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1、第三节第三节 复复 合合 材材 料料学习目标学习目标1.了解复合材料的了解复合材料的形成和组成形成和组成部分，能认识部分，能认识常见的复合材料。常见的复合材料。2.独立思考，合作独立思考，合作探究铜及化合物的性质探究铜及化合物的性质。3.激情投入，体会复合材料、金属材料激情投入，体会复合材料、金属材料在生在生产和生活中产和生活中的重要作用。的重要作用。一、写出下列反应的化学方程式一、写出下列反应的化学方程式1.工业制粗硅工业制粗硅 2.二氧化硅与氢氟酸的反应二氧化硅与氢氟酸的反应3.Al与与Co3O4高温反应高温反应 二、写出下列反应的离子方程式二、写出下列反应的离子方程式4.铝投到氢氧化钠溶
2、液中铝投到氢氧化钠溶液中 5.铝投到盐酸溶液中铝投到盐酸溶液中6.氧化铝投到氢氧化钠溶液中氧化铝投到氢氧化钠溶液中 7.氧化铝投到盐酸溶液中氧化铝投到盐酸溶液中8.向氯化铝溶液中逐滴滴加氨水溶液至过量向氯化铝溶液中逐滴滴加氨水溶液至过量9.向氯化铝溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至过量向氯化铝溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至过量 10.向氢氧化钠溶液中滴加少量氯化铝溶液向氢氧化钠溶液中滴加少量氯化铝溶液课前检查课前检查积极讨论（6分钟）内容内容讨论内容讨论内容目标及要求目标及要求课课题题一一 一、巩固训练一、巩固训练T3，写出分析过程，写出分析过程目标：目标：A层解决所有层解决所有问题，注重总结拓问题，
3、注重总结拓展实验方案评价依展实验方案评价依据；据；B层初步解决层初步解决所有问题，所有问题，C层解层解决实验探究方案设决实验探究方案设计和课题一内容获。计和课题一内容获。要求：要求：1.重点突出，重点突出，先一对一讨论，明先一对一讨论，明确错因，总结方法确错因，总结方法2.组长负责组组长负责组织，确保每个同学织，确保每个同学积极高效，并主持积极高效，并主持跨层交流，跨层交流，A层同层同学搞好知识的联系学搞好知识的联系和拓展。和拓展。课课题题二二二、巩固训练二、巩固训练T8，写出分析过程，写出分析过程高效展示高效展示（4分钟）分钟）讨论内容讨论内容展示展示目标及要求目标及要求课课题题一一 一、巩
4、固训练一、巩固训练T3，写出分析过程，写出分析过程4组组目标：目标：A层同学结合展示总层同学结合展示总结拓展，准备点评；结拓展，准备点评；B层做好实验记录，层做好实验记录，准备质疑，准备质疑，C层同学做好层同学做好实验记录整理好学案内实验记录整理好学案内容并马上掌握。容并马上掌握。要求：要求：1.脱稿展示脱稿展示，限时完，限时完成，书写规范。注重探成，书写规范。注重探究成果的分析过程，总究成果的分析过程，总结方法。结方法。2.用用彩笔彩笔总结总结规律方规律方法法。3.非展示同学全心投非展示同学全心投入学习，达成目标；不入学习，达成目标；不浪费一分一秒，浪费一分一秒，小组长小组长做好安排和检查。
5、做好安排和检查。课课题题二二二、巩固训练二、巩固训练T8，写出分析过程，写出分析过程6组组精彩点评（精彩点评（2020分钟）分钟）讨论内容讨论内容点评点评目标及要求目标及要求课课题题一一 一、巩固训练一、巩固训练T3，写出分析过程，写出分析过程4组组目标：目标：A层准备补充拓展；层准备补充拓展；B层积极思考，大胆层积极思考，大胆质疑；质疑；C层认真理解，记好层认真理解，记好笔记。笔记。要求：要求：1.点评同学脱稿点评，点评同学脱稿点评，点出解题思路、突破口，点出解题思路、突破口，总结规律、方法和拓展总结规律、方法和拓展2.非点评同学都要认非点评同学都要认真倾听、积极思考、迅真倾听、积极思考、迅
