化學(xué)與社會生活材料

關(guān)于化學(xué)與社會生活材料

新材料一旦應(yīng)用，大大促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，材料是人類文明的基石。材料第2頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

新材料也使人類的文明生活發(fā)生變化。材料是人類生活提高的重要標(biāo)志。第3頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

材料是指能為人類作有用物件的物質(zhì)。人類利用材料的歷史發(fā)展：陶器——青銅——鐵器——半導(dǎo)體——高分子材料——各種材料百花齊放第4頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1、按化學(xué)組成分：

金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料

2、按使用性能分：

結(jié)構(gòu)材料——力學(xué)性能

功能材料——光、電、磁、熱、聲特性和效應(yīng)3、按材料的應(yīng)用對象：

信息材料、能源材料、生物材料、建筑材料

材料的分類第5頁,共162頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合。要求材料不僅能起到結(jié)構(gòu)上的作用，而且能具有特定的功能。智能型。要求材料本身具有感知、自我調(diào)節(jié)和反饋的能力，即具有敏感和驅(qū)動的雙重功能。少污染。為了人類的健康，要求材料的制作和廢棄的過程中盡可能少對環(huán)境污染?？稍偕?。一方面是保護(hù)和充分利用自然的資源，另一方面又不為地球積存太多的廢料。節(jié)約能源。要求制造時能耗少；要求能夠幫助節(jié)能和利用新的能源。長壽命。要求材料能少維修或不維修，物美價廉。

材料的新要求第6頁,共162頁，2024年2月25日，星期天多相復(fù)合材料，包括纖維（或晶須）增強(qiáng)或補(bǔ)強(qiáng)的復(fù)合材料、第二相顆粒彌散的復(fù)合材料、兩（多）相復(fù)合材料、無機(jī)和有機(jī)復(fù)合材料、無機(jī)物和金屬復(fù)合材料、梯度功能復(fù)合材料以及納米復(fù)合材料等，它們已成為當(dāng)前材料研究的重要對象。（組成）納米材料，指材料的晶粒和晶界等顯微構(gòu)造達(dá)到納米級尺度水平的材料。從微米級到納米級的進(jìn)步，不僅是制備工藝上的躍進(jìn)，而且將推動材料科學(xué)理論的發(fā)展。納米級材料將會有意想不到的新的和高的性能。（構(gòu)成尺寸）

材料研制方向第7頁,共162頁，2024年2月25日，星期天智能材料，它既能像人的五官那樣感知客觀世界，又能能動地對外作功、發(fā)射聲波、輻射電磁波和熱能，甚至促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和改變顏色等類似有生命物質(zhì)的智慧反應(yīng)。當(dāng)然這類材料的智慧功能的獲得是材料與電子、光電子技術(shù)結(jié)合的結(jié)果。（功能）生物材料，為了保障人類的健康和長壽，生物材料的發(fā)展尤為人們所注意。生物材料的目標(biāo)是對人體組織的矯形、修復(fù)、再造、充填以維持其原有功能。它要求材料具有相適應(yīng)的性能外，還必須有與人體組織的相容性以及一定的的生物活性。

材料研制方向第8頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

新興材料的研制和生產(chǎn)，是科學(xué)技術(shù)知識密集的新興產(chǎn)業(yè)。它的發(fā)展與新工藝、新技術(shù)密切相關(guān)。美國約有1/3的科技人員從事材料科學(xué)研究、開發(fā)和應(yīng)用工作。目前，我國也在不斷提高原有材料性能的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展新型材料，以滿足社會發(fā)展的需要。第9頁,共162頁，2024年2月25日，星期天金屬材料無機(jī)非金屬材料合成高分子材料復(fù)合材料

主要內(nèi)容第10頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

金屬材料第11頁,共162頁，2024年2月25日，星期天青銅鋼鐵鋁及鋁合金鈦及鈦合金

金屬分類：黑色金屬——鐵、錳、鉻及其合金有色金屬——除去黑色金屬外的金屬

金屬材料潛力無窮你知道嗎？第12頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

鋼鐵用量占金屬材料總用量的80%，品質(zhì)繁多鋼鐵都為鐵炭合金按含炭量多少分為：生鐵2.0~4.3＞1.7%C

鋼0.3~2.0%C

熟鐵＜0.3%C一、鋼鐵

第13頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

1、生鐵（1）性能：含炭2.0~4.3%具有脆性（含硫、磷）（2）煉鐵：鐵礦石、燃料、熔劑、空氣（3）用途：90%用于煉鋼；10%用于鑄造（4）品種：白口鐵——化合碳灰口鐵——石墨碳鑄鐵——含炭量大于2%的生鐵經(jīng)重新熔煉后則稱為鑄鐵球墨鑄鐵

——澆鑄前往鐵水中加入少量球化劑（鈣、鎂、稀土元素等）和石墨化劑（硅鐵或硅鈣合金）則碳以球狀石墨結(jié)晶存在，稱為球墨鑄鐵第14頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

（1）碳鋼中幾種元素的影響：

C：碳含量增加可提高鋼的強(qiáng)度和硬度，降低鋼的塑性和韌性

S：有害元素，熱加工時易開裂——熱脆現(xiàn)象

P：有害元素，低溫時使鋼顯著變脆——冷脆現(xiàn)象

Mn：煉鋼時作為脫氧劑加入，與S生成MnS可清除S的影響，能提高鋼的強(qiáng)度和硬度

Si：作為脫氧劑加入，對鋼的性能影響不大。

2、碳鋼第15頁,共162頁，2024年2月25日，星期天(2)煉鋼技術(shù)

熱處理技術(shù)

運(yùn)用鋼材因加熱與冷卻過程不同而得到不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律來改變鋼材的機(jī)械性能機(jī)理：在加熱或冷卻過程中發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象

退火緩慢加熱，保溫，隨爐緩慢冷卻降低硬度消除內(nèi)應(yīng)力正火退火的特殊形式，在空氣中冷卻，硬度比退火大

淬火加熱到一定溫度以上，保溫，在水、鹽水、油介質(zhì)中快速冷卻，提高硬度

回火淬火后再加熱，保溫，冷卻，降低淬火鋼件中內(nèi)應(yīng)力提高塑性韌性

第16頁,共162頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)熱處理在活性介質(zhì)中加熱，使某些元素滲入，改變表層化學(xué)成分化學(xué)熱處理的目的主要是提高鋼件表面的硬度、耐磨性、抗蝕性、抗疲勞強(qiáng)度和抗氧化性等。

滲碳—增碳

氮化—增氮

氰化—碳氮共滲，高硬度高耐磨性

滲金屬—合金元素，可獲得某些特殊性能滲鉻：硬度，耐磨，抗蝕滲硅：耐酸滲鋁：耐熱，抗氧化

第17頁,共162頁，2024年2月25日，星期天碳鋼的用途第18頁,共162頁，2024年2月25日，星期天改善鋼的組織和性能而特意加入的元素稱為合金元素。合金可分為三種基本類型:相互溶解,形成金屬固溶體,如Cu、Zn形成的黃銅合金；相互起化學(xué)作用，形成金屬化合物，如Al-Ti合金，它的耐腐蝕性比不銹鋼高100倍；相互混合，形成機(jī)械混合物，如焊錫。鋼中常加的元素：Mn、Si、Cr、Ni、Al、B、W、Mo、V、Ti

3、合金鋼第19頁,共162頁，2024年2月25日，星期天純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整合金內(nèi)原子層之間的相對滑動變得困難第20頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

鎂合金密度小，硬度大，阻尼性、導(dǎo)熱性、切削加工性、鑄造性能好、電磁屏蔽能力強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定、資源豐富(2%)、容易回收等優(yōu)點(diǎn)，在交通運(yùn)輸、航空、航天等領(lǐng)域得到廣泛用途。鎂中加入的金屬有鋁、鋅、錳等。加入鋁和錳能使鎂合金的晶粒細(xì)化,強(qiáng)度提高,加入錳會提高鎂合金的抗腐蝕能力。二、鎂合金

底部采用鋁鎂合金，便于散熱的同時帶來輕盈堅固的特性。

采用鋁鎂合金做支架西門子鋁鎂合金滑蓋手機(jī)第21頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

鎂合金可以分成變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類：1、變形鎂合金鎂-錳系合金?？蛇M(jìn)行各種壓力加工而制成管、棒、板、型材和鍛件，主要用作航空、航天器的結(jié)構(gòu)材料。鎂-鋁-鋅系合金。均為高塑性鍛造鎂合金。鎂-鋅-鋯系合金。屬高強(qiáng)鎂合金。由于塑性較差，不易焊接，主要生產(chǎn)擠壓制品和鍛件。2、鑄造鎂合金與變形鎂合金相比，在應(yīng)用方面占統(tǒng)治地位。主要分無鋯和含鋯鎂合金。第22頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

