定义:人们将两种或两种以上的不同材料复合起来,使各种材料在性能上取长补短,制成了比原来单一材料的性能优越得多的复合材料。如钢筋混凝土、玻璃钢。
优点:复合材料集中了组成材料的优点,具有更优异的综合性能。复合材料既能充分利用资源,又能节约能源。如钢筋混凝土就是钢筋和混凝土的复合材料,机动车的轮胎是用合金钢与橡胶的复合材料制成的,快艇的船身、餐厅的桌椅是由塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)制作的,飞机的机翼、火箭的发动机壳体是用碳纤维复合材料制成的。因此复合材料成为大有发展前途的一类新型材料。
复合材料的应用前景:
由于复合材料一般具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在综合性能上超过了单一材料,因此宇航工业就成了复合材料的重要应用领域。我们知道,质量对飞机、导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个非常重要的冈素。例如:有的导弹的质量每减少1kg,它的射程就可以增加几千米。航天飞行器还要经受超高温、超高强度和温度剧烈变化等特殊条件的考验,所以,复合材料就成为理想的宇航材料,它的发展趋势从小部件扩大到大部件,从简单部件扩大到复杂部件,成为宇宙航空业发展的关键所在。另外,复合材料在机械工业、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分广阔。
复合材料的类别:
(1)聚合物复合材料主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使复合材料强度增加,用于制造网球拍、高尔夫球杆和雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤维与聚酯的复合体,可以用于制作结构材料,如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材料和船体等,其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于制作汽车的塑料发动机,使发动机质量减小,节约燃料。
(2)陶瓷基复合材料为改变陶瓷的脆性,将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中,制成的复合材料有一定的韧性,不易碎裂。而且可以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料有望成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性,可作为防弹衣的材料。
(3)金属基复合材料在金属表面涂层,可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能,如金属表面涂油漆可以抗腐蚀;金属表面作搪瓷内衬可制作化学反应釜;金属表面镀铬可使表面光亮;金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性,可作为抗气蚀材料用于水轮机、汽轮机的不锈钢叶片上,延长其使用年限;在纯的硅晶片上复合多层有专门功能的物质可用于计算机的集成电路片。近年来出现的铝一硼纤维,其比强度为铝合金的2倍。
一些金属基复合材料及其用途
基体 |
增强体 |
应用 |
铝,镁 |
石墨 |
卫星,导弹,飞机的结构部件 |
镁,钛 |
硼 |
天线结构,发动机叶片 |
铝,钴 |
碳化硅 |
高温发动机零件 |
其他新材料:1.纳米材料
纳米材料是指纳米尺度的粉末、纤维、膜或块状材料,这些材料具备一般材料所没有的优越性能。经过纳米材料增强的复合材料,不仅坚韧、质轻、耐高温、耐腐蚀,而且具有很高的吸波性能,可作为雷达吸收材料,可用于制造雷达无法发现的隐形战斗机。
2.超导材料
超导材料具有在特定温度下电阻等于零的特性。 1987年中国科学院赵忠贤发现的超导体钇钡铜氧化物体系(Y—Ba—Cu一O)在温度达到-183℃时,电阻值为零。后来其他科学家研究发现铋锶钙铜氧化物体系 (Bi—sr—Ca—Cu一O)也具有超导性,温度为一153℃ 时,其电阻值为零。这些研究成果使超导体应用的研究向前大大迈进了一步。
3.医用高分子材料
生物医学高分子简称医用高分子,是一类令人瞩目的功能高分子材料。医用高分子材料制品种类繁多,可以粗略地分为三类:软性即橡胶状聚合物,如人工心脏;半结晶聚合物,如肾渗析膜;其他有关聚合物,如血管扩张剂。新材料不仅对环境无害,而且这些新材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药等领域已显示出潜在的应用前景,它们的发展必将对人类的生活和社会的进步产生深远的影响。
化学方程式的书写原则遵循两个原则:一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应;
二是遵循质量守恒定律,即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。
书写化学方程式的具体步骤:(1)写:根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左,生成物在右,中间用横线连接,如: H
2+O
2——H
2O,H
2O——H
2+O
2。
(2)配:根据反应前后原子的种类和数目不变的原则,在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数,使各种元素的原子个数在反应前后相等,然后将横线变成等号。配平后,化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,如:2H
2+O
2=2H
2O,2H
2O= 2H
2+O
2。
(3)注:注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H
2+O
22H
2O,2H
2O
2H
2↑+O
2↑。
化学计量数:化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中,各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,计数量为1时,一般不写出。
书学化学方程式的常见错误:
常见错误 |
违背规律 |
写错物质的化学式 |
客观事实 |
臆造生成物或事实上不存在的化学反应 |
写错或漏泄反应条件 |
化学方程式没有配平 |
质量守恒 |
漏标多标“↑”、“↓”符号 |
—— |
书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:(1).“△”的使用
①“△”是表示加热的符号,它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生,书写化学方程式时就用“△”,如:2KMnO
4 K
2MnO
4+MnO
2+O
2↑。
③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度,一般用“高温”表示;如:CaCO
3CaO+ CO
2↑
(2)“↑”的使用
①“↑”表示生成物是气态,只能出现在等号的右边。
②当反应物为固体、液体,且生成的气体能从反应体系中逸出来,气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl
2+H
2↑。
③当反应物是溶液时,生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来,则不用“↑”,如:H
2SO
4+ BaCl
2==FeCl
2+2HCl
④只有生成物在该反应的温度下为气态,才能使用“↑”。
⑤若反应物中有气态物质,则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O
2CO
2 (3)“↓”使用
①“↓”表示难溶性固体生成物,只能出现在等号的右边
②当反应在溶液中进行,有沉淀生成时,用 “↓”,如:AgNO
3+HCl==AgCl↓+HNO
3③当反应不在溶液中进行,尽管生成物有不溶性固体,也不用标“↓”,如:2Cu+O
22CuO
④反应在溶液中进行,若反应物中有难溶性物质,生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO
4==FeSO
4+Cu.
化学方程式中“↑”和“↓”的应用:①“↑”或“↓”是生成物状态符号,无论反应物是气体还是固体,都不能标“↑”或“↓”;
②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀,则使用“↓”;若不在溶液中进行,无论生成物中是否有固体或难溶物,都不使用“↓”;
③常温下,若反应物中无气体,生成物中有气体.
提取信息书写化学方程式的方法: 书写信息型化学方程式是中考热点,题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域,充分体现了化学学科的重要性,并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤,可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式,并注明反应条件及生成物状态;第二步就是化学方程式的配平。