6、速记录，大胆提出疑问速记录，大胆提出疑问和补充观点。和补充观点。课课题题二二二、巩固训练二、巩固训练T8，写出分析过程，写出分析过程6组组 材料材料 实例实例 优点优点 缺点缺点金属材料金属材料无机非金无机非金属材料属材料有机合成有机合成材料材料硬度大、硬度大、易加工易加工 易被易被腐蚀腐蚀抗抗腐蚀、腐蚀、耐高温耐高温易易破碎破碎耐耐腐蚀、强腐蚀、强度大、良好度大、良好热塑性热塑性易易老化、不耐老化、不耐高温、废弃后高温、废弃后不易分解不易分解交流研讨钢铁钢铁钢铁钢铁普通玻璃普通玻璃塑料塑料合金与复合材料的异同点合金与复合材料的异同点举例举例合金合金成分成分形成工形成工艺艺用途用途性能性能两种
7、或两种以上不同材料两种或两种以上不同材料两种或两种以上金属材料或两种或两种以上金属材料或金属与非金属金属与非金属玻璃钢：玻璃纤维和合成树脂玻璃钢：玻璃纤维和合成树脂玻璃钢：玻璃纤维和合成树脂玻璃钢：玻璃纤维和合成树脂碳纤维：合成树脂和碳纤维碳纤维：合成树脂和碳纤维碳纤维：合成树脂和碳纤维碳纤维：合成树脂和碳纤维铝加入其它元素如：铝加入其它元素如：铝加入其它元素如：铝加入其它元素如：CuCu、MgMg、SiSi、ZnZn、LiLi融合融合融合融合特殊加工特殊加工特殊加工特殊加工船体、汽车车身、排水管道、船体、汽车车身、排水管道、船体、汽车车身、排水管道、船体、汽车车身、排水管道、纺织、机械、化工
8、机械、纺织、机械、化工机械、纺织、机械、化工机械、纺织、机械、化工机械、宇宙工业等宇宙工业等宇宙工业等宇宙工业等铝合金建筑业、容器和包装铝合金建筑业、容器和包装铝合金建筑业、容器和包装铝合金建筑业、容器和包装业、交通运输、以及电业、交通运输、以及电业、交通运输、以及电业、交通运输、以及电子行业、飞机构件等子行业、飞机构件等子行业、飞机构件等子行业、飞机构件等优于原材料的特性优于原材料的特性优于原材料的特性优于原材料的特性复合材料复合材料 铝合金窗户铝合金窗户铝合金窗户铝合金窗户 复合材料：复合材料：将两种以上性质不同的将两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的料。材料经特殊加工而制成的料。一、
9、认识复合材料一、认识复合材料1、概念、概念 2、组成、组成复合材料复合材料基体：基体：起黏结作用起黏结作用增强体：增强体：起骨架作用起骨架作用3、分类、分类耐酸碱，化学稳定性好，强度高，耐酸碱，化学稳定性好，强度高，耐酸碱，化学稳定性好，强度高，耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，韧性好密度小，韧性好密度小，韧性好密度小，韧性好 请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增强材料经过一定请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增强材料经过一定的复合，得到的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间的复合，得到的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。建立相应的连线。复合材料复合材料性
10、能性能基体材料的基体材料的基体材料的基体材料的类型类型类型类型增强体材料的增强体材料的增强体材料的增强体材料的化学组成化学组成化学组成化学组成金属金属金属金属 C C陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷 SiOSiO2 2合成树脂合成树脂合成树脂合成树脂 SiOSiO2 2 AlAl2 2OO3 3 MgOMgO合成树脂合成树脂合成树脂合成树脂C C交流交流交流交流 研研研研讨讨讨讨预测预测强度高，抗冲击，绝缘性好，强度高，抗冲击，绝缘性好，强度高，抗冲击，绝缘性好，强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低于耐热温度低于耐热温度低于耐热温度低于300300耐高温，强度高，导电性好，耐高温，强度高，导电性好，耐高温，强
