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    下列关于新材料、新技术及其应用的说法正确的是(  )
    A.计算机CPU不需要半导体材料
    B.神州八号飞船的外表面涂有一层隐形材料
    C.纳米技术是纳米尺度内的科学技术,纳米材料具有某些特殊性能
    D.超导体主要运用于电饭锅和热水器上

    本题信息:物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “下列关于新材料、新技术及其应用的说法正确的是( )A.计算机CPU不需要半导体材料B.神州八号飞船的外表面涂有一层隐形材料C.纳米技术是纳米尺度内的科学技...” 主要考查您对

导体,绝缘体

新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)

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  • 导体,绝缘体
  • 新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)
定义:
(1)容易导电的物体叫做导体,例如:石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;

(2)不容易导电的物体叫做绝缘体,例如:橡胶、玻璃、塑料等;

(3)导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体和绝缘体的比较:
导体 绝缘体
导电能力 容易导电 不容易导电
原因 有大量的自由电荷 电荷几乎都被束缚在原子的范周内
常见材料 金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等 玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油等
用途 输电线等 电器外壳等

导体容易导电,绝缘体不容易导电的原因:
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷,它们受原子核的束缚力很小,能够从导体的一个部分移到另一个部分;

(2)绝缘体中,电荷几乎都束缚在原子的范围之内,不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
半导体:
   半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间,比导体差、比非导体强,具有一些特殊的物理性质,温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
(1)半导体二极管具有单向导电性,即只允许电流由一个方向通过元件。

(2)半导体三极管可以用来放大电信号。

(3)应用:
①太阳能电池:当光照到某些半导体时,在半导体内会产生电流。太阳能电池是一种不用燃料、不污染环境、对人类健康无害的电源。
②条形码扫描仪:条形码扫描仪由发光二极管、光敏二极管等元件构成。当发光二极管照射条形码时,光敏二极管便测量被条形码反射回来的光,并将光信号变为电信号,电脑则依据获取的电信号进行分析、检测物品。条形码扫描仪广泛应用于商业、邮政、交通等领域:
③微处理器:微处理器集成了成千上万个半导体元件。
④机器人:机器人内有由大量半导体元件构成的电路.智能机器人将成为工业生产活动的好帮手。

超导体:
1.超导现象:某些物质在很低的温度下,电阻就变成了零,这就是超导现象。

2.应用:
 (1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流,这意味着用细电线就可以输送大电流。
 (2)超导磁悬浮现象,使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。

新型材料:
新材料之一:纳米材料
①纳米定义:纳米是长度单位,1nm=10-9m即:十亿分之一米;
②当材料的微粒小到纳米尺寸时,材料的性能就会发生显著变化.如:黄金在正常情况下呈金黄色,而它的纳米颗粒却变成了黑色,且熔点显著下降;

新材料之二:超导材料
①超导材料:是一种电阻为零的材料 
②超导材料的应用:
a、利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。
b、超导材料种类多,应用广泛。(如:超导磁悬浮列车)

新材料之三:半导体材料
有些材料,它的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类材料称为半导体,锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。

新材料之四:形状记忆合金
①形状记忆合金:形状记忆合金:加热后能随意拉长和扭曲,冷却后形状不变;再次加热可恢复到原来形状。
②主要成分是:镍和钛;
③物理特性:当温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致了外形的变化.

新材料之五:隐性材料
隐性材料:能吸收电磁波、弹性好、耐拉而压硬度大


超导材料的特性:
1.零电阻
超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。

2.抗磁性
超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。

3.同位素效应
超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大,Tc越低,这称为同位素效应。例如,原子量为199.55的汞同位素,它的Tc是4.18开,而原子量为203.4的汞同位素,Tc为4.146开。


记忆合金的应用:
1. 记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面,用记忆合金制成套管可以代替焊接,方法是在低温时将管端内全扩大约4%,装配时套接一起,一经加热,套管收缩恢复原形,形成紧密的接合。美国海军飞机的液压系统使用了10万个这种接头,多年来从未发生漏油和破损。船舰和海底油田管道损坏,用记忆合金配件修复起来,十分方便。在一些施工不便的部位,用记忆合金制成销钉,装入孔内加热,其尾端自动分开卷曲,形成单面装配件。

2. 记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制,已制成室温自动开闭臂,能在阳光照耀的白天打开通风窗,晚间室温下降时自动关闭。记忆合金热机的设计方案也不少,它们都能在具有低温差的两种介质间工作,从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径。现在普遍存在的问题是效率不高,只有4%~6%,有待于进一步改进。

3. 记忆合金在医疗上的应用也很引人注目。例如接骨用的骨板,不但能将两段断骨固定,而且在恢复原形状的过程中产生压缩力,迫使断骨接合在一起。齿科用的矫齿丝,结扎脑动脉瘤和输精管的长夹,脊柱矫直用的支板等,都是在植入人体内后靠体温的作用启动,血栓滤器也是一种记忆合金新产品。被拉直的滤器植入静脉后,会逐渐恢复成网状,从而阻止95%的凝血块流向心脏和肺部。

4. 人工心脏是一种结构更加复杂的脏器,用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合,可以模仿心室收缩运动。现在泵送水已取得成功。

4. 由于记忆合金是一种“有生命的合金”,利用它在一定温度下形状的变化,就可以设计出形形色色的自控器件,它的用途正在不断扩大。


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