第三章探索生活材料第一節合金廚房用具

鐵鍋和下水井蓋高壓鍋青銅器儲氫汽車金飾品汽車配件金屬或合金使用原因電線芯汽車外殼燈絲發動機排氣管銅導電性好，價格便宜價格便宜，硬度強度較小，可塑性高，加工成型性好，焊接性好軟鋼（低碳鋼）鎢熔點最高（3410攝氏度）鋁合金不銹鋼抗腐蝕性好密度小、強度大，較強抗腐蝕性一、認識合金（純金屬90種,合金達數千種）合金：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質。性能：1、硬度比單一成分大

2、熔點比各成分金屬低4、有較強的抗腐蝕性能3、導電性比成分金屬差純金屬和合金的結構不同硬度加大二、使用合金1、鐵合金鐵碳合金：生鐵：鋼：含碳量為2%~4.3%含碳量為0.03%~2%鋼碳素鋼：不銹鋼

：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼合金元素鉻Cr、鎳Ni2、鋁合金

(Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土金屬)

硬鋁：Cu40%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si7%性能：密度小、強度大、抗腐蝕用途：飛機和宇宙飛船

3、銅合金：黃銅：

Cu—Zn（含Zn20%~36%）青銅：

Cu—Sn

（含Sn10%~30%）24K金合金18K:Au75Ag12.5Cu12.54、新型合金儲氫合金：Ti-FeLa-Ni形狀記憶合金：合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。（腰托、頸托）1、有關合金的敘述不正確的是

A、合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低

B、合金的硬度和強度一般比純金屬高

C、合金一定是金屬熔合而成的物質

D、硬鋁、黃銅和鋼均為合金2、用于飛機制造業的重要材料是

A、Mg－Al合金B、Cu－Sn合金

C、Al－Si合金D、不銹鋼CA【練習】3、下列關于鎂鋁合金的說法正確的是

A、熔點比鎂、鋁都高

B、熔點比鎂、鋁都低

C、硬度比鎂、鋁都小

D、硬度比鎂、鋁都大4、鋼是由什么組成的合金

AFe和CO2BFeO和CCCu和ZnDFe和CBDDFe2O3·nH2O鐵銹：銅綠：Cu2(OH)2CO3第二節

《金屬的腐蝕和防護》一、金屬的腐蝕金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學腐蝕（直接反應）電化學腐蝕（構成原電池）1、定義：2、本質：金屬失去電子被氧化。3、分類：

金屬跟接觸到的物質（如O2、Cl2、SO2等）直接發生化學反應而引起的腐蝕。1、化學腐蝕金屬越活潑，越易被腐蝕；金屬所處的環境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。2、電化學腐蝕

不純的金屬（或合金）跟電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。1、自發進行的氧化還原反應2、有兩種活動性不同的金屬或非金屬（石墨）做電極3、兩極材料均插入電解質溶液中。

4、兩極相連形成閉合回路。一、原電池：把化學能轉化為電能的裝置原電池負極（較活潑金屬）正極（不活潑金屬或非金屬導體）工作原理：負極（較活潑的金屬）上發生氧化反應，電子從（負極）通過導線流向正極（較不活潑的金屬），正極上得電子發生還原反應【復習】二、構成原電池的條件:“兩極一液一連線”鋼鐵的吸氧腐蝕與析氫腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件負極反應(Fe)正極反應(C)其他反應水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+2H2O+

O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O燒過菜的鐵鍋如果未及時洗凈（殘液中含

NaCl），第二天便出現紅棕色銹斑（主要成分為Fe2O3?nH2O）。請問這種腐蝕是化學腐蝕還是電化學腐蝕?為什么?解析：屬于電化學腐蝕。因為鐵鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因為Fe-C-NaCl形成原電池。鐵作負極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。討論自行車的不同構件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？給鏈條涂上機油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機油。3.金屬的防護總結金屬防護常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達到防止金屬腐蝕的目的？刷油漆包塑料層“機械轉動部位”選用油脂鍍耐腐蝕又耐磨的Cr用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換在金屬表面鍍一層比要保護的金屬更活潑的金屬。用犧牲鋅塊的方法來保護船身，鋅塊必須定期更換鋅塊金屬的防護方法1、在金屬表面覆蓋保護層2、改變金屬的內部組織結構（形成合金）3、在要保護的金屬上連接一種比該金屬更易失去電子的金屬刷油漆、涂機油、加塑料層……不銹鋼、馬口鐵、白口鐵……犧牲負極的正極保護法（如鍍鋅鐵）……1、鋼鐵發生吸氧腐蝕時，發生還原反應的電極反應式是（）A、Fe–2e-=Fe2+B、2H++

