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课件网) 第2章 化学与材料的制造和应用 1．了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。 2．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。 3．了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。 4．了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况。 了解新材料的发展方向。 一、无机非金属材料 1．三大传统硅酸盐材料 陶瓷 以黏土为原料高温烧结而成 原理 特性：耐酸、碱及热冲击 主要成分：Na2SiO3、CaSiO3 特性：无固定熔点 玻璃 水泥 主要成分：2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、 3CaO·Al2O3、4CaO·Al2O3·Fe2O3 主要原料：石灰石、纯碱、石英砂 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2 主要原料：黏土、石灰石 特性：水硬性 2.三类新型无机非金属材料 性能与应用 新型陶瓷 碳化硅 (SiC) 硬度大、熔点高、化学性质稳定，可作优质磨料和航天器涂层材料 氮化硅 (Si3N4) 硬度大、熔点高、化学性质稳定，可用于制造轴承、汽轮机叶片、发动机受热面等 单晶硅 半导体材料，制作计算机芯片、集成电路 性能与应用 碳单质 金刚石 新一代信息材料 石墨 电的良导体、化学性质稳定，用作电极 C60 在新型储氢材料、复合材料、纳米材料、超导体的制造方面前景广阔 二、金属材料 1.冶炼金属三方法 金属在自然界中的存在形态及冶炼方法和_____有着密 切关系，根据不同金属的活动性，常用冶炼方法如下： (1)热分解法。 适用于冶炼汞以后的不活泼金属。这些金属的化合物的稳定 性较弱。加热条件下它们的化合物分解生成金属单质。 如加热HgO：_____。 金属活动性 2HgO 2Hg＋O2↑ △ ==== (2)热还原法。 可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较强，在常见金属活 动性顺序中居于中间区域(Zn～Cu)。 ①焦炭还原法 如氧化铜和焦炭共热：_____； ②一氧化碳还原法 用氧化铁炼铁：_____； CuO＋C Cu＋CO↑ 高温 ==== Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 高温 ==== ③氢气还原法 如WO3＋3H2 W＋3H2O； ④活泼金属还原法 如铝粉和三氧化二铬反应：_____。 高温 ==== 2Al＋Cr2O3 2Cr＋Al2O3 高温 ==== (3)电解法。 适用于铝以前的活泼金属的冶炼。这些金属的化合物较难用 还原剂还原，通常采用电解_____的方法冶炼。例 如： 冶炼钠：_____； 冶炼镁：_____； 冶炼铝：_____。 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 熔融金属化合物 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 直流电 ==== 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 直流电 ==== 冰晶石 直流电 ==== 2.金属的腐蚀及防止 (1)金属腐蚀的类型。 ①化学腐蚀：金属材料跟其表面接触到的物质(如O2、Cl2等) _____而引起的腐蚀。 ②电化学腐蚀：不同金属或_____金属跟_____接触时， 发生_____，比较活泼的金属失去电子而被氧化引起的 腐蚀。 直接发生化学反应 不纯 电解质溶液 原电池反应 (2)金属腐蚀的防止及利用。 ①金属腐蚀的防止方法 ②金属腐蚀的利用 金属的化学蚀刻、印刷电路的腐蚀、电子元件与集成电路的精细加工都是利用了金属腐蚀的原理。 三、功能高分子材料和复合材料 1.功能高 分子材料 光敏高分子材料：感光树脂、光致变色高分 子材料、光导电高分子材料 高吸水性树脂：超强吸水剂等 导电高分子材料：结构型导电材料、 复合型导电材料 生物医学高分子材料：修复、再造人体器官 2.复合材料 (1)组成 (2)常见的复合材料：玻璃钢、碳纤维增强复合材料 基体：起_____作用 黏结 增强体：起_____作用 骨架 3.塑料制品结构和性能 (1)线型高分子：分子呈长链状，可溶于有机溶剂，受热软化、熔化，有热塑性。 (2)体型高分子：高分子链之间形成化学键产生交联，形成立体网状结构。不易溶于有机溶剂，受热不熔化，有热固性 ... ...