2002年英國科學(xué)家開發(fā)成功具有極高強(qiáng)度和延展性的鎂合金，這種鎂合金采用急速凝固法制成，它的成分中97%是鎂，釔和鋅分別占2%和1%,具有100-200nm的微觀結(jié)構(gòu)。它的強(qiáng)度大約是超級鋁合金的3倍,據(jù)稱是當(dāng)時世界上強(qiáng)度最高的合金。此外它還具有超塑性、高耐熱性和高耐腐蝕性。

由于鎂在飛機(jī)、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)上的突出作用，在第一、第二次世界大戰(zhàn)期間，鎂的生產(chǎn)和產(chǎn)量與稱作“戰(zhàn)爭的晴雨表”。你知道嗎？第23頁,共162頁，2024年2月25日，星期天三、鋁合金

鋁合金密度小，硬度大，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好，耐腐蝕性能好，易于加工。鋁是僅次于鐵的第二大金屬材料鋁中加入的金屬有鎂、銅、鋅、錳、硅等。經(jīng)過熱處理使強(qiáng)度大為提高的鋁合金稱為硬鋁合金。增加銅和鎂的含量，可提高硬鋁合金的強(qiáng)度，但是銅含量的增加會降低合金的抗腐蝕性。加入少量的錳會提高硬鋁合金的耐熱性，還可降低合金在焊接時形成裂紋的傾向。第24頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

以鋰作為合金元素添加到鋁中而形成鋁鋰合金。在導(dǎo)彈和航天運(yùn)載技術(shù)中，貯箱在軌道器進(jìn)入軌道之前9min，推進(jìn)劑消耗完畢后，墜落并銷毀。為了降低進(jìn)入空間運(yùn)輸系統(tǒng)的有效載荷成本，美國于90年代利用成熟的結(jié)構(gòu)材料技術(shù)研制重復(fù)使用運(yùn)載器(RLV)。輕質(zhì)高強(qiáng)度的低溫貯箱是美國發(fā)展重復(fù)使用運(yùn)載器（RLV）的最關(guān)鍵技術(shù)之一。其中采用了鋁合金和鋁鋰合金。鋁鋰合金焊件鋁鋰合金煅件第25頁,共162頁，2024年2月25日，星期天四、鈦合金

鈦比鋼輕，但機(jī)械強(qiáng)度可與鋼媲美，在極為廣泛的溫度范圍內(nèi)保持其機(jī)械強(qiáng)度，而且不會生銹，尤其對海水和絕大部分酸。金屬鈦幾乎能溶解所有的金屬。地殼中鈦的含量極為豐富，含鈦的礦物有70多種，目前工業(yè)上主要用鈦鐵礦（FeTiO3）和金紅石（TiO2），采用鈉熱法、碘化法或鎂熱法將鈦鐵礦石中的鈦還原出來。這樣還原出來的鈦呈疏松多孔的海綿狀，稱為海綿鈦。金屬鈦

鈦合金喇叭佳能數(shù)碼相機(jī)采用鈦合金機(jī)身第26頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

鈦可和多種金屬形成合金。加入的主要金屬元素有：鋁、釩、鉻、鉬、錳和鐵等。這些合金元素能與鈦形成置換固溶體或金屬化合物而使合金強(qiáng)度提高。加鋁可改善抗氧化性能；加鉬可顯著提高對鹽酸的耐蝕性，加錫能提高抗熱性。目前鈦及鈦合金3/4左右用于航空航天領(lǐng)域，是制造超音速飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料，被稱為“航空金屬”。鈦合金作為耐熱、耐腐蝕材料，被廣泛用于化工、石油、發(fā)電等工業(yè)中。鈦與生物組織和體液有良好的兼容性，可以作為生物材料用于制造人工關(guān)節(jié)、心臟起搏器。

鈦合金

鈦合金烤瓷牙

鈦合金換顱骨高爾夫鈦合金球頭第27頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

我國鈦釩儲藏量居世界第一,占全世界70％左右.中國鈦礦分布于10多個省區(qū)。鈦礦主要為釩鈦磁鐵礦中的鈦礦、金紅石礦和鈦鐵礦砂礦等。中國鈦釩礦資源主要分布在四川、云南、廣西等西部地區(qū)，以攀枝花為主要儲藏地.攀枝花的二氧化鈦保有儲量8.98億噸，其中表內(nèi)儲量5.978億噸，約占全國儲量的93%，世界儲量的59%.釩礦總保有儲量V2O52596萬噸，占全國儲量的58%，世界的34.7%.最近,在我國泌陽----南陽桐柏之間又發(fā)現(xiàn)了世界最大的金紅石礦,有巨大的開采價值.使我國鈦釩礦資源又有了新的增長.第28頁,共162頁，2024年2月25日，星期天五、幾種特殊的金屬材料

形狀記憶合金儲氫合金金屬的超導(dǎo)性金屬玻璃未來的金屬合金第29頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

在20世紀(jì)60年代初，美國海軍研究所一個研究小組，偶然發(fā)現(xiàn)鎳鈦合金絲竟然也具有一種“形狀記憶”的本領(lǐng)。科學(xué)家們對此進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)銅鋅合金、銅鋁鎳合金、銅鋁鎳合金、銅金鋅合金等也都具有這種奇特的本領(lǐng)，即人們可以在一定溫度范圍根據(jù)需要改變它們的形狀，到了一定的特定溫度，它們便一個個自動恢復(fù)到自己原來的形狀。而這一“改變—恢復(fù)”的現(xiàn)象可重復(fù)進(jìn)行，其記憶力決不會降低。人們把這種現(xiàn)象叫做“形狀記憶效應(yīng)”，將具有“形狀記憶效應(yīng)”的合金，叫做“形狀記憶合金”。

何謂形狀記憶合金你知道記憶合金的發(fā)現(xiàn)歷史嗎？1、形狀記憶合金第30頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

50%鎳和50%鈦的合金在溫度升高到40?C以上時，能“記住”自己原來的形狀。鎳鈦記憶合金“花瓣”在相應(yīng)的溫度下慢慢綻放第31頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

合金的這種記憶效應(yīng)是由合金的“相變化”來實(shí)現(xiàn)的，隨著溫度的改變，合金的結(jié)構(gòu)從一相轉(zhuǎn)變到另一相。在轉(zhuǎn)變溫度以下，金屬晶體結(jié)構(gòu)處于一種不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)，在轉(zhuǎn)變溫度以上，金屬結(jié)構(gòu)是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一旦把材料加熱到轉(zhuǎn)變溫度以上，不穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)就轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，材料也就恢復(fù)了原來的形狀。

記憶合金為何具有“記憶”第32頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

記憶合金的應(yīng)用

用記憶合金制作的眼鏡架。當(dāng)這種眼鏡架彎曲時，只要將它放入55℃的溫水中，即可恢復(fù)到原來的形狀

在民用產(chǎn)品方面，形狀記憶合金可用于移動電話天線、釣魚線、眼鏡的鏡架等。

在醫(yī)療器械方面，形狀記憶合金可用于矯正脊椎骨，校正牙齒。形狀記憶合金矯正牙齒第33頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

也有人用記憶合金黃銅彈簧制成防燙傷蓮蓬頭，當(dāng)水的溫度太高時，彈簧可以自行關(guān)閉熱水，以防止淋浴時意外燙傷。記憶合金制成元件，安裝在工廠、倉庫、賓館等建筑的電路中，人們會迅速將火災(zāi)消滅在發(fā)生之前。第34頁,共162頁，2024年2月25日，星期天用TiNi─1鎳鈦記憶合金制作的記憶合金熱機(jī)實(shí)驗裝置。將冷熱水分別置于兩個水槽中，利用冷熱水的交替作用，即可使水槽上方的螺旋槳轉(zhuǎn)動或停止

在建筑方面，形狀記憶合金是連接零件和管道的能手。用記憶合金連接管道第35頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

在航天航空技術(shù)方面，利用形狀記憶合金將折疊成小球的天線帶到月球上，將其架設(shè)成直徑為若干千米的半球形月面天線。第36頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

20世紀(jì)60年代中期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)LaNi5和FeTi等金屬間化合物具有可逆儲氫的作用，即儲氫合金能與氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使氫分子在其表面被催化分解成氫原子，然后氫原子再進(jìn)入金屬點(diǎn)陣內(nèi)部，生成金屬氫化物加熱后又能釋放出氫，相當(dāng)于儲氫“容器”。從理論上講，相當(dāng)于氫氣瓶重量1/3的某些金屬，就能吸收與氫氣瓶貯氫容量相當(dāng)?shù)臍錃猓捏w積卻不到氫氣瓶的1/10。具有儲氫能力的金屬和合金已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不少，其中接近實(shí)用化的有：鈦鐵合金、鑭鎳合金、鎂鎳合金。2、儲氫金屬第37頁,共162頁，2024年2月25日，星期天CaCu5的結(jié)構(gòu)儲氫合金LaNi5結(jié)構(gòu)和CaCu5相同儲氫合金粉第38頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

