甘肃广播电视大学文本第三章现代化学与新材料技术_科学与技术.doc_大学文库

第三章现代化学与新材料技术甘肃广播电棍大学一、就代化学的特点与发展我们已经知道，化学是一门在分子、原子水平上研究物质组成、结构和性能的屏证关系，以及物质、能量转化规律的科学。化孕也是一门满足社会需要的中心科学。 1。现代化学的发展现代化学的发展。经历了很长的历史时期。大钓五十万年以牌，人类章据了人工取火的技术。这是人类最早的一项化学实置活动，也是人类最早知道的一种化学现象。古代化学是一种实用化学，由它产生的制陶，金属治炼，火药制造，染色，酿清等化学工艺，几乎成为古代社会生产力发展的最重要的因素。古代化学在实我的基础上，对物质也有了总体的认识，产生诸多的物质观点，如我国“五行说”，古希“四素说”等。 16世纪末至17世纪初。化学理论逐渐建立，英国化学家和物理学家被义耳，提出了科学的元素新概念，把化学确立为一门实验科学，法国化学家拉瓦锡的氧化说，英国化学家和物理学家道尔顿的科学原子说，意大利化学家阿佛加德罗的分子假说，俄国化学家门捷列夫在 1869年发现的元素周期律，以及一系列有关物质变化定量规律，如质量守恒定律，当量定律核发现，使化学研究从个别的，零散的和无规律的事实罗列中摆脱出来。近代化学科学逐渐形成了包括：近代无机化学，近代有机化学、近代分析化学和近代物理化学四大独立的分支科学体系。二十世纪初，物理学科的新发现和新技术特别是相对论和量子力学为现代化学进一步发展概念和定量描述提供了理论依据，将化学和整个白燃科学的研究，性进到更深的层次上现代化学朝着深、细、精，多、综合化的方向发展。现代化学工业的蓬物发展，化学工业和产品在人类生活和经济活动中具有越来越重要的地位和作用。 2.现代化学研究的特点和内容现代化学有如下特点： ①研究层面由宏观向微观发展 ②研究方法由定性向定量发展 3研究对象由静态向动态发展 ④纤究结果由描述性向推理性发展这些特点表明了现代化学总的发展趋势是既高度分化又高度综合。其研究的方法，必

1 第三章现代化学与新材料技术甘肃广播电视大学一、现代化学的特点与发展我们已经知道，化学是一门在分子、原子水平上研究物质组成、结构和性能的辩证关系，以及物质、能量转化规律的科学。化学也是一门满足社会需要的中心科学。 1．现代化学的发展现代化学的发展，经历了很长的历史时期。大约五十万年以前，人类掌握了人工取火的技术。这是人类最早的一项化学实践活动，也是人类最早知道的一种化学现象。古代化学是一种实用化学，由它产生的制陶，金属冶炼，火药制造，染色，酿酒等化学工艺，几乎成为古代社会生产力发展的最重要的因素。古代化学在实践的基础上，对物质也有了总体的认识，产生诸多的物质观点，如我国“五行说”，古希腊“四素说”等。 16 世纪末至 17 世纪初，化学理论逐渐建立，英国化学家和物理学家波义耳，提出了科学的元素新概念，把化学确立为一门实验科学。法国化学家拉瓦锡的氧化说，英国化学家和物理学家道尔顿的科学原子说，意大利化学家阿佛加德罗的分子假说，俄国化学家门捷列夫在 1869 年发现的元素周期律，以及一系列有关物质变化定量规律，如质量守恒定律，当量定律被发现，使化学研究从个别的、零散的和无规律的事实罗列中摆脱出来，近代化学科学逐渐形成了包括：近代无机化学、近代有机化学、近代分析化学和近代物理化学四大独立的分支科学体系。二十世纪初，物理学科的新发现和新技术特别是相对论和量子力学为现代化学进一步发展概念和定量描述提供了理论依据，将化学和整个自然科学的研究，推进到更深的层次上。现代化学朝着深、细、精，多、综合化的方向发展。现代化学工业的蓬勃发展，化学工业和产品在人类生活和经济活动中具有越来越重要的地位和作用。 2．现代化学研究的特点和内容现代化学有如下特点： ①研究层面由宏观向微观发展 ②研究方法由定性向定量发展 ③研究对象由静态向动态发展 ④研究结果由描述性向推理性发展这些特点表明了现代化学总的发展趋势是既高度分化又高度综合。其研究的方法，必

