9.3新型材料的研制1.結(jié)合實(shí)例，能從物質(zhì)的性質(zhì)及其變化的視角，認(rèn)識(shí)材料的科學(xué)利用與新材料的研發(fā)。2.感受無(wú)機(jī)材料、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料等在社會(huì)生活中的廣泛應(yīng)用。艙外航天服作為宇航員在太空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)的生命安全保障裝備，在一定程度上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的最高科技水平。那么，被網(wǎng)友稱(chēng)為“黃金圣衣”的飛天艙外航天服到底用了多少高科技？頭盔外保護(hù)層保溫層氣密層貼身舒適層水冷降溫層頭盔及外保護(hù)層主要用于反射宇宙輻射，噴有鋁膜，用于隔熱，也噴涂有黃金涂層，用作最外層的反射層鋁和黃金屬于化學(xué)材料中的金屬材料石

器時(shí)

代青

銅時(shí)

代鐵

器時(shí)

代材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代1.材料的應(yīng)用和發(fā)展2.材料技術(shù)和應(yīng)用與化學(xué)等科學(xué)的關(guān)系天

然材

料人

工

合成

材

料為

特

定

需

求設(shè)

計(jì)

材

料一、無(wú)機(jī)材料更新?lián)Q代3000多年前,古代勞動(dòng)人民已經(jīng)能夠制造和使用青銅、鐵等金屬材料。近代工業(yè)崛起，以鋼鐵為主體的金屬材料被廣泛應(yīng)用。隨著冶煉技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，研制出各種具有優(yōu)異性能的合金。金屬材料

稀土材料指利用稀土元素及其化合物與其他元素的化合物結(jié)合形成的材料。稀土元素是指鈧(Sc)釔(Y),以及鑭系元素(從鑭到镥15種元素)。稀土元素的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，若與其他元素結(jié)合，便可形成種類(lèi)繁多、功能多樣、用途廣泛的新型材料，且性能會(huì)有較大提高，被稱(chēng)作當(dāng)代的工業(yè)味精”。請(qǐng)查閱文獻(xiàn)，說(shuō)明稀土元素在當(dāng)代高新科技中的具體應(yīng)用。調(diào)查研究稀土元素在當(dāng)代高新科技中有眾多重要應(yīng)用：1.

永磁材料：用于制造高性能的永磁體，廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、節(jié)能家電等領(lǐng)域，提高了能源利用效率。2.

激光材料：制造固體激光器，在醫(yī)療、科研、工業(yè)加工等方面。3.

儲(chǔ)氫材料：可用于制作高效的儲(chǔ)氫裝置，新能源汽車(chē)的氫能源存儲(chǔ)。4.

超導(dǎo)材料：有助于提高超導(dǎo)材料的性能，在磁懸浮列車(chē)、核磁共振等領(lǐng)域具有重要意義。5.

玻璃陶瓷：用于制造高質(zhì)量的光學(xué)鏡片、特種陶瓷等。6.

電子信息：在芯片制造、顯示屏等電子產(chǎn)品中提高性能。無(wú)機(jī)非金屬材料包括玻璃、水泥、陶瓷光致變色玻璃制成的變色鏡汽車(chē)的鋼化玻璃運(yùn)用化學(xué)方法制成的具有特殊性能的特種玻璃，極大提升了玻璃材料的性能和應(yīng)用價(jià)值。無(wú)機(jī)非金屬材料包括玻璃、水泥、陶瓷唐三彩陶瓷髖關(guān)節(jié)陶瓷人造牙通過(guò)選擇新的原料，改變制造工藝，生產(chǎn)出許多結(jié)構(gòu)、功能與傳統(tǒng)陶瓷截然不同的新型陶瓷材料。半導(dǎo)體光

導(dǎo)

纖

維無(wú)機(jī)非金屬材料發(fā)展迅猛，多種具有優(yōu)異性能的材料相繼開(kāi)發(fā)出來(lái)，為現(xiàn)代通信技術(shù)和信息化奠定了重要基礎(chǔ)。無(wú)機(jī)非金屬材料它們都是以石油化工產(chǎn)品為主要原料，用化學(xué)方法合成的有機(jī)高分子材料，合稱(chēng)“三大有機(jī)合成材料”。合成材料的誕生，結(jié)束了人類(lèi)只能依靠天然材料的歷史。日常生活中，離不開(kāi)合成材料。塑料合成橡膠合成纖維二、合成材料層出不窮1.塑料：PEPVCPMMA質(zhì)輕較堅(jiān)固和耐磨不導(dǎo)電易加工價(jià)格便宜聚乙烯薄膜聚氯乙烯薄膜聚乙烯

(C、H)聚氯乙烯

(C、H、Cl)無(wú)毒，可包裝食品有毒，不宜包裝食品塑料薄膜1.塑料：

取聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料各一小塊，分別點(diǎn)燃，觀察燃燒情況，比較產(chǎn)生的氣味有什么不同。實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)象和結(jié)論邊燃燒邊熔化，無(wú)刺激性氣味，無(wú)黑煙的是聚乙烯。不易燃燒，有刺激性氣味，有黑煙的是聚氯乙烯。1.塑料：