貯氫材料的重要應(yīng)用是制造稀土貯氫電池。稀土貯氫電池將作為各種高級電子設(shè)備，如攝像機(jī)、磁帶錄象機(jī)、液晶電視接受器、語言處理機(jī)、書本式個人計算機(jī)、無碼電話以及其他緊湊、輕便、易攜帶的電子設(shè)備中的電源而獲得廣泛應(yīng)用。

儲氫材料儲氫材料與燃燒電池第39頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

鈦鐵合金是一種比較便宜而實(shí)用的儲氫材料，在室溫附近的分解壓是幾個大氣壓，用它來取代氫氣瓶，重量可以減輕一半。

鎂鎳合金是一種具有很好的儲氫能力且價格便宜的材料，但它的放氫溫度比較高。儲氫合金可用于以H2為燃料的汽車第40頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1911年荷蘭物理學(xué)家卡梅林·昂內(nèi)斯首次將氮液化并獲得4.6ｋ（－268.４℃）的低溫.在低溫情況下，許多金屬電阻急劇下降，甚至消失！這意味著金屬在低溫條件下的導(dǎo)電本領(lǐng)突增億萬倍，將節(jié)約大量電能。各國科學(xué)家爭相進(jìn)行這方面的研究?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有幾百種金屬、合金、化合物在低溫下有這種電阻幾乎消失的特性。人們稱這種現(xiàn)象為“超導(dǎo)現(xiàn)象”。3、金屬的超導(dǎo)性何謂超導(dǎo)現(xiàn)象第41頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

為什么一些金屬和化合物在低溫條件下會具有非凡的超導(dǎo)本領(lǐng)呢？目前，比較有影響的解釋是原蘇聯(lián)科學(xué)家博古留波夫的超導(dǎo)理論。他認(rèn)為，在低溫下一些金屬和化合物的原子被“凍僵”。因此，當(dāng)通上電流后，自由電子便不會像原來那樣處處受到阻礙、碰撞，而是暢通無阻，并由此產(chǎn)生了永久的電流。也就是說，在低溫條件下出現(xiàn)了金屬和化合物的超導(dǎo)現(xiàn)象。

目前實(shí)用價值最高的三種超導(dǎo)材料是鈮鈦合金、鈮鎳合金和釩鎵合金。金屬為何具有超導(dǎo)性第42頁,共162頁，2024年2月25日，星期天超導(dǎo)體在低溫下工作時失去電阻的溫度稱作“臨界溫度”。顯然，臨界溫度越高，超導(dǎo)材料就越有應(yīng)用價值?，F(xiàn)在全世界有200多個實(shí)驗室正在進(jìn)行實(shí)驗，以獲得高臨界溫度的超導(dǎo)材料，由此產(chǎn)生了一股超導(dǎo)熱。1987年2月15日，美國科學(xué)家研制出了98ｋ的超導(dǎo)體；該年2月24日中國科學(xué)院宣布趙忠賢、陳立泉等獲得了100ｋ的超導(dǎo)體。目前，我國和日本等國在低溫超導(dǎo)的實(shí)用溫度研究方面已達(dá)到“液氮溫度”，即－196℃。超導(dǎo)材料進(jìn)入實(shí)用階段已為時不遠(yuǎn)了。金屬超導(dǎo)材料的研究第43頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無損耗輸電。可以用來產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場。不久前，美國制成了世界上最強(qiáng)的脈動式超導(dǎo)磁體，磁場強(qiáng)度為68萬高斯，其導(dǎo)電線圈用銅鈦合金與鈮復(fù)合而成。磁懸浮列車也是超導(dǎo)現(xiàn)象所產(chǎn)生的“魔力”！在宇宙飛船上，采用超導(dǎo)磁體屏蔽高能輻射粒子，可以防止高能輻射損傷。美國空軍已采用強(qiáng)超導(dǎo)磁體作為屏蔽實(shí)驗裝置，利用超導(dǎo)磁體撲獲等離子體，這樣可以大大減輕飛船外殼的燒傷程度。用以制造比現(xiàn)有發(fā)電機(jī)輸出功率高100倍以上的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)。用以制造體積小、功率大的超導(dǎo)電子元件—“冷子管”及高速運(yùn)算的超導(dǎo)電子計算機(jī)。金屬超導(dǎo)材料的作用神秘的低溫世界，已被人們打開了大門，超導(dǎo)材料正愈來愈顯示出強(qiáng)大的生命力！第44頁,共162頁，2024年2月25日，星期天上海磁懸浮列車德國西門子1.5T超導(dǎo)核磁共振機(jī)超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)計算機(jī)用熱超導(dǎo)散熱器第45頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

研究結(jié)果表明，把高溫熔化的金屬液體超速驟冷，金屬原子來不及按常規(guī)排列結(jié)晶，還處于不整齊、雜亂無章的狀態(tài)便“凍結(jié)”了。這樣，金屬或合金就變成了像玻璃一樣的非結(jié)晶態(tài)金屬。人們把非結(jié)晶態(tài)的金屬叫做“金屬玻璃”或“玻璃態(tài)金屬”。形成金屬玻璃的超速驟冷，簡直快如閃電，冷卻速度至少要達(dá)到每秒1000℃以上。4、金屬玻璃第46頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

金屬玻璃兼有金屬和玻璃的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩者各自的弊端。玻璃易碎，沒有延展性，金屬玻璃則具有一定的剛性的韌性；玻璃的強(qiáng)度很低，金屬玻璃的強(qiáng)度高于鋼，硬度超過工具鋼；金屬材料易在它的原子排列有缺陷的地方被拉斷，金屬玻璃的原子排列是混亂的，沒有特殊的薄弱之處，因此其斷裂強(qiáng)度要高得多，可達(dá)350公斤／厘米；更可貴的是，在達(dá)到如此高強(qiáng)度的同時，仍保持著令人難以想象的韌性和可塑性，可用來制造高壓容器和火箭等關(guān)鍵部位的零部件。第47頁,共162頁，2024年2月25日，星期天普通玻璃沒有磁性，許多金屬玻璃卻有很好的磁學(xué)性質(zhì)，可以用來制作電流脈沖變壓器、雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)和存貯器、倒相變壓器以及性能良好的磁泡器件等，另外，用非晶態(tài)磁性材料制成的錄音、錄像磁帶比一般磁帶的存儲量要大得多，做成的磁鼓也十分耐磨。金屬玻璃還有良好的超導(dǎo)性和抗輻射能力；硅金屬玻璃制成的太陽能電池價格較低，為太陽能的利用創(chuàng)造了良好的條件。第48頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

近來，科學(xué)家們提出了一條產(chǎn)生新材料的絕妙途徑，那就是給一些材料創(chuàng)造一個特殊的環(huán)境。在地球上由于受到重力的作用，不可能制得非常均勻，很難做到純圓。在無重力環(huán)境中，許多在地球上無法制得的東西都能制得。在太空中卻能做到。1983年4月，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)宇航員，在失重條件下，制造出一種直徑只有10微米的塑料微球。不久前，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局公開出售主要用來作測量人體微血管直徑的標(biāo)準(zhǔn)球粒。這些肉眼難以分辨的透明微粒，是世界上第一批在太空制造的商品。制造這種微球粒的原料是聚苯乙烯，每公斤不到1美元。但是，在太空中加工成純圓的微球體后，每公斤售價高達(dá)100萬美元至350萬美元。5、未來的金屬合金第49頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

在地球上制造合金時，因各種金屬比重不同，在熔煉中，當(dāng)合金溶液從液態(tài)變?yōu)榫B(tài)這一段時間里，因受重力作用，金屬的微粒是不能均勻地混合在一起的，所制的合金很難達(dá)到處處均勻。如果在宇宙飛船中失重的情況下，因為所有物質(zhì)在這里都不受重力的作用，因此沒有任何輕重之分，所以只需把幾種金屬熔化混合，就可得到非常均勻的合金材料。科學(xué)家們預(yù)言：在太空失重的情況下，可以解決許多工業(yè)技術(shù)難題，制造出許多具有優(yōu)良性能的新材料。這很可能導(dǎo)致一場偉大的技術(shù)革命。到2020年以后，人們將逐步從太空大量獲取物質(zhì)和能量供地球應(yīng)用，以及利用地外資源在太空建立主體工業(yè)，如冶金工業(yè)、制藥工業(yè)、特殊材料工業(yè)等。這樣，月球?qū)⒊蔀橹匾墓I(yè)基地。第50頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

