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1、第8章 化学与材料基本要求1、掌握各区元素原子的结构特征，并能从原子的电子层结构了解常用工程材料在元素周期系中的分布2、了解近年来的新型材料(高分子材料,陶瓷材料,纳米材料,复合材料,液晶材料)的组成与性能8.1常用工程材料在周期系中的分布8.2几种新型材料8.2.1金属材料8.2.2高分子材料8.2.3陶瓷材料8.2.4复合材料8.2.5液晶材料材料的分类1） 按用途分为结构材料和功能材料结构材料：利用材料的力学和理、化性质功能材料：利用材料的热、光、电、磁等性能2） 按成分、特性分为：金属材料黑金属：铁、铬、锰及合金有色金属
2、：除了黑金属以外的金属无机非金属材料（陶瓷材料）传统陶瓷精细陶瓷有机高分子材料：塑料、纤维、橡胶以及涂料、黏合剂等复合材料：由以上三种材料复合而成按化学活泼性分：活泼中等活泼不活泼s区ds区、p区d区38.1常用工程材料在周期系中的分布Li--密度最小的金属,0.5gml-1He----熔点最低的单质Cr----硬度最大的金属(9)W----熔点最高的金属(3410℃)Hg---熔点最低的金属1金属的性质物理性质：①光泽：金属晶体大多呈银白色，Au—黄色，Bi—淡红，Cu—紫红色；4②密度：按5g.cm-3为标准,分为轻金属重金
3、属；8.2金属材料③熔点：金属熔点差别很大。如：Hg、W；⑤磁性：分铁磁材料(Fe、Co、Ni)；顺磁材料(Mn、Cr、Mo、W）；逆磁材料(Cu、Sn、Pb、Zn）；⑥延、展性：即机械加工性能良好；⑦热胀冷缩(但Sb、Bi相反)。5④导电、导热：金属越纯，导电、热性越好;2几种新型金属材料轻质合金—以轻金属为主要成分的合金。铝合金：密度小，强度高。“硬铝”耐蚀，可用于车，不用于船。钛合金：密度不大，强度很高，抗蚀性好，耐高、低温（-200-500℃），用于飞机。34硬质合金—以硬质化合物为硬质相，以合金为黏结相的复合材料（Ti
4、N、AlN、TiC、WC、SiC）具有高硬度、耐磨、强度、韧性。—具有“记忆”自己形状特性的合金。如Ti-Ni（各50%）合金，在温度T发生晶格转变：菱形晶格立方晶格晶格的变化，改变了合金形状。35记忆合金贮氢合金—两种特定金属的合金:一种可大量吸收H2的金属（如RE），一种不吸收氢的金属制成的合金。36使氢可在其中“移动”。是理想的氢能源材料。贮氢合金要求:贮氢量大；金属氢化物容易形成，稍加热又容易分解；室温下吸、放氢的速度快；使用寿命长；成本低。目前正在研究的贮氢合金主要有三大系列：镁系贮氢合金：MgH2,Mg2Ni稀土系贮
5、氢合金：LaNi5,MnNiMn,MnNiAl钛系贮氢合金：TiH4,TiMn1.5.8.3陶瓷材料(Ceramics)OxidesAl2O3(alumina)ZrO2(zirconia)BeO(beryllia)NonoxidescarbidesSiCboridesB4C,BNnitridesSi3N4silicidesCompositescombinationofoxidesandnon-oxides.EachoneoftheseclassescanhaveuniquematerialpropertiesTypesofCer
6、amics一、几种新型陶瓷材料1、 光导纤维从高纯的二氧化硅或石英玻璃的熔融体中，拉出直径约为100μm的细丝，称为石英玻璃纤维。（玻璃可以透光，但在传播过程中光损耗较大，而用石英玻璃纤维光损耗大为降低，故这种纤维称为光导纤维。）皮料—低折射率的玻璃；43光纤的组成：芯料—高折射率，高透光度，不析晶的玻璃；多组分玻璃光纤；复合材料光纤；石英光纤（高纯度或掺杂）。光在芯料和皮料界面上全反射，入射光封闭在芯料内，经过无数次全反射，锯齿状传播。44通信原理：光纤材料：光缆结构图利用光导纤维可以进行光纤通讯，用最新的氟玻璃制成的光导纤维
7、，可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需要任何中继站。光损耗较大光导纤维可以在短距离使用，特别适合做人体内窥镜，如：胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等。2、超导陶瓷1911年荷兰物理学家Onnes发现汞（水银）在4.2K附近电阻突然下降为零.超导电性：零电阻现象超导临界温度：电阻突然消失的温度超导体：在一定温度下具有超导电性的物体superconductors(超导体)–noresistancetoflowofelectricitysuperconductingbehaviorstartsbelowthesuperconductingt
8、ransitiontemp,TcHg(l)–4.2KSuperconductingTransitionTemperaturesNotallmetalshavesuperconductingproperties.Al,Ti,ZnGa,Zr,Mo,Tc,Ru,Cd,