11、度高，导电性好，耐高温，强度高，导电性好，导热性好导热性好导热性好导热性好耐耐耐耐1600160016001600以上的高温，强度高，以上的高温，强度高，以上的高温，强度高，以上的高温，强度高，密度小密度小密度小密度小二、形形色色的复合材料二、形形色色的复合材料1、生产、生活中常用的复合材料玻璃钢：玻璃钢：玻璃纤维玻璃纤维（增强体）（增强体）+合成树脂合成树脂（基体）（基体）特点：特点：重量轻、强度高、耐水、耐磨、重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞、产品美观、制造方便等耐撞、产品美观、制造方便等水箱水箱餐桌椅餐桌椅雕塑雕塑雕塑雕塑垃圾桶垃圾桶坚固的格栅坚固的格栅坚固的格栅坚固的格栅游乐设施游乐设
12、施巡逻车巡逻车碳纤维增强复合材料：碳纤维增强复合材料：碳纤维（增强体）碳纤维（增强体）+合成树脂（基体）合成树脂（基体）特点：特点：韧性好、强度高、韧性好、强度高、质量轻质量轻等等应用：应用：网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、冲浪板等体育用品以及纺织机械、化工机冲浪板等体育用品以及纺织机械、化工机械的制造。械的制造。历史回顾：历史回顾：2003年年2月月1日，日，美美国国“哥伦比亚哥伦比亚”号航天飞机在即将返回号航天飞机在即将返回地面前十几分钟与美国宇航局控制中心地面前十几分钟与美国宇航局控制中心失去联系。在美国宇航局宣布失去联系。在美国宇航局宣布“哥伦哥伦比亚比
13、亚”号失事后，各国宇航专家对失事号失事后，各国宇航专家对失事原因纷纷发表看法和意见。原因纷纷发表看法和意见。失事原因：失事原因：以专家的分析认为：以专家的分析认为：“哥伦比亚哥伦比亚”号可能是机体太老，但最可能的失事原因号可能是机体太老，但最可能的失事原因是机体表面的耐热保护层陶片松落所致，当是机体表面的耐热保护层陶片松落所致，当航天飞机进入大气层后与大气摩擦产生高温航天飞机进入大气层后与大气摩擦产生高温导致隔热层脱落或烧毁。导致隔热层脱落或烧毁。应用一、航天飞机机身上使用的隔热陶瓷航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。2、航空
14、、航天领域中的复合材料增强体：增强体：增强体：增强体：碳纤维、碳化碳纤维、碳化碳纤维、碳化碳纤维、碳化硅纤维、氧化硅纤维硅纤维、氧化硅纤维硅纤维、氧化硅纤维硅纤维、氧化硅纤维基体的主要成分：基体的主要成分：基体的主要成分：基体的主要成分：AlAl2 2OO3 3陶瓷、陶瓷、陶瓷、陶瓷、MgOMgO.AlAl2 2OO3 3陶瓷、陶瓷、陶瓷、陶瓷、SiOSiO2 2陶瓷、陶瓷、陶瓷、陶瓷、SiSi3 3N N4 4陶瓷、陶瓷、陶瓷、陶瓷、SiCSiC陶瓷等陶瓷等陶瓷等陶瓷等 纤维增强陶瓷保纤维增强陶瓷保纤维增强陶瓷保纤维增强陶瓷保持了陶瓷持了陶瓷持了陶瓷持了陶瓷耐高温耐高温耐高温耐高温的特的特的
15、特的特性，增加了陶瓷的性，增加了陶瓷的性，增加了陶瓷的性，增加了陶瓷的韧韧韧韧性性性性，使航天飞机能安，使航天飞机能安，使航天飞机能安，使航天飞机能安全地穿越大气层返回全地穿越大气层返回全地穿越大气层返回全地穿越大气层返回地球。地球。地球。地球。黑色隔热瓦黑色隔热瓦纤维纤维为增强体为增强体金属金属为基体为基体复合材料复合材料 应用二、应用二、在火箭、导弹、卫星、宇在火箭、导弹、卫星、宇宙飞船、航天飞机上，复合材料有着宙飞船、航天飞机上，复合材料有着广泛的应用。广泛的应用。具体为飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的材料应用。优点：这些复合材料具有耐高优点：这些复合材料具有耐高优点：这些