無機(jī)非金屬材料第51頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

無機(jī)非金屬材料是人類使用的歷史最為悠久的材料之一。傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料多為硅酸鹽，新型無機(jī)非金屬材料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了硅酸鹽的范疇,龐大的無機(jī)非金屬材料體系應(yīng)用及其廣泛,遍布人類生活、生產(chǎn)、研究的各個領(lǐng)域。

第52頁,共162頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共162頁，2024年2月25日，星期天一、陶瓷新型陶瓷材料的化學(xué)組成已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了硅酸鹽的范圍，例如透明的氧化鋁陶瓷、耐高溫的二氧化鋯陶瓷、高熔點(diǎn)的氮化硅陶瓷等。傳統(tǒng)陶瓷是從高溫窯中燒制出來的硅酸鹽產(chǎn)品，它的原料是普通和便宜的粘土。新型陶瓷氧化鋁陶瓷噴嘴第54頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1、傳統(tǒng)陶瓷

原料：黏土（是由花崗巖里的正長石KAlSi3O8

長時間在二氧化碳和水的作用下，分解而成的，瓷土是含雜質(zhì)較少的黏土，主要成分可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O）工藝：精選原料—成型—繪圖—上釉—燒制特點(diǎn)：抗氧化、耐酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型。但有脆性，抗拉、抗彎和抗沖擊性差第55頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

陶瓷是我國人民使用最久的一種日用器皿，在工藝上達(dá)到了登峰造極的地位，制作工藝相當(dāng)復(fù)雜。我國勞人民在8000年前就開始使用陶瓷，一世紀(jì)已發(fā)明瓷器。我國被稱為瓷國。

揚(yáng)州藍(lán)白龍梅瓶第56頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

工藝：傳統(tǒng)手工生產(chǎn)→連續(xù)自動、摻高溫高壓微波燒結(jié)

應(yīng)用：生活和藝術(shù)品→工業(yè)品

性能：簡單功能→光、電、磁、熱、聲多功能2、新型陶瓷

原料：天然礦物→人工合成超細(xì)、高純的化工原料

結(jié)構(gòu)：硅—氧四面體為基本結(jié)構(gòu)單元→

Ti—O、Zr—O、Al—O、Si—O、C—Si等多面體第57頁,共162頁，2024年2月25日，星期天高溫結(jié)構(gòu)陶瓷特點(diǎn)：耐高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、強(qiáng)度大、耐磨損、密度小。種類：

在大熱流和1500?C以上高溫下短時間使用，主要用于空間和軍事技術(shù)。在中熱流和1200?C的高溫下長時間使用，主要用于新能源技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)。種類:氮化物、碳化物、硼化物、硅化物等。

高溫結(jié)構(gòu)陶瓷第58頁,共162頁，2024年2月25日，星期天氮化硅陶瓷部件

氮化硅的硬度高、熔點(diǎn)高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、絕緣性能好，并且耐磨損，除氫氟酸外，不與其它無機(jī)酸反應(yīng)，抗腐蝕能力強(qiáng)，高溫時也能抗氧化，而且還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻或急劇加熱也不會破碎，因此，人類常常利用它來制造汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等。

像鋼一樣強(qiáng)、像金剛石一樣硬、像鋁一樣輕的新型無機(jī)材料。氮化硅第59頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

與氮化硅相比，室溫強(qiáng)度稍低，但其強(qiáng)度隨溫度的升高降低很少，蠕變小，抗氧化性能好，耐磨損、耐腐蝕性能優(yōu)。

碳化硅

第60頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

陶瓷的耐熱性好，使發(fā)動機(jī)效率大幅提高；工作溫度高，可使燃料充分燃燒，減少廢氣對環(huán)境的污染；熱傳導(dǎo)性比金屬低，使熱量不易散失，節(jié)約能源；具有較高的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，可延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。拓展視野陶瓷發(fā)動機(jī)陶瓷發(fā)動機(jī)部件陶瓷發(fā)動機(jī)組裝的車第61頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

一般陶瓷內(nèi)部存在雜質(zhì)和氣孔，所以就不透明了。如果選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔，就可能獲得透明陶瓷。

透明陶瓷材料首款透明陶瓷鏡片卡西歐S100光學(xué)透明尖晶石(MgAl2O4)第62頁,共162頁，2024年2月25日，星期天透明陶瓷主要有:

氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔—二氧化鋯等多種氧化物；

砷化鎵、硫化鋅、硒化鋅、氟化鎂、氟化鈣等多種非氧化物。高純氧化鋁透明陶瓷管高壓鈉燈第63頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

高壓鈉燈、防彈汽車的窗、坦克的觀察窗、轟炸機(jī)的轟炸瞄準(zhǔn)器、高級防護(hù)眼鏡等。防彈運(yùn)鈔車防護(hù)眼鏡用途:第64頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

生物合金易腐蝕，生物高分子易老化，生物陶瓷耐腐蝕，更適合植入人體，耐酸堿度的變化。生物陶瓷人工聽小骨假體

生物陶瓷材料β-TCP陶瓷人工骨第65頁,共162頁，2024年2月25日，星期天生物惰性陶瓷：強(qiáng)度大、硬度高、有良好的耐磨性、抗生理腐蝕性和生物相容性。主要用于關(guān)節(jié)、牙等硬組織的修復(fù)和替換。生物活性陶瓷：能在人體組織和植入件結(jié)合面上形成化學(xué)結(jié)合?？捎糜陬M骨、耳聽骨修復(fù)和人工牙種植等。可吸收生物陶瓷：植入人體后可逐漸降解而轉(zhuǎn)化為人體骨組織，它的成分幾乎與人骨相同。第66頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

電性能隨熱、濕、氣、光等外界條件的變化而產(chǎn)生敏感效應(yīng)的陶瓷統(tǒng)稱敏感陶瓷。通過不同攙雜和加工可以得到各種敏感陶瓷。

敏感陶瓷材料熱敏陶瓷濕敏陶瓷氣敏陶瓷第67頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（1）熱敏陶瓷：根據(jù)陶瓷的阻熱特性可以制成測溫儀、控溫儀等。電飯鍋的溫控，某些軍事裝備中需要在特定溫度下工作的元器件的正常工作，都需要這種陶瓷制成的熱敏元件。在常溫下，杯子呈現(xiàn)穩(wěn)定顏色；達(dá)到一定溫度后杯子的外壁圖案發(fā)生奇妙的變化。熱敏陶瓷馬達(dá)啟動元件第68頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

熱敏陶瓷是一類電阻率明顯隨溫度變化的功能陶瓷。按阻溫特性分為正溫度系數(shù)(簡稱PTC)熱敏陶瓷和負(fù)溫度系數(shù)(簡稱NTC)熱敏陶瓷。①正溫度系數(shù)熱敏陶瓷的電阻率隨溫度升高按指數(shù)關(guān)系增加。常用的正溫度系數(shù)熱敏陶瓷是摻入施主雜質(zhì)、在還原氣氛中燒結(jié)的半導(dǎo)體化BaTiO陶瓷，主要用于制作開關(guān)型和緩變型熱敏陶瓷電阻、電流限制器等。②負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷的電阻率隨溫度升高按指數(shù)關(guān)系減小。這種陶瓷大多是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物固溶體，即多數(shù)含有一種或多種過渡金屬(如Mn，Cu，Ni，F(xiàn)e等)的氧化物，化學(xué)通式為AB2O4，其導(dǎo)電機(jī)理因組成、結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體化的方式不同而異。負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷主要用于溫度測量和溫度補(bǔ)償。此外，還有電阻率隨溫度升高呈線性變化的熱敏陶瓷，以及電阻率在某一臨界溫度發(fā)生突變的熱敏陶瓷。后者用于制造開關(guān)器件，故稱開關(guān)熱敏陶瓷。第69頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（2）濕敏陶瓷和氣敏陶瓷濕敏陶瓷大部分做成多孔陶瓷，利用其微孔中吸附水分后，其電阻發(fā)生顯著變化的特點(diǎn)，做成濕敏元件作為檢測濕度的傳感器,濕度的測量與監(jiān)控對于工廠特別是精密車間、倉庫特別是糧食倉庫，乃至居住環(huán)境對人體健康都很重要。過去對各種有害氣體進(jìn)行檢測和監(jiān)控的方法如化學(xué)分析、色譜分析等，需用各種復(fù)雜的儀器設(shè)備，分析周期也長，并且難以在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)快速監(jiān)控。氣敏陶瓷的出現(xiàn)從根本上改變了這種狀態(tài)。氣敏陶瓷是某些半導(dǎo)體陶瓷在吸附了某種氣體后其電阻值會發(fā)生敏銳變化的一類材料，利用這一特點(diǎn)做成氣敏元件可直接、簡便、靈敏的檢測各種氣體。第70頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