2e-=H2↑C、4OH--4e-=2H2O+O2↑D、2H2O+O2+4e-=4OH-

D【練習】2、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是（）A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA3、下列事實不能用電化學理論解釋的是(）A、輪船吃水線以下的船殼上裝一定數量的鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護C、純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B

4、有a、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來，浸入電解質溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應強烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據此判斷它們的活動性順序由強到弱的為：()A．a>c>d>bB．d>a>b>cC．d>b>a>cD．b>a>d>cB第三節玻璃、陶瓷和水泥1、原料：純堿、石灰石和石英2、反應原理：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑

高溫

CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑

高溫3、主要成分：硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅4、玻璃沒有一定的熔點，受熱逐漸軟化，軟化狀態可以被吹成任何形狀的制品．一、工業制玻璃四種特殊玻璃：⑴硼硅酸鹽玻璃：膨脹系數小、化學穩定性好，更耐高溫和耐化學腐蝕．

用途:高級化學儀器⑵光學玻璃：透光性能好、折光率高用途：眼鏡片、照相機、望遠鏡和顯微鏡中的透鏡等光學儀器

加入B２O３加入PbO藍色(Co2O3)紅色(Cu2O)淡綠色(FeO)⑶彩色玻璃：金屬氧化物均勻地分散到玻璃態物質里，使玻璃呈現特征顏色。玻璃在鋼化爐里加熱軟化，再急速冷卻得鋼化玻璃。⑷鋼化玻璃：光導纖維

（1）信息容量大（2）質量小而且細（4）成本低（3）光纖的抗干擾性能好1、成分：SiO22、優點：光學纖維胃鏡現代通信用光纜光導纖維手術頭燈用光導纖維做手術不用開刀【練習】2.下列關于玻璃的敘述正確的是（）A.制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英B.普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅C.玻璃是幾種成分熔化在一起的晶體D.玻璃是硅酸鈉鹽，有一定的熔點AB1.普通玻璃是

（混合物、純凈物）玻璃可在一定溫度范圍內軟化，制成工藝品等。這是因為玻璃是一種

物質，沒有固定的

。混合物玻璃態熔點3.工業上制造一般的光學玻璃用到的原料是

（）

A、硼砂、燒堿、氧化銅、石英砂

B、純堿、黏土、石英、氧化銅

C、氧化鉛、純堿、石灰石、石英

D、石灰石、純堿、黏土、硼砂C4.與普通玻璃具有相同組成的（）A、光學玻璃B、有色玻璃C、鋼化玻璃D、有機玻璃C1、原

料：2、生產過程：3、反應條件：高溫混合→成型→干燥→燒結→冷卻→陶瓷器黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）4、主要性能：抗氧化、抗酸堿、耐高溫、絕緣、易成型等二、陶瓷6、高溫結構陶瓷：耐高溫、抗氧化、耐腐蝕氮化硅陶瓷可用來制造軸承、汽輪機葉片、永久性模具、機械密封環等機械構件，還可以用來制柴油機。1、混合；2、成型；3、干燥；4、燒結；5、冷卻；6、陶瓷器主要原料主要設備

反應條件

主要成分

主要性能普通水泥

三、水泥

粘土、石灰石加適量石膏水泥回轉窯高溫硅酸二鈣2CaO·SiO2硅酸三鈣3CaO·SiO2鋁酸三鈣3CaO·Al2O3水硬性水硬性：將水泥與水摻和、攪拌并經靜置后很容易凝固變硬，這叫做水泥的水硬性1、下列物質有固定熔點的是：A、鋼化玻璃B、水泥C、碳酸鈉D、水玻璃2、在制取水泥、玻璃的生產中，共同使用的原料是A、純堿B、石灰石C、石英D、焦碳CB3、下列說法正確的是A、玻璃是一種晶體B、水玻璃在空氣中能變渾濁，水泥無論在空氣中還是水中都能硬化C、制備光導纖維的重要原料是玻璃D、水泥工業中最重要的設備是高爐E、高溫結構陶瓷具有熔點高、硬度大、密度小的特點C4、熔融燒堿應選用的器皿是A、石英坩堝B、普通玻璃坩堝C、生鐵坩堝D、陶瓷坩堝5、某型號水泥主要成分為Ca2SiOx、Ca3SiOy、

