高中化学 第四章 元素与材料世界 第3节 复合材料学案（2）鲁科版必修1.doc

第3节 复合材料知识巧学升华 一、认识复合材料 1常见复合材料的优缺点材料实例优点缺点金属材料钢铁韧性好、硬度大易锈蚀无机非金属材料普通玻璃透明、电绝缘绝热易粉碎有机合成材料塑料质轻，塑性好易燃、易老化 2复合材料的概念和构成 两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的新材料称为复合材料。复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。材料基体增强体木材木质素木质长纤维泥砖泥土禾秸钢筋混凝土水泥沙石、钢筋 3几种复合材料的性能 二、形形色色的复合材料 1复合材料的分类 2生产生活中常用的复合材料 （1）玻璃钢 玻璃钢的组成和用途：玻璃钢具有质量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞、产品美观等特点。 （2）玻璃纤维 玻璃纤维是将熔化的玻璃以极快的速度拉成的极细的丝。 （3）碳纤维增强复合材料 碳素球拍具有韧性好、强度高、质量轻等优点。因为它是用合成树脂作基体、用碳纤维作增强体制做的一种复合材料，保持了合成树脂和碳纤维的特点材料名称基体增强体实物主要优点碳纤维增强复合材料合成树脂碳纤维高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、赛艇、滑雪板、冲浪板等化学稳定性好、耐酸碱、强度高、韧性好、密度小等 3航空、航天领域中的复合材料 (1)碳纤维增强金属基复合材料材料名称基体增强体主要优点主要用途碳纤维增强金属基复合材料金属(Mg、Al、Ti等)纤维(碳纤维等)耐高温、强度高、导电导热性好、不吸湿、不老化等飞机、火箭的机翼和机身，导弹的壳体、尾翼 （2）隔热陶瓷瓦材料名称基体增强体主要优点主要用途隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷)陶瓷(Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiO2陶瓷等)纤维(碳纤维、碳化硅纤维等)耐高温、有韧性航天飞机机身问题思路探究 问题1 玻璃钢和碳纤维是我们接触到的最常见的复合材料，玻璃钢、碳纤维复合材料在合成时以什么物质为基体？什么物质为增强体？它们各有什么特点和用途？ 思路:掌握最常见的复合材料玻璃钢和碳纤维的基体和增强体，了解其特点和用途。 探究:玻璃钢是以合成树脂作基体，玻璃纤维作增强体加工而成的合成材料；玻璃钢重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞击、产品美观及制造加工成型方便等优点。碳纤维也是以合成树脂为基体，以碳纤维为增强体。碳纤维韧性好、强度高而重量轻。 问题2 在建筑工地，人们常看到工人用的是水泥砂浆，为什么不直接用水泥砌墙？古代人们在砌墙时，在泥浆、石灰浆中为什么常掺和稻草等禾秸制成“纸脚灰”？ 思路:复合材料的性能更加优良，从古至今人们已广泛的应用复合材料。 探究:将不同性质的材料合在一起有可能获得性能更佳的材料，而事实证明这样的材料确实强度比单纯的材料强度大得多，而且还具有不易开裂的特点。在混凝土中加入钢筋，更为坚固，高楼大厦、高速公路、跨江大桥、高架桥无一不采用钢筋混凝土结构。典题热题新题 例1复合材料中往往有一种材料作为基体，另一种材料作为（） A增塑剂B发泡剂C防老化剂D增强剂 解析：复合材料是将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的材料。其中，一种材料作为基体，另一种材料作增强剂。 答案：D 深化升华 注意此处空半格学会从字面含义认识概念复合材料，顾名思义是由两种或两种以上的材料加工而成的。 例2下列关于玻璃钢成分的说法正确的是（） A是玻璃和钢材的复合材料B是玻璃纤维和合成树脂的复合材料 C具有很大的强度和较大的密度D质脆、电绝缘、易加工 解析：玻璃钢具有钢材一样的强度且由玻璃生成而得名，与玻璃复合的材料是黏合剂合成树脂，玻璃钢中不含钢材，A错，B对。玻璃钢的密度较小，有韧性，C、D都错。 答案：B 深化升华 注意此处空半格利用复合材料玻璃钢的组成和性质解答，思维误区：玻璃钢中含钢材。 例3下列关于碳纤维增强树脂基复合材料的说法正确的是（） A碳纤维复合材料的基体是碳纤维 B碳纤维复合材料的增强体是合成树脂 C碳纤维复合材料具有韧性、强度大、质脆质轻的特点 D碳纤维复合材料具有可燃性 解析：“碳纤维增强树脂基”是“碳纤维增强体+合成树脂基体”的简称，由此可知A、B都是错误的。它应该具有合成树脂的特性、韧性，所以并不“质脆”，C不正确。不论碳，还是合成树脂，都具有可燃性，D正确。 答案：D 深化升华 注意此处空半格“碳纤维增强体+合成树脂基体”的简称为“碳纤维增强树脂基”。利用复合材料碳纤维增强树脂基复合材料的组成和性质解答。 例4某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料（） 耐高温不耐热导电导热不导电不导热可用于飞机机翼可用于导弹的壳体 AB CD 解析：碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此该碳纤维增强金属基复合材料具有：耐高温；导电、导热；密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。 答案：A 深化升华 注意此处空半格复合材料具有基体和增强体的优点，复合材料的性质可根据基体和增强体的性质而指定。