本试题 “下列有关新型高分子材料的说法中,不正确的是[ ]A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B.复合材料一般是以一种材料作...” 主要考查您对复合材料
新型材料(新型陶瓷、单晶硅等)
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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)
新型无机非金属材料的特性:
①能承受高温、强度高②具有光学特性③具有电学特性④具有生物功能
新型陶瓷:
①碳化硅陶瓷:将二氧化硅与碳在电炉中加热至1900℃以上可制得碳化硅:碳化硅陶瓷具有像金刚石一样的内部结构,晶体属于原子晶体。碳化硅陶瓷硬度高,可耐2000℃的高温,有较高的高温强度,化学性质稳定,耐腐蚀性强。
碳化硅陶瓷可用于制造高温耐蚀部件、研磨盘、密封环、防弹板,用作研磨介质、航天器的涂层材料等。
②氮化硅陶瓷:将高纯硅与纯氮气加热至1300℃ 可制得氮化硅:
氮化硅陶瓷是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损:除氢氟酸外,不与其他无机酸反应,抗腐蚀能力强,高温时也能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂。
氮化硅陶瓷可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件以及发动机受热面等。
③氧化铝陶瓷:氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高,可用作高级耐火材料,如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝陶瓷硬度高的优点,可以制造在实验室中使用的刚玉球磨机,用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料,使用先进工艺,还可使氧化铝陶瓷变得透明,可制作高压钠灯的灯管。
现代信息基础材料——单晶硅:
硅是目前半导体工业最重要的基础材料,其导电特性对杂质等十分敏感,因此必须首先制备高纯度的硅,然后精确控制掺杂元素的量和种类,并使它们均匀分布于材料之中。
粗硅制取:
高纯硅制取:
新型无机非金属材料的品种:
(1)氧化铝陶瓷(人造刚玉)
特性:①高熔点 ②高硬度 ③可制成透明陶瓷
用途:高级耐火材料,刚玉球磨机,高压钠灯的灯管等
(2)氮化硅陶瓷
特性:①高硬度,耐磨损 ②抗腐蚀。高温时抗氧化 ③抗冷热冲击 ④耐高温且不易传热 ⑤本身具有润滑性
用途:制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件,用于制造发动机部件的受热面等
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