要糖采众长，协同多学科合作进行，以有机整体思维来思考。现代化学研究的内容可以归钠为三个方面：第一，深入研究化学反应理论。拥示化学反应的实质，设计最佳的化学反应过程。第二，提高结构力量水平，致力于寻找咸设计最需要、最佳的化合物材料成体系。第三，发展分析和测试新方法。依靠计算机技术及多学科棕合，使化学研究信息趋于更高的灵敏性和可章性，为高科技发展创造新分子，为社会需要合成特定性能的材料和物质。二、现代化学分新技术现代化学分析技术可分成为基础化学分析和仪器分析两大类， 1。基础亿学分析基留化学分析是在近代建立的一门研究物质化学组成的科学，它有两大任务，一是定性分析，二是定量分析。定性分析的任务是确定被测物质是由哪些组分组成的。定量分析的任务是在定性分析的基础上，确定各种组分的相对含量。它分为经奥化学分析法和仪器分析法两大类。常用轻奥定量分析法有重量分析法和容量分析法成滴定分析法。 2。仪器分析法仪器分析法是现代发展起来的一种分析方法，它是大多要借助一定的仪器设备物质的物理或物理化学的性质，来决定某种组分的方法，又称为物理化学分析法或物理分析法。常用的有以下5种：光谱分析法色游法电化学分析法质谱分析法核磁共振波谱分析法三、金属与金属材料在现代杜会中，化学是一门中心学料，它既是一门创适性的科学，又是一门实用科学，人类杜会使用的物质和村料，大多是通过化学过程米获得的。现在。我们应用得较多的有金属材料、非金属材料和有机高分子材料，都是通过化学过程获取的，如治炼、合成等。 1.金属目前，我门已知的元素有1的种。其中金属有即种，除求以外，所有金属都是因体：金属具有“自由电子”。我们熟知的金属具有特殊的金属光泽、是热和电的良导体等性质

2 要博采众长，协同多学科合作进行，以有机整体思维来思考。现代化学研究的内容可以归纳为三个方面：第一，深入研究化学反应理论，揭示化学反应的实质，设计最佳的化学反应过程。第二，提高结构力量水平，致力于寻找或设计最需要、最佳的化合物材料或体系。第三，发展分析和测试新方法，依靠计算机技术及多学科综合，使化学研究信息趋于更高的灵敏性和可靠性，为高科技发展创造新分子，为社会需要合成特定性能的材料和物质。二、现代化学分析技术现代化学分析技术可分成为基础化学分析和仪器分析两大类。 1．基础化学分析基础化学分析是在近代建立的一门研究物质化学组成的科学，它有两大任务，一是定性分析，二是定量分析。定性分析的任务是确定被测物质是由哪些组分组成的。定量分析的任务是在定性分析的基础上，确定各种组分的相对含量。它分为经典化学分析法和仪器分析法两大类。常用经典定量分析法有重量分析法和容量分析法或滴定分析法。 2．仪器分析法仪器分析法是现代发展起来的一种分析方法，它是大多要借助一定的仪器设备物质的物理或物理化学的性质，来决定某种组分的方法，又称为物理化学分析法或物理分析法。常用的有以下 5 种：光谱分析法色谱法电化学分析法质谱分析法核磁共振波谱分析法三、金属与金属材料在现代社会中，化学是一门中心学科，它既是一门创造性的科学，又是一门实用科学，人类社会使用的物质和材料，大多是通过化学过程来获得的。现在，我们应用得较多的有金属材料、非金属材料和有机高分子材料，都是通过化学过程获取的，如冶炼、合成等。 1．金属目前，我们已知的元素有 109 种，其中金属有 87 种。除汞以外，所有金属都是固体。金属具有“自由电子”。我们熟知的金属具有特殊的金属光泽、是热和电的良导体等性质

