《复合材料的制造》教案1

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1、《复合材料的制造》教案知识回顾1.什么是复合材料？【提示】由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的。2.复合材料由几部分组成？【提示】两部分。增强体和基体。学习目标1.知道什么是复合材料，认识复合材料是新材料一个重要的发展方向。2.了解复合材料的分类、组成与性能特点，了解其应用。教学过程一、复合材料的分类1.聚合物基复合材料主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使复合材料强度增加，用于制造网球拍、高尔夫球棍和滑雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤维与聚酯的复合体，可以用于结构材料，如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材料和船体等，其强度可

2、与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于汽车塑料发动机，使发动机质量减小，节约燃料。2.陶瓷基复合材料为改变陶瓷的脆性,将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中，制成的复合材料有一定的韧性,不易碎裂，而且可以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料可成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性，可作为防弹衣的材料。3.金属基复合材料在金属表面涂层，可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能，如金属表面涂油漆可以抗腐蚀；金属表面作搪瓷内衬可制造化学反应釜；金属表面镀钻可使表面光亮；金属表面涂以高分子弹性体赋予表而韧性，可作为抗气蚀材料用于水轮机、汽

3、轮机的不锈钢叶片上,延长其使用年限；在纯的硅晶片上复合多层有专门功能的物质可用于计算机的集成电路片。【例1】复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于()。A.复合材料的使用可使导弹能承受超高温的变化B.复合材料的使用可使导弹的质量减轻C.复合材料的使用可使导弹承受超高强度的改变D.复合材料的使用可使导弹承受温度的剧烈变化【解析】导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以提高射程是利用其密度小、质量轻的特点。【答案】B【变式】下列关于复合材料的说法不正确的是（）。A.复合材料一定是市两种或两种以上材料制成的B.复合材料

4、保持了原材料的优点，又优于原材料的特点C.在复合材料中，基体起骨架作用D.在复合材料中，增强体起骨架作用【解析】复合材料中一•定含有两种或两种以上的材料，但这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料，因此，攵合材料保持了原材料的优点，克服了原材料的某些缺陷，也会产生优于原材料的特点。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的基体。【答案】C二、常见的无机非金属材料、金属材料与复合材料的比较材料无机非金属材料金属材料复合材料含义以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品金属及其合金两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的主要成分各种硅酸盐的混

5、合物各种金属及硅等少量非金属由基体（黏结作用）和增强体（骨架作用）组成特性抗腐蚀、耐高温、硬度大、耐磨损，新型无机非金属材料还具有电学、光学特性、生物功能等强度高、坚韧、塑性好、易于成型、有良好的延展性、导电性、导热性，合金抗腐蚀性强耐酸碱、化学稳定性好、密度小、强度高、韧性好、耐高温、导电导热、热性能好；性能保持原材料特点又优于原材料品种示例玻璃、水泥、各种陶瓷（黏土质陶瓷、高温结构陶瓷、生物陶瓷、电压陶瓷等）、光导纤维黑色金属材料（铁、钻、猛及它们的合金）：钢铁；有色金属材料（铁、辂、镒以外的金属及合金）：金、银、铜及合金生产生活中的复合材料（玻

6、璃钢：玻璃纤维增强树脂基复合材料、碳纤维：碳纤维增强树脂基复合材料）；航空航天中的复合材料（飞机、火箭：纤维增强金屈基复合材料；航天飞机：纤维增强陶瓷基复合材料）【例2]C3N4和Si32品体结构相似，是新型的非金属高温结构陶瓷，下列说法正确的是（）。A.C3N4和SisZi晶体中含有共价键B.C3N4和SisM中N的化合价为+3C.C3N4和SisM易与水反应生成NH3D.C3N4晶体的硬度比S匚3“4晶体的硬度小【解析】B项中N的化合价为一3。C项中C3N4和SisNq都是原子晶体，不能发生水解反应。D项屮C—N键比Si—N键的键能大，C3N4的

7、硬度比SisM的硬度大。【答案】A【变式】新型无机非金属材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C3）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需要在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意（）。A.通入充足的氧气B.避免与氧气接触C.可在氮的气氛中合成D.通入少量氧气【解析】非氧化物陶瓷的名称决定了这类陶瓷应在隔绝氧气的氛围中合成。【答案】BC