有些陶瓷好像動物一樣具有靈敏嗅覺，對還原性氣體很敏感，如二氧化錫陶瓷。由于它周身多孔，又稱多孔陶瓷。在空氣中，這種陶瓷表面可吸附氧氣，被吸附的氧奪取二氧化錫內(nèi)部的電子形成離子，使二氧化錫內(nèi)部電子密度減少，電阻率增大。如果把它加熱到300℃，又有可燃性氣體（如丙烷、一氧化碳等）存在時，二氧化錫表面吸附的氧就會與可燃性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，被吸附奪去的電子釋放出來，二氧化錫又恢復(fù)了原來的導(dǎo)電狀態(tài)，電阻率的變化可達(dá)幾百倍。人們可根據(jù)電阻率變化輻度的大小，可測出還原性氣體的存在與含量。我國利用這種嗅敏陶瓷制成了一系列氣體檢測器、報警器，用來檢測多種還原性氣體，不僅在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，而且已進(jìn)入國際市場。你知道嗎？第71頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（3）光敏陶瓷。半導(dǎo)體陶瓷在光的照射下，能夠產(chǎn)生光電導(dǎo)或產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)，利用這些效應(yīng)可以制成光敏電阻用于光電控制，如自動送料、自動給水。自動曝光、自動計數(shù)、自動報警，用于紅外光區(qū)可作紅外探測器；利用光生伏特效應(yīng)可做光電池或稱太陽能電池，對太陽能的利用有重大的意義。(CdS)第72頁,共162頁，2024年2月25日，星期天玻璃

人工玻璃的制造，開始于公元前3000至4000年，是由陶瓷生產(chǎn)演變而來的。相傳古埃及有位工匠一次在一個剛剛制好的泥坯上，無意中粘上蘇打和沙粒的混合物。泥坯燒好后，外面就形成了一層致密而光滑的釉。后來人們學(xué)會了單獨(dú)用釉來燒成小珠子之類的東西，這就是早期制造的玻璃。我國也是最早掌握玻璃制造技術(shù)的國家之一。第73頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

玻璃是建筑材料中最為基本的材料之一，可用于采光、隔熱以及裝飾等。玻璃是無定形硅酸鹽的混合物，它的結(jié)構(gòu)單元也是二氧化硅四面體，但是這些四面體之間的排列不像在晶體內(nèi)完全有規(guī)律，而是雜亂無章的。在硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)中不僅二氧化硅四面體的排列沒有規(guī)律，而且鈉離子的位置也毫無秩序，因此，它沒有確定的熔點(diǎn)，而是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。在軟化狀態(tài)時，玻璃可吹成或軋成任何形狀。巴黎圣母院第74頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

原料：石英砂、SiO2、純堿、CaCO3

原理：CaCO3+SiO2→CaSiO3+CO2↑Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑用途：用于制造玻璃瓶、玻璃管和門窗玻璃等。1、普通玻璃

第75頁,共162頁，2024年2月25日，星期天第76頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

為了保護(hù)視力，過去人們一直都喜歡戴墨鏡，但墨鏡在光線弱時，會影響人們對周圍事物的真實(shí)觀察。如果在玻璃中加入鹵化銀和少量氧化銅，并且給以熱處理，使鹵化銀晶體部分沉淀出來成為微晶，那么，當(dāng)紫外線照射到微晶的時候，晶體可以暫時分解成鹵素和銀，微細(xì)的銀粒可使玻璃變暗色，減少光線通過。除去光照后，在氧化銅的催化下，鹵素和銀又重新結(jié)合，形成無色晶體。這就是常見的變色玻璃。

變色玻璃2、特殊玻璃

第77頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

眾所周知，玻璃不是結(jié)晶態(tài)存在，它是玻璃態(tài)固體。如果在玻璃的配料中加入少量金、銀、銅等金屬類作晶核，誘使玻璃形成微小晶胞，這樣可以制得微晶玻璃。微晶玻璃具有耐高溫（1300℃才軟化），耐腐蝕、耐熱沖擊等特性，可作現(xiàn)代導(dǎo)彈頭的雷達(dá)罩和特殊軸承等。

微晶玻璃第78頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

玻璃是絕緣體，但是，如果在玻璃的表面上覆以金屬氧化物薄膜時，這種玻璃便成了良好的導(dǎo)體了。薄膜的厚度，通常不到1／4000厘米，所以幾乎不影響玻璃的透明度，這種玻璃既叫導(dǎo)電玻璃，又叫覆層玻璃。用導(dǎo)電玻璃來作車輛、船舶和飛機(jī)的觀察窗時，只要通上少量電流，就能使玻璃表面發(fā)熱，無論是在高空或大冷天，窗玻璃上都不會結(jié)冰，從而大大增加了行進(jìn)的安全。

導(dǎo)電玻璃第79頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

在玻璃材料制成后，再進(jìn)行特殊的淬火處理，就可制得鋼化玻璃。其具體過程是，把普通玻璃放入特制的加熱爐中均勻加熱，當(dāng)加熱到接近于軟化點(diǎn)時的一剎那，迅速投入到溫度較低的油浴中急速冷卻，就像鋼鐵淬火一樣。玻璃在急速冷卻中，表面收縮的快，內(nèi)層收縮的慢，這樣就使玻璃表層分子間結(jié)合的特別緊，改變了玻璃的原有性質(zhì)，其機(jī)械性能與熱穩(wěn)定性均比普通玻璃高的多，不易破碎。這就好像給玻璃穿上了一層盔甲，增強(qiáng)了抵抗外力的能力。所以人們稱這種玻璃為鋼化玻璃。鋼化玻璃已大量地用于車、船、飛機(jī)、拖拉機(jī)等擋風(fēng)玻璃，以及特種建筑物的門窗玻璃等。

鋼化玻璃第80頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

有一種玻璃具有和照像底片類似的光敏性，當(dāng)這種玻璃受紫外線照射時，其受光部分會形成核狀晶體，而其未受光部分，卻仍然晶瑩透明，這種玻璃通稱為“光敏玻璃”。這種玻璃的晶核很容易被氫氟酸腐蝕，氫氟酸對其腐蝕速度要比未受光部分的玻璃快20倍?，F(xiàn)在廣泛用這種光敏玻璃來制印刷板，精密印刷線路，特別用它制作每平方厘米上均勻布有54000多個微孔的彩色電視顯像管等。如果把熒光材料再加到上述光敏變色玻璃中，那么在白天它可以吸收太陽紫外光，發(fā)出熒光，它的余輝能夠持續(xù)到晚上，可以照亮夜晚的道路和建筑。這種玻璃白天透光，夜晚發(fā)光，既節(jié)省能源又可自動調(diào)節(jié)亮度，是未來道路建設(shè)上很有希望的材料。

光敏玻璃第81頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

光導(dǎo)纖維又稱導(dǎo)光纖維﹑光學(xué)纖維，是一種把光能閉合在纖維中而產(chǎn)生導(dǎo)光作用的纖維。它能將光的明暗﹑光點(diǎn)的明滅變化等信號從一端傳送到另一端。光導(dǎo)纖維是由兩種或兩種以上折射率不同的透明材料通過特殊復(fù)合技術(shù)制成的復(fù)合纖維。它的基本類型是由實(shí)際起著導(dǎo)光作用的芯材和能將光能閉合于芯材之中的皮層構(gòu)成。光導(dǎo)纖維有各種分類方法：按材料組成成分可分為玻璃﹑石英和塑料光導(dǎo)纖維；按形狀和柔性分為可撓性和不可撓性光導(dǎo)纖維；按纖維結(jié)構(gòu)分為皮芯型和自聚集型（又稱梯度型）；按傳遞性分為傳光和傳象光導(dǎo)纖維；按傳遞光的波長分為可見光﹑紅外線﹑紫外線﹑激光等光導(dǎo)纖維。

拓展視野-光導(dǎo)纖維第82頁,共162頁，2024年2月25日，星期天第83頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

玻璃纖維的細(xì)度越細(xì)，則柔韌性越好，合股線的強(qiáng)力也就越高。又由于玻璃的透光性能好，還有傳遞光能的作用，因此，從20世紀(jì)70年代起，人們就成功地將二氧化硅玻璃纖維用于光通訊技術(shù)。這是第一代光導(dǎo)纖維，它是用二氧化硅玻璃纖維做芯線，線外用甲基丙烯酸酯涂膜，以增強(qiáng)光導(dǎo)纖維的機(jī)械強(qiáng)度和防止光能散射。通訊的原理是用玻璃纖維接受光訊號﹑再傳導(dǎo)給光調(diào)制器﹑并經(jīng)光探測器和光接受機(jī)，通過接口件轉(zhuǎn)換成電磁訊號。這種光導(dǎo)纖維的重量只有普通電話電纜的千分之一。而且這種通訊方法具有容量大﹑抗干擾性好﹑能量衰耗小等特點(diǎn)。玻璃與光導(dǎo)纖維第84頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