根大程度上与金属晶体结构有自由电子有关。自由电子把金属原子成离子结合在一起，这种结合力叫金属健，金属原子、离子和自由电子组成金属品体。大多金属元素的原子最外层贝有3个以下的电子，在反应时，它们顿向于失去电子，是示出还黑性。但是，不同金属原子失去电子难易程度是不相同的。因而。反应的条件也各不相同：在海金工业上，我们把金属分为两大类。一类为黑色金属，指铁、铬、锰及其合金另一类为有色金属，除去■色金属之外其他金属都是有色金属。有色金属又可分为四类：重金属、轻金属、贵金属、稀有金属。金属是人类历史上使用最早的材料之一，直到20世纪中叶，金属材料也一直在材料中占施对优势。因为金属材料有如下的优势：(1》有一套成熟的生产技术和生产能力。(2) 金属有许多不可背代的、优良的理化性能。(3》近、现代高新技术叫新。产生出许多新的金属材料 2.金属材料目前，人们生产和生话应用最多的金属材料仍是钢铁，铜和铝。 (1)钢铁。我门所说的钢铁其实是铁成合金，它门的主要成分是铁。一般，纯钱实用价值很差，而钢铁的川途就意常广。钢铁按含碳量的多少可分为生铁、熟铁和钢三类，它们在性质上有较大的差别。钢又可分为碳素钢和合金钢两大类。 (2)铜和铝。铜是人类历史上使用最早的金属。纯铜是繁色的金属，有良好的延展性，它的导电性和导热性在金属中仅次于银，因为具有价格上的促势。电器工业的电线、电烫等输电线路主要用钢。铜合金可分为黄铜、青铜、白铜三类。纯铝是一种银白色的金属，有良好的导电、导热性，具有良好的廷展性，广泛用于电气工业、生活等方面。船具有两性，既可与酸反应，又可与碱反应。因此，在生活中，我门使用铝制品时不宜煮酸性食物，也不宜用碱洗涤，在擦洗铝制品时，要保护铝表面形成的政密的氧化膜不宜用硬质工具磨擦。四、非金属与非金属材料 1.非金属目前，我们已知的非金属元素，共22种，除氢以外，它们的原子最外层的价电子为3一7

3 很大程度上与金属晶体结构有自由电子有关。自由电子把金属原子或离子结合在一起，这种结合力叫金属键，金属原子、离子和自由电子组成金属晶体。大多金属元素的原子最外层只有 3 个以下的电子，在反应时，它们倾向于失去电子，显示出还原性。但是，不同金属原子失去电子难易程度是不相同的。因而，反应的条件也各不相同。在冶金工业上，我们把金属分为两大类。一类为黑色金属，指铁、铬、锰及其合金。另一类为有色金属，除去黑色金属之外其他金属都是有色金属。有色金属又可分为四类：重金属、轻金属、贵金属、稀有金属。金属是人类历史上使用最早的材料之一，直到 20 世纪中叶，金属材料也一直在材料中占绝对优势。因为金属材料有如下的优势：（1）有一套成熟的生产技术和生产能力。（2）金属有许多不可替代的、优良的理化性能。（3）近、现代高新技术创新，产生出许多新的金属材料。 2．金属材料目前，人们生产和生活应用最多的金属材料仍是钢铁、铜和铝。（1）钢铁。我们所说的钢铁其实是铁碳合金，它们的主要成分是铁。一般，纯铁实用价值很差，而钢铁的用途就非常广。钢铁按含碳量的多少可分为生铁、熟铁和钢三类，它们在性质上有较大的差别。钢又可分为碳素钢和合金钢两大类。（2）铜和铝。铜是人类历史上使用最早的金属。纯铜是紫色的金属，有良好的延展性，它的导电性和导热性在金属中仅次于银，因为具有价格上的优势，电器工业的电线、电缆等输电线路主要用铜。铜合金可分为黄铜、青铜、白铜三类。纯铝是一种银白色的金属，有良好的导电、导热性，具有良好的延展性，广泛用于电气工业、生活等方面。铝具有两性，既可与酸反应，又可与碱反应，因此，在生活中，我们使用铝制品时不宜煮酸性食物，也不宜用碱洗涤，在擦洗铝制品时，要保护铝表面形成的致密的氧化膜不宜用硬质工具磨擦。四、非金属与非金属材料 1．非金属目前，我们已知的非金属元素，共 22 种。除氢以外，它们的原子最外层的价电子为 3—7

