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课件网) 鲁科版2019 选择性必修3 第3节 材料及其应用 第二章 固体与液体 一、材料对人类社会的影响 每一种重要材料的开发和应用，都把人类文明推向一个新的阶段。 石器时代 青铜时代 铁器时代 信息时代 石头 石器虽硬却容易断裂，不易加工。 效率低下，生产力发展极其缓慢。 青铜 原始社会 合金材料，制作成本较高。 给农业和手工业生产以更强大的力量。用于生产数量少。 夏、商、西周时期 铁 带来了相对发达的生产力，促进了中华文明的发展。 战国晚期 新材料 半导体材料促进了计算机技术的发展 耐高温高强度的结构材料推动了航天技术的发展 低消耗的光导纤维引领了光纤通信技术的发展 材料已经与信息、能源一起，被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。 二、材料的种类 ①结构材料主要利用材料的力学特性 ②功能材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性。 1、按照材料的特性，可将材料分为结构材料和功能材料两类。 2、按照材料的应用领域，又可将材料分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。 3、习惯上，人们把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 二、材料的种类 ①金属材料 金属材料一般包括金属与合金。合金是由两种或两种以上的金属，或者金属与非金属结合而成的具有金属特性的材料。 例如，钢是铁和碳的合金，再加上铬就成了不锈钢，不锈钢具有很强的耐腐蚀，广泛用于制造餐具、外科手术器械及化工设备等。 ②无机非金属材料 无机非金属材料主要有陶瓷和玻璃等。 传统的陶瓷材料主要用于制造碗、碟、卫生洁具等日常生活用品。如今，陶瓷新材料有惊人的耐腐蚀性能，能耐受强碱氢氧化钠、几乎所有的无机酸及有机酸的腐蚀，同时它又是一种高性能的电绝缘材料，在现代工业和航空航天领域得到了广泛的应用。 二、材料的种类 ③有机高分子材料 有机高分子材料是由含碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料。塑料、合成纤维和合成橡胶这三大合成高分子材料，已经成为生产和生活中必不可少的重要材料。 例如，人工合成的有机玻璃不但具有玻璃的各种优点，而且非常坚韧，即使受到猛烈撞击也不易破碎，可用于制造飞机的座舱盖及汽车的挡风玻璃，还可用于制造文具、乐器（图2-30）和工艺品等。 二、材料的种类 ④复合材料 复合材料是由以上几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。它既能保留原组成材料的主要优点，又能通过复合效应获得原组合成分所不具备的性能，还可通过材料设计使各组合成分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。 例如，玻璃钢、碳纤维和陶瓷复合材等新型复合材料具有强度高、耐腐蚀、刚性好、质量轻等优良特性，在许多方面都得到了应用（图2-31）。 三、材料的应用 随着材料科学与技术的飞速发展，各种具有独特性能的材料层出不穷，使人类生活和社会发展对材料的新需求不断得到满足。 01 半导体 半导体是具有优异特性的微电子材料。从导电性能上看，半导体的电阻率介于金属导体（电阻率＜10-3Ω·m）和绝缘体（电阻率＞10Ω·m）之间。 微电子工业中使用的半导体材料主要是硅和砷化镓。硅的机械强度高，结晶性好，在自然界中储量丰富，成本低，是制造晶体管和集成电路的主要材料。在微电子工业中，集成块是利用集成工艺将晶体管、电阻、电容及它们之间的连线集成在一块半导体芯片上制成的（图2-32）。集成电路是电子设备最重要的元件之一。 三、材料的应用 随着半导体器件的特性尺寸越来越接近原子极限，越来越多的新器件概念被提出，如自旋器件、铁磁存储器、量子晶体管等。 半导体是电子信息产业的基础，是许多工业整机设备的核心，作为芯片、存储器等 ... ...