但是，這種光導(dǎo)纖維的抽絲和對接難度大，推廣應(yīng)用困難。于是，1964年美國首先研制成功了第二代光導(dǎo)纖維，它采用合成材料做芯線（如用重氫取代氫離子的聚甲基丙烯酸甲酯做芯線），外層涂料用聚乙烯或聚四氟乙烯。也有采用丙烯腈做芯線，用聚苯乙烯做涂料的光導(dǎo)纖維。這種光導(dǎo)纖維的芯線透射率高，涂層折射率低，光能損耗低于20dB，而且加工技術(shù)簡單，可加工極細(xì)的光導(dǎo)纖維，目前應(yīng)用的細(xì)度可達(dá)0.005mm以下，可方便地根據(jù)需要來加工導(dǎo)線的長度，這樣可減少接頭的損耗，而且柔軟度優(yōu)于玻璃纖維，便于推廣使用。

光導(dǎo)纖維一般以束﹑纜﹑板﹑管等形式使用。制造有機(jī)導(dǎo)光纖維的內(nèi)芯和涂層材料很多，有的在聚甲基丙烯酸甲酯纖維上覆蓋一層聚乙烯或其他不同折射率的材料（如聚四氟乙烯），還有的采用聚丙烯腈樹脂覆蓋腈綸芯絲。光導(dǎo)纖維的發(fā)展第85頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1.節(jié)省大量的金屬資源；2.使用壽命長；3.結(jié)構(gòu)緊湊，體積??；4.性能比電纜好得多，具有容量大﹑抗干擾性好﹑能量衰耗小，傳送距離遠(yuǎn)﹑重量輕﹑絕緣性能好﹑保密性強(qiáng)﹑成本低等特點(diǎn)。5.頻率范圍寬，傳遞的音質(zhì)好，圖像清晰﹑色彩逼真。不受空間各種頻率電磁波的干擾，也不會受到風(fēng)﹑雨﹑雷﹑電的影響。幾組數(shù)據(jù)：一根直徑只有千分之一的光導(dǎo)纖維，可以同時傳遞32000對電話。如果采用激光通訊，一條光電纜能同時接通100億條電話線路和1000萬套電視通訊，可供全世界每人2部電話使用。光導(dǎo)纖維與通訊光纜光纖第86頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1.醫(yī)學(xué)上，光導(dǎo)纖維可以用于食道﹑直腸﹑膀胱﹑子宮﹑胃等深部探查內(nèi)窺鏡（胃鏡﹑血管鏡等）的光學(xué)元件和不必切開皮肉直接插入身體內(nèi)部，切除癌瘤組織的外科手術(shù)激光刀，即由光導(dǎo)纖維將激光傳遞至手術(shù)部位。光導(dǎo)纖維與其他2.利用塑料光纖光纜傳輸太陽光作為水下﹑地下易燃﹑易爆﹑潮濕和腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境中照明。還是未來最佳的燈具，今后的高層建筑﹑禮堂﹑賓館﹑醫(yī)院﹑娛樂場所﹑甚至家庭都可直接使用光導(dǎo)纖維制成的天花板或墻壁，以及彩織光導(dǎo)纖維字畫等。3.在國防軍事上，可以用光導(dǎo)纖維來制成纖維光學(xué)潛望鏡，裝備在潛艇﹑坦克和飛機(jī)上。電子內(nèi)窺鏡第87頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

1774年，英國工程師斯密頓奉命在英吉利海峽建筑一座燈塔。經(jīng)過無數(shù)次試驗，最后，他用石灰石、粘土、沙子和鐵渣等經(jīng)過煅燒、粉碎，并用水調(diào)合后，注入水中。這種混合料在水中不但沒有被沖稀，反而越來越牢固。這樣，他終于在英吉利海峽筑起了第一座航標(biāo)燈塔。水泥水泥是如何發(fā)明的？

在斯密頓試驗的基礎(chǔ)上，英國一位叫亞斯普丁的石匠，又摸索出石灰、粘土、鐵渣等原料的最合適的比例，進(jìn)一步完善了生產(chǎn)這種混合料的方法。1824年，亞斯普丁的這項發(fā)明取得了專利。由于這種材料硬化后的顏色和強(qiáng)度，同波特蘭地方出產(chǎn)的石材十分相近，故它取名為“波特蘭水泥”。從此，這種建材的水泥名稱便被沿用下來。

為了克服波特蘭水泥抗拉強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，法國工程師克瓦涅首先提出在這種水泥中引入鋼筋的設(shè)想。1861年，克瓦涅用水泥、鋼筋和砂石成功地筑起了一座水壩，并取名為“混凝土”水壩。從此，比水泥更好的建筑材料—“混凝土”又出現(xiàn)了。鋼筋水泥建筑物也應(yīng)運(yùn)而生，名聲大震，展現(xiàn)出前所未有的雄姿風(fēng)采。第88頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

俄羅斯混凝土和鋼筋混凝土科學(xué)研究所，近來發(fā)明了一種廉價、適用的屏蔽材料——導(dǎo)電水泥。為了使水泥導(dǎo)電，他們在水泥中添加了煤焦。用這種水泥建造的樓房，樓房本身就是一個屏障，并且比金屬屏障更加安全可靠?？梢杂脤?dǎo)電水泥建造熱交換器、干燥室、不結(jié)冰的機(jī)場跑道、人行道和樓梯，以及建造帶有暖墻和暖地的住房等。還設(shè)想把導(dǎo)電水泥加熱器用在洗衣機(jī)、熨衣機(jī)、熨斗和其他加熱器具中。它真不愧為是一種多才多藝的新型建筑材料，它的應(yīng)用前景非常廣泛。

拓展視野-導(dǎo)電水泥第89頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

合成高分子材料第90頁,共162頁，2024年2月25日，星期天幾千年前天然高分子材料19世紀(jì)化學(xué)改性天然高分子材料20世紀(jì)后合成高分子材料棉麻絲毛皮1839年硫化橡膠1868年硝化纖維1907年酚醛樹脂第91頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

合成高分子工業(yè)得到迅速發(fā)展，并滲透到人們生活的各個方面。合成材料的世界產(chǎn)量在體積上早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全部有色金屬的總產(chǎn)量，成為當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)、國防尖端和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。高分子合成材料高分子工程材料高分子功能材料合成纖維合成橡膠合成塑料高分子黏合劑油漆涂料光敏性高分子材料高分子功能膜導(dǎo)電高分子材料生物醫(yī)藥高分子高吸水性高分子材料第92頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1000個以上的原子通過共價鍵結(jié)合形成，相對分子質(zhì)量104-106組成不復(fù)雜，大體有三種結(jié)構(gòu)：線型長鏈不帶支鏈、線型長鏈帶支鏈、體型網(wǎng)狀。由于單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，線型長鏈高分子處于自然卷曲的狀態(tài)，當(dāng)有外力作用在分子上，卷曲的分子可以被拉直，但外力一除去，分子又恢復(fù)到原來的狀態(tài)，因此合成高分子都具有柔順性和彈性。線型高分子加熱可熔化，也可溶于有機(jī)溶劑，易于結(jié)晶。合成纖維和大多數(shù)塑料都是線型高分子。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第93頁,共162頁，2024年2月25日，星期天高分子的短程有序。晶態(tài)高分子的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度一般要比非晶態(tài)高分子高，而且有一定的熔點(diǎn)。非晶態(tài)線型高分子沒有固定的熔點(diǎn)，在不同的溫度范圍內(nèi)可呈現(xiàn)三種不同的物理形態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。對于非晶態(tài)高分子Tg的高低決定了它在室溫下所處的狀態(tài)及其應(yīng)用范圍。塑料的Tg高于室溫，處于玻璃態(tài)，而橡膠的Tg低于室溫，處于高彈態(tài)。塑料、纖維和橡膠并無嚴(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。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第94頁,共162頁，2024年2月25日，星期天高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其具有熱塑性、熱固性、耐磨性、絕緣性、相對密度小、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)。性質(zhì)特點(diǎn)廣泛的用途第95頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1、塑料

一、三大合成材料

塑料是在一定的溫度和壓力下可塑制成型的合成高分子材料。

按性能和用途分：通用塑料、工程塑料、特種塑料、增強(qiáng)塑料。目前全世界投入一定規(guī)模生產(chǎn)的塑料品種近300余種，這些品種我國都能生產(chǎn)。

何謂塑料

塑料的種類

美國已用塑料建成一座全密封式的體育場；將來還要用巨大充氣塑料氣球作貿(mào)易中心；甚至出現(xiàn)全部用塑料包起來的城市，在這樣的城市里，沒有酷暑嚴(yán)寒，四季溫暖如春。