个，它们大多在化学反应中倾向于得到电子而显示氧化性。非金属元素形成单质主要有两种情况，一种是分子品体，另一种是原子品体。它们显示不同的性顺。 2。非金属材料《1)玻璃。玻璃是一种无定型酸盐混合物。人们利用玻璃制造成各种各样的器里。艺术品，玻璃是建筑业最基本的材料之一，普通藏璃是以石英砂，碳酸的和骤酸钙共熔制成，俗称的鼓璃。如果以钾取代其中的钠。则可得到熔点较高和较耐化孕作用的钾玻璃。如果钠装确中的钠用铅代格。可制成高折光性和高比重的铅玻璃。在玻璃中加入少量有颜色的金属化合物，可制成彩色惑璃。在玻璃中如入Agr并进行适当的热处理，可制成变色玻璃。氢氟酸(F)对玻璃有腐蚀作用，利用这个反，可制成磨砂玻璃或在破璃表围进行蚀刻，制成工艺品等。 (2)水泥。水泥是建筑行业大量应用的硅酸盐材料。由石灰石和粘土烧结而成的是硅酸盐水泥，它的主要成分是硅酸三钙：在调和水泥过程中，若添加石英珍（黄砂》形成俗称“三和土”的调和物。或在水泥内都置入钢筋（俗称钢筋水泥），则它的机板强度更大。 (3)陶受。生产陶瓷的原料有天然矿物原料和通过化学方法制备的化工原料二种。天然矿物原料主要是粘土，主要化学成分是水合硅酸铝类。化工原料有)，N阳0，风0，Og, %3D1等。向与瓷的区别，主要是在原料配置和烧制温度不月.陶瓷是一种重要的材料，用于工业，建筑，生活等。据考古发观。我国10000年前己有陶器，3000年前商代己有原始瓷器，我国古代购瓷制品是我国灿烂文化的一部分：五、有机化合物和有机高分子材料 1,有机化合物目牌，有机物的种类很多，结构各不同，因而性质也各异。阻一般地，有机物具有如下共性： ①通常情况下，有机物的熔、沸点较低，常以气体，低沸点的液体成低溶点的倒体存在。 ②大多有机物牵溶于水，易溶于有机溶剂，符合化学上“相似相溶”原理。 ③绝大多数有机物具有热不稳定性，受热易分解，还较容号燃烧，燃烧后，有机分子中的碳、氢、氧、硫。最终的产物为二氧化碳、水，二氧化硫等

