高中化學 第四章 元素與材料世界 第3節(jié) 復合材料學案（2）魯科版必修1.doc

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第3節(jié) 復合材料 知識巧學升華 一、認識復合材料 1．常見復合材料的優(yōu)缺點 材　料 實　例 優(yōu)　點 缺　點 金屬材料 鋼鐵 韌性好、硬度大 易銹蝕 無機非金屬材料 普通玻璃 透明、電絕緣絕熱 易粉碎 有機合成材料 塑料 質輕，塑性好 易燃、易老化 2．復合材料的概念和構成 兩種或兩種以上性質不同的材料經特殊加工而制成的新材料稱為復合材料。復合材料由兩部分組成，一部分稱為基體，在復合材料中起黏結作用；另一部分稱為增強體，在復合材料中起骨架作用。 材　料 基　體 增強體 木材 木質素 木質長纖維 泥磚 泥土 禾秸 鋼筋混凝土 水泥 沙石、鋼筋 3．幾種復合材料的性能 二、形形色色的復合材料 1．復合材料的分類 2．生產生活中常用的復合材料 （1）玻璃鋼 玻璃鋼的組成和用途：玻璃鋼具有質量輕、強度高、耐水、耐磨、耐撞、產品美觀等特點。 （2）玻璃纖維 玻璃纖維是將熔化的玻璃以極快的速度拉成的極細的絲。 （3）碳纖維增強復合材料 碳素球拍具有韌性好、強度高、質量輕等優(yōu)點。因為它是用合成樹脂作基體、用碳纖維作增強體制做的一種復合材料，保持了合成樹脂和碳纖維的特點 材料名稱 基體 增強體 實　物 主要優(yōu)點 碳纖維增強復合材料 合成樹脂 碳纖維 高爾夫球桿、網球拍、羽毛球拍、釣魚竿、賽車、賽艇、滑雪板、沖浪板等 化學穩(wěn)定性好、耐酸堿、強度高、韌性好、密度小等 3．航空、航天領域中的復合材料 (1)碳纖維增強金屬基復合材料 材料名稱 基　體 增強體 主要優(yōu)點 主要用途 碳纖維增強金屬基復合材料 金屬(Mg、Al、Ti等) 纖維(碳纖維等) 耐高溫、強度高、導電導熱性好、不吸濕、不老化等 飛機、火箭的機翼和機身，導彈的殼體、尾翼 （2）隔熱陶瓷瓦 材料名稱 基　體 增強體 主要優(yōu)點 主要用途 隔熱陶瓷瓦(纖維增強陶瓷) 陶瓷(Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiO2陶瓷等) 纖維(碳纖維、碳化硅纖維等) 耐高溫、有韌性 航天飛機機身 問題思路探究 問題1 玻璃鋼和碳纖維是我們接觸到的最常見的復合材料，玻璃鋼、碳纖維復合材料在合成時以什么物質為基體？什么物質為增強體？它們各有什么特點和用途？ 思路:掌握最常見的復合材料玻璃鋼和碳纖維的基體和增強體，了解其特點和用途。 探究:玻璃鋼是以合成樹脂作基體，玻璃纖維作增強體加工而成的合成材料；玻璃鋼重量輕、強度高、耐水、耐磨、耐撞擊、產品美觀及制造加工成型方便等優(yōu)點。碳纖維也是以合成樹脂為基體，以碳纖維為增強體。碳纖維韌性好、強度高而重量輕。 問題2 在建筑工地，人們?？吹焦と擞玫氖撬嗌皾{，為什么不直接用水泥砌墻？古代人們在砌墻時，在泥漿、石灰漿中為什么常摻和稻草等禾秸制成“紙腳灰”？ 思路:復合材料的性能更加優(yōu)良，從古至今人們已廣泛的應用復合材料。 探究:將不同性質的材料合在一起有可能獲得性能更佳的材料，而事實證明這樣的材料確實強度比單純的材料強度大得多，而且還具有不易開裂的特點。在混凝土中加入鋼筋，更為堅固，高樓大廈、高速公路、跨江大橋、高架橋無一不采用鋼筋混凝土結構。 典題熱題新題 例1．復合材料中往往有一種材料作為基體，另一種材料作為（　?。? A．增塑劑 B．發(fā)泡劑 C．防老化劑 D．增強劑 解析：復合材料是將兩種或兩種以上性質不同的材料經特殊加工而成的材料。其中，一種材料作為基體，另一種材料作增強劑。 答案：D 深化升華 注意此處空半格學會從字面含義認識概念復合材料，顧名思義是由兩種或兩種以上的材料加工而成的。 例2．下列關于玻璃鋼成分的說法正確的是（　?。? A．是玻璃和鋼材的復合材料 B．是玻璃纖維和合成樹脂的復合材料 C．具有很大的強度和較大的密度 D．質脆、電絕緣、易加工 解析：玻璃鋼具有鋼材一樣的強度且由玻璃生成而得名，與玻璃復合的材料是黏合劑合成樹脂，玻璃鋼中不含鋼材，A錯，B對。玻璃鋼的密度較小，有韌性，C、D都錯。 答案：B 深化升華 注意此處空半格利用復合材料玻璃鋼的組成和性質解答，思維誤區(qū)：玻璃鋼中含鋼材。 例3．下列關于碳纖維增強樹脂基復合材料的說法正確的是（　?。? A．碳纖維復合材料的基體是碳纖維 B．碳纖維復合材料的增強體是合成樹脂 C．碳纖維復合材料具有韌性、強度大、質脆質輕的特點 D．碳纖維復合材料具有可燃性 解析：“碳纖維增強樹脂基”是“碳纖維增強體+合成樹脂基體”的簡稱，由此可知A、B都是錯誤的。它應該具有合成樹脂的特性、韌性，所以并不“質脆”，C不正確。不論碳，還是合成樹脂，都具有可燃性，D正確。 答案：D 深化升華 注意此處空半格“碳纖維增強體+合成樹脂基體”的簡稱為“碳纖維增強樹脂基”。利用復合材料碳纖維增強樹脂基復合材料的組成和性質解答。 例4．某復合材料是由碳纖維為增強體、金屬鈦為基體復合而成的。估計這種材料（　?。? ①耐高溫②不耐熱③導電導熱④不導電不導熱⑤可用于飛機機翼⑥可用于導彈的殼體 A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②③④ D．③④⑤ 解析：碳纖維為增強體、金屬鈦為基體的復合材料應具有增強體的優(yōu)點和基體的優(yōu)點。碳纖維熔點高、硬度大，金屬鈦熔點高、導電、導熱，二者的密度都較小。因此該碳纖維增強金屬基復合材料具有：①耐高溫；②導電、導熱；③密度小的特點，可用于制造飛機和導彈。 答案：A 深化升華 注意此處空半格復合材料具有基體和增強體的優(yōu)點，復合材料的性質可根據基體和增強體的性質而指定。