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高中一年级化学

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    下列有关材料的说法不正确的是
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    A.航天飞机使用的隔热陶瓷瓦为复合材料
    B.复合材料由基体和增强体组成
    C.复合材料既保持原有材料的特点,又有优于原材料的特性
    D.纯金属的性能一般优于合金
    本题信息:2012年安徽省期中题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “下列有关材料的说法不正确的是[ ]A.航天飞机使用的隔热陶瓷瓦为复合材料B.复合材料由基体和增强体组成C.复合材料既保持原有材料的特点,又有优于原材料的特性...” 主要考查您对

合金

复合材料

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  • 复合材料

合金的概念:

由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。


合金的特性:

合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学和机械性能。
(1)合金的硬度一般比它的成分金属的大。
(2)合金的熔点一般比它的成分金属的低。


钢:

(1)钢和生铁同属于铁的合金。将铁矿石冶炼成生铁,生铁进一步冶炼可成为钢。
(2)钢是用量最大、用途最广的合金,按其化学成分可分为两大类:碳素钢和合金钢。
(3)碳素钢俗称普通钢。根据含碳量的多少,碳素钢又可以分为三类,见下表:

合金名称 含碳 主要性质
低碳钢 <0.3% 韧性、焊接性好,但强度低
中碳钢 0.3%~0.6% 强度高,韧性及加工性好
高碳钢 >0.6% 硬而脆,热处理后弹性好
(4)合金钢是在碳素钢中适量地加入一种或几种其他元素而形成的具有特殊性能的钢。下表是几种常见合金钢的主要特性和用途。
名称 其他主要合金元素 主要特性 主要用途
锰钢 韧性好,硬度大 钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲
不锈钢 铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、容器、炊具等
硅钢 导磁性好 变压器、发电机和电动机的铁芯
钨钢 耐高温,硬度大 刀具

其他几种常见合金的主要成分,性能和用途:

合金 主要成分 主要性能 主要用途
球墨铸铁 铁,碳,硅,锰 机械强度好 在某些场合可代替钢
黄铜 铜,锌 强度高、可塑性
好、易加工、耐腐蚀
机器零件、仪表、日用品
青铜 铜,锡 强度高、可塑性好、
耐磨、耐腐蚀
机器零件如轴承、齿轮等
白铜 镍,铜 光泽好、耐磨、
耐腐蚀、易加工
钱币、代替银做饰品
焊锡 锡,铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝,铜,锰,镁,硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金 钛,铝,钒 耐高温、耐腐蚀、高强度 用于宇航、飞机、造船,化学工业
金合金 金,银,铜,稀土元素 有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电 金饰品、电子元件、钱币、笔尖
Ti-Fe合金 Ti,Fe 室温下吸收H2快,且吸收H2量大,稍稍加热放H2速率快 储氢合金

合金的分类:

(1)铝合金:常见的有镁铝合金、硬铝等。硬铝密度小,强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和字宙飞船的理想材料。
(2)铜合金
(3)
(4)新型合金:钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。


 几种有色金属材料的比较及新型金属材料:

1.金,银,铜的重要物理性质,性能及应用比较

物理性质 颜色 黄色 银白色 紫红色
硬度 Au<Ag<Cu
延展性 Au>Ag>Cu
导电性 Ag>Cu>Au
导热性 Ag>Cu>Au
性能 极高的抗腐蚀性 催化,抗腐蚀性 在潮湿空气中易锈蚀
应用 电子工业,航空,航天工业 有机合成,能源开发,医用材料制造 电气和电子工业,建筑材料

2.新型金属材料
(1)铀(U)用作核电站反应堆的核燃抖
(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料
(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”,是一种“亲生物金属”

金属资源的合理开发和利用:

1.合理开采矿物地球上的金属矿产资源是有限的,而且是不可再生的。随着人类不断地开发利用,矿产资源日渐减少,节约并合理地开采矿产资源是合理利用金属资源最直接,最基本水的措施
2.防止金属腐蚀金属制品在使用过程中会因腐蚀而损坏,每年因腐蚀造成的钢铁资源损失占当年总产量的10%以上,因此防腐是避免金属资源损失、浪费的重要手段
3.回收和利用废旧金属回收的废旧金属制品,大部分可以重新制成金属或它们的化合物,再进行使用。例如废旧钢铁可以用于炼钢;废铁屑可用于制铁盐
4.寻找金属替代品随着金属资源的目益减少,利用可再生资源开发、研制出新型材料代替金属材料的应用,是当今社会的一项重要科研课题,例如已经研制出并已实际运用的高硬度、耐高温材料;新型的替代钢铁的无机非金属材料料;有机化工合成的各种强度的橡胶、塑料,复合材料等


复合材料:

是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。


形形色色的复合材料:

(1)生产、生活中常用的复合材料

复合材料 玻璃钢 碳纤维增强复合材料
组成 基体 合成树脂 合成树脂
增强体 玻璃纤维 碳纤维
特性 密度小,质量轻,耐水,耐磨,耐撞,耐腐蚀,良好的绝缘性和机械加工性能 韧性好、强度高、质量轻
合成方法 把玻璃纤维制成纱或织物或切成短纤维加到合成树脂中形成的 合成树脂中加入碳纤维而形成
用途 大量用于制造游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅、地下废水管道等 高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、滑雪板和冲浪板等体育用品
(2)航空、航天领域中常用的复合材料
材料名称 基体 增强体 主要优点 主要用途
碳纤维增强金属基复合材料 金属 碳纤维 耐高温,强度高,导电、导热性好,不吸湿,不易老化等 飞机、火箭的机冀和机身,导弹的壳体、尾翼
隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷) 陶瓷 碳纤维 耐高温、有韧性 航天飞机机身

无机非金属材料、金属材料、复合材料的比较:

无机非金属材料、金属材料、复合材料是三种类型的材料,各自具有其独特的性能。

无机非金属材料 金属材料 复合材料
制法 传统无机非金属材料是
以含硅物质为原料经高
温烧制而成的
(1)纯金属材料可由金属单质经
过形状改变或表面处理而成的
(2)合金是由两种或两种以上的
金属(或金属跟非金属)熔合而成的
将两种或两种以上性质不
同的材料经特殊加工而制
成的材料,由基体和增强体组成
性能 (1)传统无机非金属材料大多
具有稳定性强、硬度大、熔点
高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀
等特点,但质脆,抗冲击性差
(2)新型无机非金属材料能承受
高温,高强度;具有电学特性、
光学特性、生物功能等特性
(1)纯金属具有良好的可塑性,较好的导电性和导热性,抗腐蚀性能差
(2)合金具有良好的物理、化学或机械性能,在许多方面优于其成分金属
既保持了原材料的特点,又使各组分之间协同作用,其性质优于原材料。不同原材料常表现出不同的性能
实例 (1)传统无机非金属材料主要有玻璃、水泥、陶瓷等
(2)新型无机非金属材料包括光导纤维、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等
(1)金、银、铜、钛等
(2)铝合金、钢铁、不锈钢等
玻璃钢、碳纤维增强复合材料、纤维增强陶瓷等

复合材料的组成:

复合材料的分类:

(1)
(2)


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