4 个，它们大多在化学反应中倾向于得到电子而显示氧化性。非金属元素形成单质主要有两种情况，一种是分子晶体，另一种是原子晶体。它们显示不同的性质。 2．非金属材料（1）玻璃。玻璃是一种无定型硅酸盐混合物。人们利用玻璃制造成各种各样的器皿、艺术品。玻璃是建筑业最基本的材料之一。普通玻璃是以石英砂，碳酸钠和碳酸钙共熔制成，俗称钠玻璃。如果以钾取代其中的钠，则可得到熔点较高和较耐化学作用的钾玻璃。如果钠玻璃中的钠用铅代替，可制成高折光性和高比重的铅玻璃。在玻璃中加入少量有颜色的金属化合物，可制成彩色玻璃。在玻璃中加入 AgBr 并进行适当的热处理，可制成变色玻璃。氢氟酸（HF）对玻璃有腐蚀作用，利用这个反应，可制成磨砂玻璃或在玻璃表面进行蚀刻，制成工艺品等。（2）水泥。水泥是建筑行业大量应用的硅酸盐材料。由石灰石和粘土烧结而成的是硅酸盐水泥，它的主要成分是硅酸三钙。在调和水泥过程中，若添加石英砂（黄砂）形成俗称“三和土”的调和物，或在水泥内部置入钢筋（俗称钢筋水泥），则它的机械强度更大。（3）陶瓷。生产陶瓷的原料有天然矿物原料和通过化学方法制备的化工原料二种。天然矿物原料主要是粘土，主要化学成分是水合硅酸铝类。化工原料有 K2O、NaO、MgO、KNO3、 Pb3O4 等。陶与瓷的区别，主要是在原料配置和烧制温度不同。陶瓷是一种重要的材料，用于工业、建筑、生活等。据考古发现。我国 10000 年前已有陶器，3000 年前商代已有原始瓷器，我国古代陶瓷制品是我国灿烂文化的一部分。五、有机化合物和有机高分子材料 1．有机化合物目前，有机物的种类很多，结构各不同，因而性质也各异，但一般地，有机物具有如下共性： ①通常情况下，有机物的熔、沸点较低，常以气体，低沸点的液体或低熔点的固体存在。 ②大多有机物难溶于水，易溶于有机溶剂，符合化学上“相似相溶”原理。 ③绝大多数有机物具有热不稳定性，受热易分解，还较容易燃烧，燃烧后，有机分子中的碳、氢、氧、硫，最终的产物为二氧化碳、水、二氧化硫等

2。有机高分子材料高分子化合物的平均分子量比一般的化合物大很多，它们的分子量大钓在几万到几十万之同。天然存在的有机高分子化合物有蚕能、羊毛、纤维素等，人工方法合成的有机高分子化合物有腹料、合成纤维，合成檬胶等。 (1)型料，塑料，顺名思义是指可型之材料。型料的主要成分是合成树眉。合成树脂的基本原料是乙烯、丙稀，丁二稀，乙块、苯、甲苯、二甲苯等低分子有机物，它们主要来源于石油、天然气、煤、电石、海盐等自然赏源。我们在树带中加一些辅助剂可产生不同性能的塑料，米满足人们不月的需求。 (2)合成纤维。用天然气，石油。媒、农剧产品为原料制成单体，再聚合得到的可以仿纱织布的纤雀叫合成纤维。合成纤维可随人类需要具有更多的用途。 (3)合成檬胶。橡胶是指具有显著高弹性的一类高分子化合物，有天然檬胶和合成橡欧两类。天然橡取可以从一些植物中获取。合成撑胶是以天燃气、石油气中得到的丁二烯，异戊二稀，氧丁二烯等为单体，在一定的条件下聚合，并经硫化和加入填料后，制成的成品。合成橡胶有很多种，其中丁苯橡胶是产量最高、用途最广的一种合成橡胶。六、现代新材料技术 0世纪0年代以来，科学技术的突飞猛进，新材料研究异常活跃。新材料技术既是高新技术的一部分，又时划为高新技术服务。作为新材料技术具有以下的特点： ①它是知识密集、贤金密集的新兴产业。 ②它与高新技术发展关系密切。相互促进、相互依懒。 ③新材料是高新技术发展必要的物质基础，也是当代高新技术革命的先导。 ④新材料技术还是社会生产力发展水平和技术进步的标志。现代新材料主要从三种途径发展而来：一是从传统材料经过改进形成的。二是以现代科学技术研究成果逐步发展起米的，三是根据需要和要求设计的。七、新金属材料金属材料正在不斯地被开发和研制出性能更优异，和具有多种特殊功隆的新型材料， 1.超导材料属材料作为良导体而被广泛用于输电线，金属导线存在一定的电阻，随着通过的电流量增大。因为电阻而产生热量，而且温度升高，金属导找的电阻将感来越大，这样，直接影