你知道嗎？第96頁,共162頁，2024年2月25日，星期天熱塑性塑料聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚苯乙烯有機(jī)玻璃（PMMA）聚甲醛聚碳酸酯聚酰胺（尼龍）ABS塑料聚砜聚苯醚氟塑料聚酰亞胺特種塑料工程塑料不飽和聚酯氨基樹酯酚醛樹酯聚胺酯DPA樹脂有機(jī)硅樹脂環(huán)氧樹脂增強(qiáng)塑料熱固性塑料通用塑料第97頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（1）通用塑料

通用塑料主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚苯乙烯等，它們的原料均來源于石油或天然氣，塑料用途廣，價格低，在塑料中產(chǎn)量是最大的品種，約占全部塑料產(chǎn)量的80%，尤以聚乙烯的產(chǎn)量最大。第98頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1933年，英國帝國化學(xué)工業(yè)公司在高壓實(shí)驗時偶然發(fā)現(xiàn)聚乙烯，1939年開始工業(yè)化大生產(chǎn)。高密度聚乙烯中密度聚乙烯低密度聚乙烯

無味、無毒、無嗅的白色蠟狀半透明材料，電絕緣性優(yōu)越，耐化學(xué)介質(zhì)性能好，但易老化?？捎么邓芊ㄖ瞥杀∧?，可制食品袋；用擠出法制成各種管材、板材、電線絕緣層；用擠出吹塑法制成各種瓶子、容器、玩具，用涂刮法布于紙張、織物；噴吐于金屬表面。第99頁,共162頁，2024年2月25日，星期天聚氯乙烯耐化學(xué)腐蝕，具有不燃性，成本低，加工容易，但耐熱性差，材料在60℃以上就會變形，沖擊強(qiáng)度和韌性不夠理想，還有一定的毒性?？捎霉簿刍蚬不斓姆椒▽勐纫蚁┕に囘M(jìn)行改進(jìn)，制備無毒聚氯乙烯，可用于食品、藥物包裝。

你知道嗎？第100頁,共162頁，2024年2月25日，星期天聚苯乙烯的絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)性能和加工性能優(yōu)良，機(jī)械強(qiáng)度較好。但性脆，耐熱性差，能溶于芳烴、鹵化烴、醚、酮、汽油等中。電容器絕緣層、電器零件發(fā)泡材料可包裝精密儀器，作隔熱材料玩具和日用器皿第101頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（2）工程塑料

工程塑料是指機(jī)械強(qiáng)度比較高，可以替代金屬用作工程材料的一類塑料。這種塑料有高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨、自潤滑性以及制品尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。聚苯硫醚（PPS）可由對二氯苯和硫化鈉縮聚而成，具有很高的熱穩(wěn)定性，可在370℃時加工處理，具有很強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性，在170℃以下目前尚未發(fā)現(xiàn)可溶解它的溶劑。在電子、汽車、機(jī)械及化工領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。聚碳酸酯（PC）是一種透明的熱塑性工程塑料。它的抗沖擊韌性大大優(yōu)于玻璃，透明度跟有機(jī)玻璃差不多，大量用于制造超音速飛機(jī)的座艙罩和電子工業(yè)中各種各樣的電容器。第102頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（3）特種塑料

在王水中加熱煮沸對它也無損害塑料之王—聚四氟乙烯

制造防腐設(shè)備的好材料能在－269～300℃下長期使用，在－260℃液氨中，它的韌性仍然很大做氫輸送管道的墊圈和軟管，也可做宇宙飛行登月服的防火涂料。第103頁,共162頁，2024年2月25日，星期天摩擦系數(shù)很小，被譽(yù)為“世界上最滑的材料”。

科學(xué)家加強(qiáng)了氟聚合協(xié)合鍍層的研究，即將金屬表面處理和注入氟聚合粒子兩種方法相結(jié)合，可賦予基底金屬以防腐蝕、自潤滑和其他寶貴性能。管道內(nèi)壁襯聚四氟乙烯塑料制的膜，可運(yùn)送固體。不粘底的鍋滑雪板的底部粘上一層聚四氟乙烯塑料制軸承及軸，可省去加潤滑油。第104頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

在繁花似錦的塑料大花園里，功能塑料格外絢麗多彩。其中，工程塑料、導(dǎo)電塑料、磁性塑料、生物塑料和形狀記憶塑料倍受人們的青睞，被稱為五朵塑料金花。

拓展視野-塑料金花導(dǎo)電塑料生物塑料磁性塑料形狀記憶塑料工程塑料第105頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

導(dǎo)電高分子材料種類:結(jié)構(gòu)型—聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯復(fù)合型—在聚合物材料中添加導(dǎo)電材料如石墨、碳黑、金屬粉末優(yōu)點(diǎn)：重量輕，成型性好，易于合成，易于進(jìn)行分子設(shè)計、材料設(shè)計以及來源廣。用途：利用其防靜電性，可用于計算機(jī)房、手機(jī)、電腦和心臟起搏器上；利用其由絕緣體變成半導(dǎo)體再變?yōu)閷?dǎo)體的形態(tài)變化，可使巡航導(dǎo)彈隱形；利用其吸收微波的特性，可制成雷達(dá)波吸收材料；利用其防腐性，可用于火箭、船舶、石油管道、污水管道中；利用其電學(xué)性能，可制造出抗靜電地毯、智能窗戶。第106頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

心臟起博器是用高分子材料聚乙烯吡啶、碘復(fù)合物作陰極，鋰作陽極制成的。心臟跳動次數(shù)低于30～40次／分有生命危險時，埋入病人胸部的起搏器產(chǎn)生的脈沖可使心臟跳動次數(shù)增加到70～80次／分，使病人轉(zhuǎn)危為安。這種起搏器一般可使用10年。第107頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

電冰箱、洗衣機(jī)的內(nèi)膽、外殼，電視機(jī)、收錄機(jī)的外殼是用什么材料制成的?

ABS塑料:苯乙烯、丙烯腈和丁二烯等原料用共聚或混煉方法制得的ABS樹脂，再加工成ABS塑料。無味、無毒。，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。丙烯腈丁二烯苯乙烯塑料合金第108頁,共162頁，2024年2月25日，星期天2、合成纖維

棉、麻、絲、毛

纖維

天然纖維

化學(xué)纖維

人造纖維

合成纖維第109頁,共162頁，2024年2月25日，星期天世界上第一種合成纖維是由美國杜邦公司的卡洛薩斯研制成功的。1928年他用二元醇類與二元酸進(jìn)行反應(yīng)，制得了平均分子量為50000左右的聚酯。這種聚酯經(jīng)過改進(jìn)后，成了一種性能優(yōu)良的合成纖維，即現(xiàn)在大家熟悉的滌綸纖維。1935年2月28日，歷史上另一種合成纖維“聚酰胺”誕生了。它也是由卡洛薩斯利用六次甲基二胺與己二酸聚合而成的，這種聚酰胺纖維就是今天所用的尼龍66。全世界大約以每年增加15％的速度向前發(fā)展。合成纖維與天然纖維之比將是3∶1。你知道嗎?第110頁,共162頁，2024年2月25日，星期天滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸和氯綸六大綸：優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕、不發(fā)霉、不怕蟲蛀、不縮水，且每一種還具有各自獨(dú)特的性能。第111頁,共162頁，2024年2月25日，星期天聚酰胺纖維商品名為尼龍，也叫錦綸，最常見的是尼龍-6、尼龍-66。尼龍織物的特點(diǎn)是強(qiáng)度大，彈性好，耐磨性好。聚酰胺分子鏈中存在酰胺基和亞甲基。尼龍主要用于制作魚網(wǎng)、降落傘、宇航飛行服、彈力襪、混紡衣料等。缺點(diǎn)是耐光性差，吸濕性不理想。（1）聚酰胺纖維第112頁,共162頁，2024年2月25日，星期天聚酰胺纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

羧基含量高于氨基，在等電點(diǎn)時，氨基全部以一H3N+形式存在，羧基只是部分以一COO–離子形式存在。

聚酰胺纖維的氨基含量低，錦綸66和錦綸6的氨基含量分別約為羊毛的1/20和1/10，而疏水性部分含量比羊毛的高。（解釋吸水性）

聚酰胺大分子無支鏈和大的側(cè)鏈，分子間也不存在鹽式鍵等交鍵結(jié)合，有許多可以形成氫鍵的基團(tuán)，因此染料分子與纖維分子之間有較大的范德華力，易形成氫鍵，酸性染料對錦綸的親和力一般比羊毛高。（解釋顏色的多樣性）第113頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