16、复合材料具有耐高优点：这些复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热温、强度高、导电性好、导热温、强度高、导电性好、导热温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等优性好、不吸湿和不易老化等优性好、不吸湿和不易老化等优性好、不吸湿和不易老化等优点。点。点。点。中国中国C-802反舰导弹反舰导弹航天火箭航天火箭 高空飞艇的整体结构使用柔韧纤维复合高空飞艇的整体结构使用柔韧纤维复合材料，具有轻便结实等特点。飞艇的软式外材料，具有轻便结实等特点。飞艇的软式外壳由几种不同材料粘合而成，可为飞艇提供壳由几种不同材料粘合而成，可为飞艇提供一定的强度的防护能力。一定的强度的防护能力。美巨资研制复合材料
17、飞艇美巨资研制复合材料飞艇美巨资研制复合材料飞艇美巨资研制复合材料飞艇 可连续高空侦察三周可连续高空侦察三周可连续高空侦察三周可连续高空侦察三周应用了大量复合材料降低了飞机重量应用了大量复合材料降低了飞机重量应用了大量复合材料降低了飞机重量应用了大量复合材料降低了飞机重量 中国最新轰八重型战略轰炸机中国最新轰八重型战略轰炸机 新轰八大量的使用了我国自己研制的碳新轰八大量的使用了我国自己研制的碳新轰八大量的使用了我国自己研制的碳新轰八大量的使用了我国自己研制的碳-碳纤维复合材碳纤维复合材碳纤维复合材碳纤维复合材料制作机身结构件料制作机身结构件料制作机身结构件料制作机身结构件,既减轻了机体的结构重
18、量，又可大大提既减轻了机体的结构重量，又可大大提既减轻了机体的结构重量，又可大大提既减轻了机体的结构重量，又可大大提升飞机的载油量和载弹量，也大大延伸了飞机的作战航程。升飞机的载油量和载弹量，也大大延伸了飞机的作战航程。升飞机的载油量和载弹量，也大大延伸了飞机的作战航程。升飞机的载油量和载弹量，也大大延伸了飞机的作战航程。另外，使用复合材料也可容易实现飞机的隐形目的。另外，使用复合材料也可容易实现飞机的隐形目的。另外，使用复合材料也可容易实现飞机的隐形目的。另外，使用复合材料也可容易实现飞机的隐形目的。随着现代航空技术的发展，飞机装载质量随着现代航空技术的发展，飞机装载质量不断增加，飞行着陆速
19、度不断提高，对飞机的不断增加，飞行着陆速度不断提高，对飞机的紧急制动提出了更高的要求。碳碳复合材料紧急制动提出了更高的要求。碳碳复合材料质量轻、耐高温、吸收能量大、摩擦性能好，质量轻、耐高温、吸收能量大、摩擦性能好，用它制作刹车片广泛用于高速军用飞机中。用它制作刹车片广泛用于高速军用飞机中。中中国国L-9高高级级教教练练机机 目前，材料的复合正向着精细化方向发展，目前，材料的复合正向着精细化方向发展，目前，材料的复合正向着精细化方向发展，目前，材料的复合正向着精细化方向发展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、
20、出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类
21、应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类已经人类已经从合成材料时代进入复合材料时已经人类已经从合成材料时代进入复合材料时已经人类已经从合成材料时代进入复合材料时已经人类已经从合成材料时代进入复合材料时代。代。代。代。认识复合材料认识复合材料 形形色色的复合材料形形色色的复合材料 玻璃纤维增强树脂基复合材料玻璃纤维增强树脂基复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料碳纤维增强树脂基复合材料基基 体体增强体增强体复复合合材材料料 生产生活中常用生产生活中常用的复合材料的复合材料航空、航天领域中的航空、航天领域中的复合材料复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强金属基复