5 2．有机高分子材料高分子化合物的平均分子量比一般的化合物大很多，它们的分子量大约在几万到几十万之间。天然存在的有机高分子化合物有蚕丝、羊毛、纤维素等，人工方法合成的有机高分子化合物有塑料、合成纤维、合成橡胶等。（1）塑料。塑料，顾名思义是指可塑之材料。塑料的主要成分是合成树脂。合成树脂的基本原料是乙烯、丙稀、丁二稀、乙炔、苯、甲苯、二甲苯等低分子有机物，它们主要来源于石油、天然气、煤、电石、海盐等自然资源。我们在树脂中加一些辅助剂可产生不同性能的塑料，来满足人们不同的需求。（2）合成纤维。用天然气，石油，煤、农副产品为原料制成单体，再聚合得到的可以纺纱织布的纤维叫合成纤维。合成纤维可随人类需要具有更多的用途。（3）合成橡胶。橡胶是指具有显著高弹性的一类高分子化合物，有天然橡胶和合成橡胶两类。天然橡胶可以从一些植物中获取。合成橡胶是以天然气、石油气中得到的丁二烯、异戊二烯，氯丁二烯等为单体，在一定的条件下聚合，并经硫化和加入填料后，制成的成品。合成橡胶有很多种，其中丁苯橡胶是产量最高、用途最广的一种合成橡胶。六、现代新材料技术 20 世纪 50 年代以来，科学技术的突飞猛进，新材料研究异常活跃。新材料技术既是高新技术的一部分，又时刻为高新技术服务。作为新材料技术具有以下的特点： ①它是知识密集、资金密集的新兴产业。 ②它与高新技术发展关系密切，相互促进、相互依赖。 ③新材料是高新技术发展必要的物质基础，也是当代高新技术革命的先导。 ④新材料技术还是社会生产力发展水平和技术进步的标志。现代新材料主要从三种途径发展而来：一是从传统材料经过改进形成的，二是以现代科学技术研究成果逐步发展起来的，三是根据需要和要求设计的。七、新金属材料金属材料正在不断地被开发和研制出性能更优异，和具有多种特殊功能的新型材料。 1．超导材料属材料作为良导体而被广泛用于输电线，金属导线存在一定的电阻，随着通过的电流量增大，因为电阻而产生热量，而且温度升高，金属导线的电阻将越来越大，这样，直接影

