本试题 “宣传科学知识、介绍高科技、揭露伪科学是学习化学者的一种义务.下列各项中属于伪科学的是[ ]A.高温高压下将石墨制成金刚石B.用良好的催化剂将水变成燃料油...” 主要考查您对复合材料
合成氨(人工固氮)
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
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 |
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)
人工固氮技术——合成氨:
1.生产原理
2.合成氨的基本生产过程
(1)原料气的制备要实现合成氨的工业化生产,首先要解决氢气和氮气的来源问题。
①氮气的制备合成氨所需要的氮气都取自空气。从空气中制取氮气通常有两种方法:一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气;二是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得到氮气。
②氢气的制备氢气主要来源于水和碳氢化合物。氢气的制取有下表中的几条途径。
(2)原料气的净化
原料气的净化就是除去原料气中的杂质。在制取原料气的过程中,常混有一些杂质,其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”(所谓“中毒”即是催化剂失去催化活性),所以必须除去。原料气净化的主要目的是防止催化剂“中毒”。
(3)氨的合成与分离
①氨的合成工业合成氨的主要设备是合成塔。将净化后的原料气经过压缩机压缩后输人合成塔,经过下列化学反应合成氨:
②氨的分离从合成塔出来的混合气体,通常约含15%(体积分数)的氨。为了使氨从未反应的氮气和氢气里分离出来,要把混合气体通过冷凝器使氨液化,然后在气体分离器里把液态氨分离出来导入液氨贮罐。南气体分离器出来的气体,经过循环压缩机,再送到合成塔中进行反应。
3.合成氨适宜条件的选择
外加条件要尽可能加快反应速率,提高反应物的转化率.
4.合成氨的环境保护
随着环境保护意识的增强,以及相关的法律、法规的严格实施,合成氨生产中可能产生的“三废”的处理越来越成为技术改造的重要问题。
(1)废渣
主要来自造气阶段,特别是以煤为原料而产生的煤渣,用重油为原料产生的炭黑等,现在大都将它们用作建材和肥料的原料。
(2)废气
主要是H2S和CO2等气体。对H2S气体的处理,先后采用了直接氧化法(选择性催化氧化)、循环法(使用溶剂将其吸收浓缩)等回收技术。对CO2 的处理,正在不断研究和改进将其作为尿素和碳铵生产原料的途径。
(3)废液
主要是含氰化物和含氨的污水。目前,处理含氰化物污水主要有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法;处理含氨废水多以蒸馏的方法回收氨达到综合利用的目的,对浓度过低的含氨废水,可用离子交换法治理。
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