Ca3Al2Oz，則：

X=——y=——z=——

制取該水泥所用的原料是————C456石灰石粘土第四節塑料、纖維和橡膠一、合成材料三大合成材料：

塑料、合成纖維、合成橡膠

黏合劑、涂料……1.塑料（六個問題）①聚乙烯的組成元素是什么？怎樣制得？什么是單體？它是由乙烯通過加成聚合反應制得；

單體是能合成聚合物的小分子物質。

由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量大的高分子的反應叫做聚合反應。由不飽和的相對分子質量小的化合物分子結合成高分子的反應，同時也是加成反應，又稱加聚反應。乙烯的自身聚合，是乙烯的最大用量。

聚乙烯的相對分子質量可達幾萬到幾十萬。這種化合物屬于高分子化合物

或高聚物。nCH2CH2催化劑CH2-CH2n[]-----

②什么是塑料？它和樹脂有什么不同？塑料是由樹脂及增塑劑、防老化劑等添加劑組成的，它的主要成分是樹脂。因有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，故塑料和樹脂也?；煊谩?/p>

主要成分:樹脂及增塑劑、防老化劑塑料是相對分子質量很大的聚合物，往往由小分子的帶有不飽和鍵有機物（單體）聚合而成③

塑料分成哪兩大類？各有什么性質？熱塑性塑料(聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯等)塑料熱固性塑料（酚醛塑料）特性：受熱時軟化并可熔化成流動的液體，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，可反復加工，多次使用特性：在制造過程中受熱時能變軟塑成一定的形狀，但加工成型后就不會受熱熔化

熱塑性塑料固態時的線型結構熱固性塑料硬化后的體型網狀結構熱固性塑料再次受熱時，鏈與鏈間會形成共價鍵，產生一些交聯，形成體型網狀結構，硬化定型④為什么兩種塑料的特性不同呢?熱塑性塑料具有長鏈狀的線型結構。受熱時，分子間作用力減弱，易滑動；冷卻時，相互引力增強，會重新硬化塑料中的原子是以共價鍵形成的，沒有自由移動的離子。因此，在一般情況下塑料不易導電，是良好的電絕緣材料?！皩щ娋酆衔铩彼芰系碾娊^緣性是相對的聚乙炔P63⑤從結構分析,塑料在一般情況下會導電嗎?2、纖維和橡膠幾種纖維的性質實驗灼燒情況受酸溶液的影響受堿溶液的影響純棉燒后呈粉狀，無異味輕微輕微羊毛燒焦羽毛氣味，灰燼為黑色小顆粒受腐蝕部分溶解尼龍布接近火焰時迅速卷縮，趁熱可拉成絲，燒后不易破碎幾乎不變幾乎不變天然纖維：

棉花、羊毛、蠶絲和麻等纖維合成纖維：

腈綸(人造羊毛)、錦綸(尼龍)、維綸、氯綸、滌綸(的確良)和丙綸等“六大綸”

合成纖維具有優良的性能：如強度高、彈性好、耐磨、耐化學腐蝕和不怕蟲蛀等。纖維橡膠

橡膠是制造飛機、汽車和醫療器械等所必需的材料，是重要的戰略物資。1、天然橡膠的化學組成是聚異戊二烯：

2、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠通用橡膠：

丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等。特種橡膠：

耐熱和耐酸堿的氟橡膠、耐高溫和耐嚴寒的硅橡膠等硅橡膠3、硫化橡膠優點:具有較高的強度、韌性、良好的彈性和化學穩定性等硫的作用？二、復合材料學與問每種材料都有它的優缺點：金屬材料強度大，但易受腐蝕；陶瓷材料耐高溫，但脆性大；合成材料密度小，但不耐高溫等。但航天材料需要強度大、耐高溫、密度小的材料，海洋工程需要耐高壓、耐腐蝕的材料。怎樣才能獲得這些特殊材料呢？要獲得性能全面的特殊材料，一方面是在原有材料的基礎上發展創新，發揮其優勢，努力克服其不足。例如，研制一些新型的合金、陶瓷和合成材料等；另一方面是將不同性能的材料組合起來，制成復合材料，使各組分材料在性能上進行互補，同時產生某些特殊性能。由于復合材料的設計自由度很大：不僅可以選擇不同的組分材料，而且可以通過改變各組分材料的含量來滿足不同的需求。因此，復合材料是材料科學發展的必然趨勢。二、復合材料復合材料：兩種或兩種以上