响电力的输送效率和其他功能的发挥。人们期里能得到一种电阻极小，几乎为零的材料。米作为理想的输电材料. 1911年，背兰科学家发现汞（水恨）在4.然时的电阻似乎突然酒失了。科学家把这种在一定条件下，能导致静电材料的电阳趋近于零的现象，称为“超导现象”·能产生电凰趋近于零现象的材料，称为“超导材料”。汞是最早发现的超导材料，但它在常温下是一种液体因而，无法作为结构和功能材料。人们经过不懈的努力，在20世纪0年代初，开始陆续发现了几百种超导材料。超导材料是最理想的输电线材料，它能实现电能的远距离、高电流密度的无凝输送 2.稀土材料在元素周期表中有一个系列叫铜系，共包括15种元素，加上亿、航共17种金属元素，我门称为稀士元素，也称为稀土金属，稀士敲称为材料工业的“维生素”，在普通的材料中知入少量稀土元素后。它的性能便可得到较大的改善。我国是世界第一大稀土生产国，也是世界第二大稀土应用国。加入少量稀土元素可改善金属性能，用稀土制成的分子蒂催化剂活性很高，是石油炼制中催化裂化工序的重要添加剂。军事工业中稀土材料制成的煮光器等。 3.形状记忆合金这种金属具有“记忆”过去形状的功能，放称其为形状记忆合金。迄今为止，己发现形状记忆合金有多种。形状记忆合金主要应用于紧因件，如“智旋”型锦打，外科各种骨整形和断骨的接骨板，齿科用的娇齿丝。形状记忆合金还可制成火灾自动报警器和自动灭火器和航天飞机的抛物面形通调卫星天线等， 4.贮氢合金镁-像合金，铜镶合金等合金在一定温度和压力下，金属原子能与氢原子结合形成氢化物，把氢气贮藏起来。贮氧合金可将氯是纯到9的，所裤的超纯氧。贮氢合金可用于氢动力汽车，它为开发无污染汽车提供了可靠的能量米源。贮氢合金在吸氢时会收热，在放出氢气时会吸热。人们利用这种收热一吸热循环，用于制冷或景暖设备。 6

6 响电力的输送效率和其他功能的发挥。人们期望能得到一种电阻极小，几乎为零的材料，来作为理想的输电材料。 1911 年，荷兰科学家发现汞（水银）在 4.2k 时的电阻似乎突然消失了。科学家把这种在一定条件下，能导致导电材料的电阻趋近于零的现象，称为“超导现象”。能产生电阻趋近于零现象的材料，称为“超导材料”。汞是最早发现的超导材料，但它在常温下是一种液体，因而，无法作为结构和功能材料。人们经过不懈的努力，在 20 世纪 60 年代初，开始陆续发现了几百种超导材料。超导材料是最理想的输电线材料，它能实现电能的远距离、高电流密度的无损输送。 2．稀土材料在元素周期表中有一个系列叫镧系，共包括 15 种元素，加上钇、钪共 17 种金属元素，我们称为稀土元素，也称为稀土金属。稀土被称为材料工业的“维生素”，在普通的材料中加入少量稀土元素后，它的性能便可得到较大的改善。我国是世界第一大稀土生产国，也是世界第二大稀土应用国。加入少量稀土元素可改善金属性能。用稀土制成的分子筛催化剂活性很高，是石油炼制中催化裂化工序的重要添加剂。军事工业中稀土材料制成的激光器等。 3．形状记忆合金这种金属具有“记忆”过去形状的功能，故称其为形状记忆合金。迄今为止，已发现形状记忆合金有多种。形状记忆合金主要应用于紧固件，如“智能”型铆钉，外科各种骨整形和断骨的接骨板，齿科用的矫齿丝。形状记忆合金还可制成火灾自动报警器和自动灭火器和航天飞机的抛物面形通讯卫星天线等。 4．贮氢合金镁-镍合金，镧-镍合金等合金在一定温度和压力下，金属原子能与氢原子结合形成氢化物，把氢气贮藏起来。贮氢合金可将氢提纯到 99.9999%的超纯氢。贮氢合金可用于氢动力汽车，它为开发无污染汽车提供了可靠的能量来源。贮氢合金在吸氢时会放热，在放出氢气时会吸热,人们利用这种放热－吸热循环，用于制冷或采暖设备

