高中化学 第四章 元素与材料世界 第3节 复合材料学案2 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1化学学案VIP专享VIP免费

第3节复合材料1．材料科学的发展过程及单一材料的优缺点(1)材料科学的发展过程材料科学的发展经历了天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料这五个过程。(2)常见的几种单一材料的优缺点通过前面的学习，我们已经对金属材料、无机非金属材料有了大体的了解，现实生活中，我们经常接触有机合成材料，这些材料都是单一的材料，优点、缺点都较突出，现总结如下：材料实例优点缺点金属材料钢铁硬度较大、韧性较好、熔沸点较高、易成型在高温下不耐氧化无机非金属材料玻璃硬度较大、熔沸点高、电绝缘性好、易成型、耐腐蚀质脆、不耐冲击有机合成材料塑料电绝缘性好、质轻、防水耐油性差、易老化【例1】下列关于材料的说法中，正确的是()A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合而成的晶体B．高温结构陶瓷具有耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度小、耐磨损、密度大的特点C．氧化铝陶瓷的熔点低、硬度小D．镁铝合金的强度高、密度小，可用于飞机制造业解析：玻璃属于玻璃态物质，不是晶体，它没有固定的熔点，A错误；B中高温结构陶瓷硬度大、密度小；氧化铝陶瓷是高温结构陶瓷，熔点高，故C错误；镁铝合金硬度大、质轻，因此可用于飞机制造业，故D对。答案：D2．认识复合材料(1)复合材料的定义将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的新材料称为复合材料。(2)复合材料的组成复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。(3)复合材料的特点单一材料往往有或多或少的不足，如金属材料易被腐蚀，有机合成材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易破碎等，复合材料可以既保持原有材料的特点，又能使各组分之间协同作用，形成优于原材料的特性。一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良特性，在综合性能上超过了单一材料。(4)几种复合材料的性能(5)复合材料的分类复合材料种类繁多，按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料；按增强体的形状分类，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。【例2】下列说法正确的是()A．所有复合材料都由基体和增强体两部分组成B．复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种C．基体在复合材料中起骨架作用D．复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料解析：因为复合材料都由基体和增强体两部分组成，所以其化学成分至少有两种，B项错；基体在复合材料中起黏结作用，C项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，D项错。答案：A3．生产、生活中的复合材料(1)玻璃钢玻璃钢是一种以玻璃纤维作增强体，合成树脂作基体的复合材料。①玻璃本身是一种易碎的脆性材料，由它做成的玻璃纤维却异常柔软，具有很高的强度，除了普通玻璃纤维(主要成分为SiO2、Al2O3、Na2O等)外，还可以根据需要选用耐化学腐蚀、耐高温或强度高的特种玻璃纤维作玻璃钢的增强体。②在制造玻璃钢时，可以将玻璃纤维制成纱或织物，加到合成树脂中，也可切成短纤维加到合成树脂中。③玻璃钢的强度可达到甚至超过合金钢的强度，而密度却只有钢铁的左右；同时，这种材料保持着较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能，而又不像普通玻璃那样硬脆。④玻璃钢已大量用于游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅等产品的生产，这些产品充分发挥了其重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞等特点。玻璃钢在排水管道中也得到了广泛应用。最近几年，越来越多的污水处理系统的管道用玻璃钢制造，一个主要的原因是废水所含的腐蚀物质的种类在不断地增加、腐蚀作用在不断地增强，这就要求管道材料具有更好的耐腐蚀性，玻璃钢便是一种理想材料。(2)碳纤维增强复合材料在合成树脂的基体中加入碳纤维作增强体的复合材料叫碳纤维增强复合材料。①特点是韧性好、强度高而质轻。②碳纤维增强复合材料广泛应用于制造高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、赛艇、滑雪板等体育用品，也广泛应用于纺织机械和化工机械的制造以及医学上人体组织中韧...