聚酯纖維商品名為滌綸，又叫的確良。滌綸的分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)和酯基等剛性基團(tuán)，滌綸強(qiáng)度高、耐磨性僅次于尼龍，并且耐光、耐蝕、耐蛀，特別是易洗易干，做成的衣服外型挺括，抗皺性好。主要用于織衣料，也可做運(yùn)輸帶、輪胎簾子線、工業(yè)濾布、纜繩、魚網(wǎng)等。其突出缺點(diǎn)是吸濕性差，導(dǎo)電性差。與對羥基苯甲酸等共聚，或與棉、麻等混織可消除易起靜電的缺點(diǎn)。它還可與棉花或羊毛混紡，組合成細(xì)布、府綢、巴里紗、牛津紡、斜紋、咔嘰、貢緞和燈芯絨等。（2）聚酯纖維第114頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

聚丙烯腈商品名腈綸，俗名合成羊毛，國外也稱開司米。腈綸柔軟、輕盈、保暖，有人造羊毛之稱。它雖比羊毛輕10%以上，強(qiáng)度卻大2倍多。腈綸不發(fā)霉，耐蛀，耐光性也較好，特別適合制造帳篷、幕布、窗簾等室外織物。其缺點(diǎn)是染色性和回彈性欠佳。（3）聚丙烯腈第115頁,共162頁，2024年2月25日，星期天第116頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

聚芳酰胺纖維即為芳綸，它的強(qiáng)度達(dá)到鋁合金的45倍，是生產(chǎn)防彈背心的主要材料。芳綸受力后變化芳綸分子模型以及纖維單絲防彈背心（4）聚芳酰胺纖維第117頁,共162頁，2024年2月25日，星期天各種合成纖維的新品種層出不窮:超細(xì)纖維、受熱猛縮的高縮纖維、外圍起小圈的變形纖維和網(wǎng)格纖維等等。特種纖維:碳纖維、防火纖維、耐輻射纖維等。人們不走紡紗和織布的老路，而采用粘合劑使纖維粘合在一起直接成為織物，即無紡布。人們設(shè)想，巨大的核能將使聚合物分子重排，可得到全新型的纖維;采用特殊核粒子轟擊，將使纖維產(chǎn)生各種所需的色澤……（5）合成纖維的發(fā)展第118頁,共162頁，2024年2月25日，星期天3、合成橡膠

世界橡膠產(chǎn)量中，天然橡膠僅占15%左右，其余都是合成橡膠。天然橡膠來自熱帶和亞熱帶的橡膠樹，其基本組成是異戊二烯。合成橡膠的原料來自石油化工產(chǎn)品，種類和性能因單體的不同而不同。合成橡膠按性能和用途可分為通用橡膠和特種橡膠。通用橡膠性能與天然橡膠相似，用量較大。例如丁苯橡膠占合成橡膠產(chǎn)量的60%；其次是順丁橡膠，占15%。硅橡膠、含氟橡膠、丁腈橡膠屬于特種橡膠。第119頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

由于單純的硫化橡膠抗張強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗撕裂等性能還是不夠理想。因此，在硫化之前要添加填料來改進(jìn)。最常用的填料有炭黑、黏土、白堊等，其中炭黑對橡膠的強(qiáng)度有很大補(bǔ)強(qiáng)作用，故也稱為增強(qiáng)填料。而黏土和白堊對橡膠的物性影響較小，稱為“惰性填料”。在加工汽車輪胎等制品時還要加入一些合成纖維，以進(jìn)一步增強(qiáng)橡膠制品的使用強(qiáng)度，通常稱為簾子線，俗稱“嵌發(fā)絲”。第120頁,共162頁，2024年2月25日，星期天天然橡膠彈性好輪胎、膠管、膠鞋、膠粘劑順丁橡膠彈性好耐磨飛機(jī)輪胎丁苯橡膠價格低耐磨外胎、地板、鞋氯丁橡膠不燃耐老化耐油運(yùn)輸帶、膠粘劑

橡膠是工業(yè)、交通運(yùn)輸、國防工業(yè)的戰(zhàn)略物資合成橡膠的發(fā)展與戰(zhàn)爭有關(guān)快艇防毒面具第121頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

硅橡膠:分子主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個有機(jī)基團(tuán)的高分子彈性體。無味無毒，耐低溫、又能耐高溫，在-65～250℃之間仍能保持彈性。硅橡膠還有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化學(xué)穩(wěn)定性等。在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用硅橡膠防噪音耳塞硅橡膠胎頭吸引器硅橡膠人造血管硅橡膠鼓膜修補(bǔ)片拓展視野：特種橡膠第122頁,共162頁，2024年2月25日，星期天斑馬膠:在硅橡膠中，加入乙炔炭黑作導(dǎo)電填料.斑馬膠是電子手表和其他儀表的專用材料。用斑馬膠聯(lián)接電子手表的集成電路和液晶指示屏，既可防震，又可傳導(dǎo)電訊信號，而且調(diào)換部件也方便。丁腈橡膠:丁二烯和丙烯腈這兩種有機(jī)材料聚合而成的。它對礦物油、植物油等油脂的抵抗能力極強(qiáng)。而且這種耐油能力還可隨著它含丙烯腈這種成分的增加而提高。同時，在這里面再加一點(diǎn)別的材料后，還可使它具有被子彈穿射后射孔能自動封閉的特性，被用來制造飛機(jī)和軍用汽車的防彈油箱。還用它制造油封墊圈、輸油管道、印刷膠輥、耐油膠靴等。第123頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

二、功能高分子材料

在合成高分子的主鏈或支鏈上接上帶有顯示某種功能的官能團(tuán)，使高分子具有特殊的功能，滿足光、電、磁、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的功能要求，這類高分子通稱為功能高分子。功能高分子具有導(dǎo)電性、光敏性、催化、生物活性等特定功能。功能高分子材料在很多領(lǐng)域具有特定的應(yīng)用，成為合成高分子材料中很有發(fā)展前途的一個分支。何謂功能高分子材料？第124頁,共162頁，2024年2月25日，星期天1、化學(xué)功能性高分子材料感光高分子材料、氧化還原樹脂、離子交換樹脂、高分子催化劑、光降解性塑料、高分子試劑、固體電解質(zhì)等。2、以物理功能為主的功能高分子材料導(dǎo)電聚合物、壓電高分子、高分子駐極體、旋光性高分子、高分子載體、磁記錄高分子材料、高分子顏料及熒光體、高分子發(fā)光體等。3、介于化學(xué)、物理之間或具有復(fù)合功能的功能高分子材料高分子吸附劑、絮凝劑、表面活性劑、染料、功能膜、穩(wěn)定劑、高吸水材料等4、生理功能為主的高分子材料醫(yī)用高分子材料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、生物降解性塑料等。功能高分子材料的類型第125頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（1）光敏高分子材料

光敏樹脂光致變色高分子材料光降解高分子材料高分子液晶

光敏性高分子:在光的作用下能迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起物理性質(zhì)變化的高分子化合物。集成電路感光液第126頁,共162頁，2024年2月25日，星期天

所謂液晶就是液態(tài)晶體，它是一種既具有液態(tài)的流動性，又具有晶體的光學(xué)和電學(xué)特性的中間狀態(tài)，也稱為介晶相。某些有機(jī)物從固相加熱或從液相冷卻就可得到液晶相。當(dāng)液晶受到外界電場、磁場和聲能的刺激時，會引起光學(xué)效應(yīng)。液晶顯示利用的就是液晶的電光效應(yīng)。如果在液晶薄膜上加電壓，就會改變液晶對光的反射和透射情況，從而顯示出圖像來。液晶顯示有三大優(yōu)點(diǎn)：（１）液晶本身不發(fā)光，只是反射環(huán)境光。（２）用于顯示的液晶的厚度一般在幾十微米以下。（３）液晶顯示器耗電量一般極低，基本上不耗電能。液晶材料一般是人工合成的有機(jī)化合物。例如常用的向列型液晶，是一種甲亞胺族化合物；膽甾型液晶是膽固醇的衍生物。液晶顯示材料存在響應(yīng)速度不快（毫秒級），工作壽命比較短等問題.拓展視野：液晶第127頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（2）高分子功能膜

高分子功能膜具有允許某些小分子物質(zhì)選擇性通過的性能。膜分離方法已經(jīng)在氣體分離、海水淡化、污水凈化、食品保鮮、混合物質(zhì)的分離等方面得到廣泛應(yīng)用。高分子半透膜污水處理第128頁,共162頁，2024年2月25日，星期天（3）醫(yī)用高分子材料

用高分子材料制成的人工器官、人造血液、人造角膜等具有良好的生物相容性，能植入體內(nèi)或與組織、體液接觸，并對人體器官、組織和機(jī)體具有替代、修復(fù)、診斷和治療功能。人工腎第129頁,共162頁，2024年2月25日，星期天高吸水性高分子材料：具有與水接觸后能迅速吸收高于自身質(zhì)量