成为当年话贝尔化学奖得主。导电高分子材料是一种新明能导电的树脂。它们应用于商效电泊、电容器的（作，也应用于防恰电和防离出方面。十、其他新材料 1.将蛛功伦的复合材料这是一种由金属、有机套分子，无机非金属第具有不同站构和功能的材料，通过特病工艺复合为一体的新型村料。这种复合材料利用优势互补和优势叠加而制得，既能突出其粽合性饶，又能克眼风有材料的就防。 (1)玻璃钢破肉钢是第·代复合材料的代表，它是一种以型料树脂为基体、玻南灯块为增以剂的玻璃纤鉴增强塑料。麦璃钢几有灯量轻，强度高，耐腐蚀的性使，并具有良好的隔热、隔音、杭冲击和透波雀力。 (2)碳们增出树脂复合材料碳纤蚕增强榜脂复合材料是20世纪0年代以后产生的第二代复合材料。它所用的培程剂是经高温分解和碳化后载取的碳纤叁。它主要用于航空，配天工业，用它造火薇和导单头锥，人造卫星支承架以及飞机上的机裂等。 (3)聚合物基、金属基和肉瓷基复合材料聚合物辈、金属基和胸登基复合材料是第三代复合材料。它采用了不可特性的基体材料。来恐岛以欲台性能 ⊙聚合物基复合材料。这和聚合物基复合材料具有更好的热稳定性，抗湿怪和耐环境性，并好于加工， ②金属基复合材料，金属基复合材料所用的基体有多种金属。发根最快的是碳化硅裁粒增强铝合金基复合材料。其重量轻，仅为钢的三分之一，又比铝合金，钛合金耐停性强，主史川于航空、斯天技术 ⊙圆胸瓷基复合材料。也称多相复合购瓷。这种材料中两瓷/金属的构成，是通过精心设计和特味工艺，在星子级水平上混合起来，它在组成和结构上在餐个材料内部都是均匀分布的，其州卤以的划分、站构和性能出连续性变化，整个材料能有效地遥和格应力， (1)纳米材料的特性纳米(m》实际上是一个长度单位。1纳米是1米的十亿分之一，即1第米=109米. 纳米是·个非席小的空问尺度。射米村料式是川特露的力法将材料颗铃加工到第米领(109 9

9 成为当年诺贝尔化学奖得主。导电高分子材料是一种新型能导电的树脂，它们应用于高效电池、电容器的制作，也应用于防静电和防腐蚀方面。十、其他新材料 1．特殊功能的复合材料这是一种由金属、有机高分子、无机非金属等具有不同结构和功能的材料，通过特殊工艺复合为一体的新型材料。这种复合材料利用优势互补和优势叠加而制得，既能突出其综合性能，又能克服原有材料的缺陷。（1）玻璃钢玻璃钢是第一代复合材料的代表，它是一种以塑料树脂为基体、玻璃纤维为增强剂的玻璃纤维增强塑料。玻璃钢具有质量轻、强度高、耐腐蚀的性能，并具有良好的隔热、隔音、抗冲击和透波能力。（2）碳纤维增强树脂复合材料碳纤维增强树脂复合材料是 20 世纪 60 年代以后产生的第二代复合材料。它所用的增强剂是经高温分解和碳化后获取的碳纤维。它主要用于航空、航天工业，用它制造火箭和导弹头锥，人造卫星支承架以及飞机上的机翼等。（3）聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料是第三代复合材料。它采用了不同特性的基体材料，来提高其综合性能。 ①聚合物基复合材料。这种聚合物基复合材料具有更好的热稳定性、抗湿性和耐环境性，并易于加工。 ②金属基复合材料。金属基复合材料所用的基体有多种金属。发展最快的是碳化硅颗粒增强铝合金基复合材料，其重量轻，仅为钢的三分之一，又比铝合金、钛合金耐磨性强，主要用于航空、航天技术。 ③陶瓷基复合材料。也称多相复合陶瓷。这种材料中陶瓷/金属的构成，是通过精心设计和特殊工艺，在原子级水平上混合起来，它在组成和结构上在整个材料内部都是均匀分布的，其界面层的组分、结构和性能呈连续性变化，整个材料能有效地缓和热应力。（1）纳米材料的特性纳米（nm）实际上是一个长度单位，1 纳米是 1 米的十亿分之一，即 1 纳米=10-9 米。纳米是一个非常小的空间尺度。纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（10-9

甘肃广播电视大学 文本 第三章现代化学与新材料技术_科学与技术

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