22、合材料纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料本节教材小结本节教材小结1 复合材料中往往由一种材料作为基体，另一种材料做（复合材料中往往由一种材料作为基体，另一种材料做（）A 增塑剂增塑剂 B 发泡剂发泡剂 C 防老剂防老剂 D 增强体增强体2 下列物质属于复合材料的是（下列物质属于复合材料的是（）A 玻璃钢玻璃钢 B 人造皮革人造皮革 C 钢化玻璃钢化玻璃 D 合成树脂合成树脂3 复合材料的优点是（复合材料的优点是（）强度高强度高 质量轻质量轻 耐高温耐高温 耐腐蚀耐腐蚀 A 仅仅 B B 仅仅 C C除除外外 D D 4 4 随着社会的发展，复合材料是一类新型的有前途的发展材随着社会的
23、发展，复合材料是一类新型的有前途的发展材料，目前符号材料最主要的应用领域是（料，目前符号材料最主要的应用领域是（）A A高分子分离膜高分子分离膜 B B 人类的人工器官人类的人工器官 C C 宇宙航空工业宇宙航空工业 D D 新型药物新型药物DADC课堂随练5 用短线把下列物质用短线把下列物质、用途用途、主要性能相连接。主要性能相连接。物质物质 用途用途 性能性能 玻璃钢玻璃钢 制造骨和股关节制造骨和股关节 耐腐蚀强耐腐蚀强 光纤光纤 制造排水管道制造排水管道 密度小，强度高密度小，强度高生物陶瓷生物陶瓷 汽车车轮骨架汽车车轮骨架 质量轻，保密性好质量轻，保密性好 铝合金铝合金 通讯材料通讯材
24、料 有生物功能有生物功能泥砖泥砖泥土泥土禾桔禾桔复合材料复合材料钢筋混凝土钢筋混凝土沙子、砾石沙子、砾石水泥水泥钢筋钢筋树树木木木质素木质素木质纤维木质纤维Back复合材料的分类：复合材料的分类：（1）按基体分类）按基体分类树脂基复合材料树脂基复合材料金属基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料 （2）按增强体）按增强体的形状分类的形状分类颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料夹层增强复合材料夹层增强复合材料纤维增强复合材料纤维增强复合材料返回返回飞机机身采用碳纤维复合材料仅重飞机机身采用碳纤维复合材料仅重280公斤公斤返回返回返回返回返回返回返回返回 纤维纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤
25、维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性能好的纤维，其中和氧化铝纤维等耐热性能好的纤维，其中应用最广泛的是碳纤维。应用最广泛的是碳纤维。金属金属用得较多的是铝、镁、钛等密用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。度小的轻金属。Back！被腐蚀的钢铁防护栏被腐蚀的钢铁防护栏BackBack 目前的运动自行车可以说大部分是建立目前的运动自行车可以说大部分是建立目前的运动自行车可以说大部分是建立目前的运动自行车可以说大部分是建立在铝合金和钢铁工业之上的铝合金不会生在铝合金和钢铁工业之上的铝合金不会生在铝合金和钢铁工业之上的铝合金不会生在铝合金和钢铁工业之上的铝合金不会生锈锈锈锈.但是一般比较脆但是一般比较脆但是一般比较脆但是一般比较脆.耐冲击性能不强耐冲击性能不强耐冲击性能不强耐冲击性能不强.也不也不也不也不耐磨损耐磨损耐磨损耐磨损.而钢铁而钢铁而钢铁而钢铁,比较坚硬比较坚硬比较坚硬比较坚硬,也有一定韧性也有一定韧性也有一定韧性也有一定韧性.但是容易生锈但是容易生锈但是容易生锈但是容易生锈.BackBack一次性快餐盒一次性快餐盒一次性快餐盒一次性快餐盒BackBack