塑料的應(yīng)用和發(fā)展方便了人們的生活，但大多數(shù)塑料在自然條件下難以降解，帶來(lái)了一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題……不能焚燒廢棄塑料制品，避免釋放出含有二噁英等有害物質(zhì)的氣體。促進(jìn)廢棄塑料的回收和利用，大力研制在自然條件下容易降解的新型塑料

可降解塑料可降解塑料是指能滿足使用需求，且使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)的一類(lèi)塑料，一般可分為光降解塑料、生物降解塑料、水降解塑料等。生活中，可降解塑料主要用于制作垃圾袋、購(gòu)物袋、餐盒等。2022年6月1日我國(guó)正式實(shí)施《生物降解塑料與制品降解性能及標(biāo)識(shí)要求》《生物降解飲用吸管》兩項(xiàng)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這意味著可降解塑料制品在生活中得到更廣泛的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。拓展視野棉麻羊毛尼龍滌綸錦綸腈綸合成纖維蠶絲天然纖維天然纖維吸水性和透氣性較好，不耐磨、不耐化學(xué)腐蝕合成纖維強(qiáng)度高、耐磨、彈性好、耐化學(xué)腐蝕，吸水性和透氣性較差

現(xiàn)代紡織業(yè)一般采用混紡的方式，將天然纖維和合成纖維按一定比例混合在一起紡紗，使其顯示出各自的優(yōu)點(diǎn)。2.合成纖維：

取少許棉紗線、羊毛線和化纖織物纖維（如尼龍絲線等），分別在酒精燈火焰上灼燒，觀察各種材料的燃燒情況，辨別其產(chǎn)生的氣味。實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)象和結(jié)論棉花的主要成分是纖維素，燃燒時(shí)有燒紙氣味，并殘留有黑色灰燼。羊毛、蠶絲的主要成分是動(dòng)物蛋白質(zhì)，燃燒時(shí)有燒焦羽毛氣味。化纖布料燃燒時(shí)有特殊氣味，趁熱可以拉成絲。3.合成橡膠：隨著工業(yè)的發(fā)展,對(duì)橡膠的需求不斷增長(zhǎng),人們采用化學(xué)方法人工合成橡膠。與天然橡膠相比,合成橡膠具有更優(yōu)良的彈性、絕緣性和耐高溫性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,具有光、電、磁等特殊性能的功能高分子材料不斷地被研制出來(lái),新材料的發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步。三、復(fù)合材料異軍突起復(fù)合材料：概念：將兩種或兩種以上的材料復(fù)合成一體而形成的材料優(yōu)點(diǎn)：復(fù)合材料集中了組成材料的優(yōu)點(diǎn),具有更優(yōu)異的綜合性能應(yīng)用：現(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開(kāi)復(fù)合材料。為滿足生產(chǎn)生活對(duì)特種材料的需求，科學(xué)家運(yùn)用化學(xué)等科學(xué)知識(shí)，研究合成形形色色的具有特殊性能的復(fù)合材料。鋼筋混凝土是鋼筋和混凝土的復(fù)合材料機(jī)動(dòng)車(chē)的輪胎是用合金鋼與橡膠的復(fù)合材料制成的塑料中嵌入玻璃纖維制成的玻璃纖維增強(qiáng)塑料用于制造船體、汽車(chē)車(chē)身等碳纖維復(fù)合材料可用于制造飛機(jī)的機(jī)翼、飛行器頭錐等基體材料增強(qiáng)材料應(yīng)用鋁、鎂石墨衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件鎂、鈦硼天線結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鋁、鉆合金碳化硅高溫發(fā)動(dòng)機(jī)零件一些金屬基復(fù)合材料及其用途

材料是制造業(yè)基礎(chǔ)，決定著整個(gè)國(guó)家的富強(qiáng)與貧窮。強(qiáng)國(guó)夢(mèng)，材料不可或缺。1.廚房中的下列物品所使用的主要材料屬于金屬材料的是（

）A.陶瓷碗B.不銹鋼炊具C.橡膠手套D.銅質(zhì)水龍頭D2.下列有關(guān)塑料的說(shuō)法正確的是（

）A.聚氯乙烯可用來(lái)制作餐具或食品袋B.通過(guò)焚燒塑料減少“白色污染”C.塑料制品屬于不可再回收利用產(chǎn)品D.聚氯乙烯燃燒時(shí)有刺激性氣味;聚乙烯燃燒時(shí)無(wú)刺激性氣味D3.下列材料分類(lèi)錯(cuò)誤的是（

）A.氮化硼陶瓷——有機(jī)高分子材料B.儲(chǔ)氫材料鑭鎳合金——金屬