具的另一個(gè)最大弊端，在于隔絕了人們攝取鐵的一條重要渠道，使患缺鐵性貧血的人與日俱增，尤其是婦女兒童更為明顯。第二十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日為了減少鋁制炊具中鋁對(duì)人體的過(guò)量攝入，在使用鋁制炊具時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：1．應(yīng)避免同其它硬質(zhì)器具摩擦，以防鋁表面氧化膜被破壞；2．鋁制品不宜久放鹽、醬、醋、酒、茶、水果汁、發(fā)酵粉、牛奶等調(diào)味品和飲料，以防鋁溶解進(jìn)入食物；3．鋁鍋燒煮食物時(shí)間不宜太久，應(yīng)控制在4h以?xún)?nèi)。不要在鋁鍋內(nèi)炸食品；4．由于氟對(duì)鋁的腐蝕性強(qiáng)，所以在含氟量高的水質(zhì)中，盡量減少使用鋁制炊具。第二十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日在酸雨地區(qū)，酸雨滲入地下，會(huì)引起地下水酸化，酸化的水中的鋁、銅、鋅、鎘比中性地下水中高幾十倍。第二十七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁合金

以鋁為基加入其他元素組成的合金。純鋁的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕性能良好，主要用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料，但強(qiáng)度低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。鋁可與許多化學(xué)元素形成合金以改善性能。鋁合金比重輕，比強(qiáng)度接近合金鋼，比剛度超過(guò)鋼，塑性好，鑄造和可切削性也較好，適宜制造重量輕的結(jié)構(gòu)部件，因此成為航空工業(yè)不可缺少的材料，在交通運(yùn)輸、建筑、輕工、化工、儀表機(jī)械等部門(mén)，在家用器具方面也得到廣泛應(yīng)用。鋁及某些鋁合金用陽(yáng)極氧化等法處理，通過(guò)著色工藝，生成各種顏色，廣泛作包裝、裝飾材料使用。第二十八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日鋁合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域戰(zhàn)機(jī)艦船導(dǎo)彈火箭人造衛(wèi)星戰(zhàn)車(chē)高速列車(chē)汽車(chē)高層建筑材料科學(xué)與工程學(xué)院第二十九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日【例1】鋁的用途與性質(zhì)的關(guān)系(只選一次)(A)質(zhì)輕(B)延展性好(C)易傳熱(D)易導(dǎo)電(E)氧化時(shí)放熱

①太陽(yáng)能熱水器[

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②飛機(jī)[

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③焊接鐵軌[

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④電纜[

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⑤鋁箔[

]第三十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日

5、我國(guó)古代主要的化學(xué)成就有：(1)制造青銅器；(2)冶鐵煉鋼；(3)濕法煉銅，按歷史年代先后順序排列應(yīng)是[

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A、(1)(2)(3)B、(3)(2)(1)

C、(1)(3)(2)D、(3)(1)(2)第三十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)機(jī)非金屬材料1.水泥水泥：水泥是最常用的建筑材料，它也是硅酸鹽，普通的水泥也稱(chēng)為波特蘭水泥。它是由石灰石和粘土配合，加熱到燒結(jié)的程度，而后粉碎研磨制成，舊時(shí)也稱(chēng)水門(mén)汀，是由英文音譯而來(lái)。水泥在空氣或水中都能硬化第三十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日水泥主要原料主要設(shè)備反應(yīng)條件普通水泥主要成分主要性質(zhì)黏土石灰石石膏（輔料）水泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣：3CaO*SiO2硅酸二鈣：2CaO*SiO2鋁酸三鈣：3CaO*Al2O3水硬性第三十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日1.建筑用粘合劑——水泥沙漿的成分是什么？2.混凝土又是什么做成的？水泥沙子和水的混合物水泥沙子和碎石混合而成第三十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日第三十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日陶瓷是一種古老的制品，它是由粘土或粘土加入石英和長(zhǎng)石等的混合物經(jīng)成形、干燥和焙燒而成的。陶瓷：陶瓷是統(tǒng)稱(chēng)，陶器和瓷器不一樣，陶器是質(zhì)地較粗的陶瓷制品。瓷器是質(zhì)地較細(xì)、不透明或半透明的陶瓷制品。在金屬表面覆蓋一層陶瓷質(zhì)材料，叫做陶瓷涂層。搪瓷：在鋼鐵等制件的表面用陶瓷類(lèi)材料進(jìn)行處理，形成耐腐蝕的覆蓋層，就是搪瓷?？赡透邷?，但易裂開(kāi)。無(wú)機(jī)非金屬材料2.陶瓷第三十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日陶瓷主要原料生產(chǎn)過(guò)程反應(yīng)條件種類(lèi)性能黏土混合、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻高溫土陶、陶器、炻器、瓷器抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型第三十七頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日第三十八頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日二、陶瓷材料

