1、第3节 复合材料第4章 材料家族中的元素 学习目标定位 1.通过对单一材料性能的交流研讨，在认识无机非金属材料和金属材料优、缺点的基础上，了解复合材料的形成和组成。2.体会物质的元素组成与材料性能的关系。3.能够列举几种常见的复合材料及其在生产、生活中的主要应用。内容索引 新知导学 新知探究 点点落实达标检测 当堂检测 巩固反馈新知导学 1.请结合具体实例，讨论各种单一材料的优、缺点，完成下面的表格。一、认识复合材料 材料 实例 优点 缺点 金属材料 钢铁 _ _ 无机非金属材料 普通玻璃 _ _ 有机合成材料 塑料 _ _ 硬度大、机械性能好性质稳定、熔点高强度大、电绝缘，良好的热塑性、热固
2、性易被腐蚀易破碎易燃烧、易老化，废弃后不易分解2.复合材料简介(1)复合材料的定义：将性质不同的材料经而制成的，像这样的材料称为复合材料。复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。(2)复合材料的构成：复合材料是由两部分组成，一部分称为，在复合材料中起作用；另一部分称为，在复合材料中起作用。两种或两种以上特殊加工基体黏结增强体骨架3.复合材料的分类：组成复合材料的基体材料的类型多种多样，增强体又可做成不同的形状，因而复合材料种类繁多。复合材料按基体分类按增强体的形状分类基复合材料基复合材料基复合材料增强复合材料增强复合材料增强复合材料树脂陶瓷金属颗粒纤维夹
3、层归纳总结(1)复合材料是混合物，没有固定的熔、沸点。(2)复合材料的性能与组成材料的增强体和基体的性质有关，但并不是二者性能的简单叠加。解析 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是简单的混合；复合材料的两部分起的作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。1.下列关于复合材料的说法中正确的是 A.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料 B.合金就是复合材料 C.复合材料中的各部分作用相同 D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的 活学活用 解析 答案 方法规律 2.复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因是 A.可以使导弹能经
4、受超高温变化 B.可以使导弹质量减轻 C.可以使导弹承受超高强度的改变 D.可以使导弹承受温度的剧烈变化 解析 答案 解析 提高导弹射程必须减轻其质量，而复合材料质轻的特点，在提高导弹射程上起到了重要作用，故选B。结合材料特点分析其应用，以增强对材料性能的认识。方法规律 复合材料的性能优于原材料。方法规律 1.生产、生活中常用的复合材料 二、形形色色的复合材料 复合材料 玻璃钢 碳纤维增强复合材料 组成 基体 _ _ 增强体 _ _ 特性 密度小、质量轻、耐水、耐磨、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 合成树脂合成树脂玻璃纤维碳纤维2.航空、航天领域中的复合材料 材料名
5、称 碳纤维增强金属基复合材料 隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷)基体(Mg、Al、Ti等)(Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiO2陶瓷等)增强体(碳纤维等)(碳纤维、碳化硅纤维等)主要优点 耐高温、强度高、导电、导热性好、不吸湿、不易老化等 耐高温、有韧性 陶瓷金属纤维纤维归纳总结 在复合材料家族中，发展较快、应用较广的是以纤维做增强体的复合材料。如生产、生活中常用的玻璃钢、碳纤维增强复合材料等。活学活用 3.下列说法错误的是 A.玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料 B.飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料 C.制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入
6、了碳纤维做增强体 D.玻璃钢可以应用在防火衣服、游乐车、餐桌椅等方面 答案 解析 易错警示 解析 根据信息可知A项正确；该橡胶可用于人造肌肉、智能衣服等，说明它有弹性；它仍有金属和橡胶的大部分性能，所以可燃烧，不耐高温，不能作隔热瓦，故B项错，D项对。4.美国科学家发明了一种能够导电的金属橡胶，这种材料除了兼有金属和橡胶的大部分性能外，还具有许多其他材料所不具备的独特性质，在诸如人造肌肉、智能衣服、活动机翼等多个领域有望获得广泛应用。以下对“金属橡胶”复合材料的叙述中一定错误的是 A.该材料可导电 B.该材料可用来作航天飞机的隔热瓦 C.该材料具有一定的弹性 D.该材料可以燃烧 答案 解析 易
7、错警示 学习小结 达标检测 12345 答案 解析 合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，不属于复合材料；耐高温结构陶瓷多是单一材料，如氮化硅结构陶瓷等；玻璃钢是玻璃纤维和合成树脂形成的复合材料；隔热陶瓷瓦是由纤维(如碳纤维)和陶瓷形成的复合材料。解析 1.下列材料中属于复合材料的是 合金 玻璃钢 隔热陶瓷瓦 耐高温结构陶瓷 A.B.C.D.12345 答案 解析 2.下列对玻璃钢的叙述中正确的是 A.玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的，所以其成分与普通玻璃相同 B.玻璃钢是以玻璃为基体，钢纤维做增强体的复合材料 C.玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维
8、D.玻璃的强度和机械加工性能比合金钢稍差，但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好 12345 答案 解析 3.美国的哥伦比亚号航天飞机在制造过程中应用了大量的先进复合材料，其中被覆在整个机身上的防热瓦片，使航天飞机能安全穿越大气层，该瓦片是耐高温的 A.陶瓷基复合材料B.合成树脂基复合材料 C.玻璃钢D.金属基复合材料 12345解析 复合材料继承了原来天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料等的优点，极大改善了材料的各种性能；具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。答案 解析 4.复合材料的优点是 强度高 质量轻 耐高温 耐腐蚀 A.B.C.D.全部 5.普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材
9、料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下面问题。(1)普通玻璃的成分是_。12345解析 玻璃是常见的硅酸盐材料。制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英。生产玻璃时，把原料粉碎后按一定比例混合后，放入玻璃熔炉中加强热，石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳，纯碱与石英反应生成硅酸钠和二氧化碳，但原料中石英是过量的，所以普通玻璃的成分为硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅。答案 解析 硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅(2)铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用，经历了_到_到_的演变过程。12345解析 由铁矿石炼得的生铁虽然硬度很大，但较脆且不易加工，人们就想办法降低生铁中的碳含量，调节其中的硅、锰等元素，将铁转化为钢，大大改善了其性能。但是，钢铁很容易锈蚀，于是不锈钢应运而生。因此，铁的应用经历了“铁普通钢不锈钢等特种钢”的演变过程。答案 解析 铁 普通钢 不锈钢等特种钢12345解析 复合材料兼具有基体和增强体的优点，据此可判断，应该为金属和C的复合材料。答案 解析(3)某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别是_。A.金属；C B.陶瓷；SiO2 C.合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO D.合成树脂；C 本课结束