1.傳統(tǒng)陶瓷

原料:天然礦物(巖石、沙子、粘土、……)

制備：燒制

例如水泥、玻璃、磚瓦、耐火材料……

第三十九頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日2.幾種新型陶瓷材料

(1)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷

原料:

氮化硅、碳化硅、……

制備:1700℃燒結(jié)

用途:

汽車(chē)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)

陶瓷刀具（超薄）第四十頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(2)透明陶瓷(光學(xué)陶瓷)

特點(diǎn)光學(xué)性能優(yōu)異

耐高溫(熔點(diǎn)2000℃以上)

用途高壓燈（如高壓鈉燈工作溫度1200℃

壽命1—2萬(wàn)小時(shí)）

防彈玻璃

(3)光導(dǎo)纖維

(4)生物陶瓷特點(diǎn):耐腐蝕、穩(wěn)定性好

用途:人體器官、組織修復(fù)、再造

第四十一頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日(5)金屬陶瓷

隨著火箭、人造衛(wèi)星及原子能等高技術(shù)的發(fā)展，對(duì)耐高溫材料提出了新的要求，人們希望材料既能在高溫時(shí)保持很高的強(qiáng)度和硬度，能經(jīng)得起激烈的機(jī)械震動(dòng)和溫度變化，又有耐氧氣腐蝕和高絕緣性等性能。但無(wú)論是高熔點(diǎn)金屬還是陶瓷都無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足這些要求。金屬陶瓷是由陶瓷和粘接金屬組成的非均質(zhì)的復(fù)合材料。陶瓷主要是氧化鋁、氧化鋯等耐高溫氧化物或它們的固溶體，粘接金屬主要是鉻、鉬、鎢、鈦等高熔點(diǎn)金屬。將陶瓷和粘接金屬研磨混合均勻，成型后在不活潑氣氛中燒結(jié)，就可制得金屬陶瓷。金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，它密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好，不會(huì)因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂。另外，在金屬表面涂一層氣密性好、熔點(diǎn)高、傳熱性能很差的陶瓷涂層，也能防止金屬或合金在高溫下氧化或腐蝕。金屬陶瓷廣泛地應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)的外殼、燃燒室的火焰噴口等處。第四十二頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日思考題1.我國(guó)最著名的陶器產(chǎn)地在什么地方？有什么之稱(chēng)？2.我國(guó)素有“瓷都”之稱(chēng)的地方在那里？江蘇宜興，有陶都之稱(chēng)江西景德鎮(zhèn)第四十三頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日有機(jī)合成材料1.塑料塑料是指可以塑造的材料，或者說(shuō)具有可塑性的材料，它應(yīng)該包括陶土和石膏之類(lèi)的材料。而目前塑料的概念已經(jīng)是專(zhuān)指高分子合成材料。塑料、纖維和橡膠并無(wú)嚴(yán)格的分界線，例如纖維未定向拉伸之前，或橡膠在低溫下都是塑料。第四十四頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚丁烯等，它們的原料均來(lái)源于石油或天然氣，因此在塑料中是產(chǎn)量最大的品種。聚乙烯為其代表，如食品包裝袋、油桶是我們最熟悉的應(yīng)用。但它的主要缺點(diǎn)是受熱和在空氣中易老化。聚氯乙烯的最主要缺點(diǎn)是耐熱性差，超過(guò)60℃就要變形，還有一定毒性。不過(guò)目前已出現(xiàn)無(wú)毒的聚氯乙烯樹(shù)脂。第四十五頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日白色污染：最早指的是由聚苯乙烯制成的快餐包裝盒對(duì)鐵路兩邊造成的污染，后來(lái)泛指塑料制品對(duì)環(huán)境造成的污染。解決對(duì)策：（1）加強(qiáng)環(huán)保教育，不要隨意丟棄廢飯盒。（2）尋找一種能替代聚苯乙烯的材料，這種材料可以在自然條件下發(fā)生降解而消失。（3）對(duì)聚苯乙烯飯盒回收。第四十六頁(yè)，共五十一頁(yè)，2022年，8月28日有機(jī)合成材料2.橡膠天然橡膠能從近500種不同植物中獲得，但主要是從熱帶植物——橡膠樹(shù)中