材料家族中的元素复习.ppt
,第四章材料家族中的元素复习纲要,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。,硅,晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。,导电性介于导体和绝缘体之间。,物理性质,碳与硅化学性质比较,碳（C）硅（Si）,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2*,Si+O2=SiO2,Si+2Cl2=SiCl4*,Si+4HF=SiF4+2H2*,硅的工业制法与用途,制粗硅：,提 纯：,硅的用途：,1）制造晶体管、集成电路；2）制造硅整流器和太阳能电池等；3）硅合金的用途也很广。含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用于制造变压器铁芯；4）含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，制造耐酸设备。,物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水、不导电的晶体,二氧化硅的化学性质：不活泼,二氧化硅与二氧化碳的比较,均属于酸性氧化物,CO2 CaOCaCO3,CO2 2NaOH Na2CO3+H2O,SiO2 2NaOH Na2SiO3+H2O,CO2 H2OH2CO3,不反应,不反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,SiO2,二氧化硅的用途,(1)水晶用于制造电子仪器的重要部件、光学仪器、工艺品(2)制造石英表，石英钟(3)制造光导纤维(4)制玻璃,1、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？写出有关方程式。2、实验室中保存氢氟酸时能否用玻璃仪器？,SiO2 2NaOHNa2SiO3H2O,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,因为碱液会跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅酸盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连在一起。,光导纤维（常识性了解）,硅酸盐结构复杂，种类繁多用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,拆分原则,要领：两边原子个数守恒，格式：金属氧化物、二氧化硅、水顺序：金属按活动顺序表,高温,高温,1.合金 由两种或两种以上金属（或金属与非金属）融合而成的具有金属特性的物质叫合金。2.合金的性质 合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大；合金的熔点一般比它的各成分的熔点低；合金性质并不是各成分物质性质的总和，合金的性能一般优于纯金属。,物理性质,铝,银白色,固态,较小,良好,良好,较高,化学性质,Al+Fe2O3,Al2O3+Fe,铝热反应,2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2,2Al+3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3+3Hg,氢氧化铝,物理性质：,Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3 可作净水剂和色素吸附剂。用做胃药（胃舒平的成分）,化学性质：,Al(OH)3NaOH NaAl(OH)4 Al(OH)3OHAl(OH)4,白色胶状沉淀溶解,氢氧化铝与氢氧化钠溶液,Al(OH)3 3HCl AlCl3+3H2O Al(OH)3 3H+=Al3+3H2O,白色胶状沉淀溶解,氢氧化铝与盐酸,化学方程式（离子方程式）,实验现象,实验内容,氢氧化铝制取,Al2(SO4)36NH3H2O2Al(OH)33(NH4)2SO4,Al(OH)3受热易分解2Al(OH)3 Al2O3 3H2O,氧化铝,白色固体，不溶于水，熔点高，良好的耐火材料。自然界中纯净的Al2O3 为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石，可作人造宝石。,物理性质：,化学性质：,Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O;Al2O3 6H 2Al3 3H2O；,A13+、Al(OH)4-、Al（OH）3之间的转化,A13+,Al(OH)4-,Al（OH）3,+强碱（过量）,+强酸（过量）,+弱碱或强碱适量,+强酸,+弱酸或强酸适量,+强 碱,Al2O3 2NaOH 3H2O 2NaAl(OH)4 Al2O3 2OH 3H2O 2Al(OH)4,黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们 的合金构成的材料。有色金属材料：除黑色金属（铁、铬、锰）以外的其他金属材料。,重要的黑色金属材料-钢铁：,生铁（含碳较多，含硅、锰、硫、磷等杂质）普通钢 特种钢（不锈钢）。,几种有色金属材料金、银、铜,金、银、铜的性质物理性质：金属光泽：Au黄色；Ag银白色；Cu紫红色。延展性：Au AgCu传热性：AgCuAu导电性：AgCuAu,化学性质化学活动性：CuAgAu铜的弱还原性：2 Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3 碱式碳酸铜（铜绿）2 Cu+O2=2CuO 2 Cu+S=Cu2S铜的化合物之间的转化：2CuO2Cu2O+O2CuSO45H2OCuSO4+5H2O,黑色,红色,蓝色,白色,认识复合材料,1、概念：将两种或两种以上性质不同的材料经 特殊加工而制成的材料。,2、组成：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。,3、特点：复合材料既保持了原有材料的特性，又使各组分之间协同作用，形成了优 于原材料的特性。,4、分类：,树脂基复合材料 按 基 金属基复合材料 体 陶瓷基复合材料,按 颗粒增强复合材料增强 夹层增强复合材料体形 纤维增强复合材料状,玻璃钢,基体：合成树脂；增强体：玻璃纤维。,特点：重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞、耐腐蚀、产品美观及制造方便等。用途：已大量用于游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅等产品的生产，玻璃钢在排水管道工程中也得到了广泛的应用。,碳纤维增强复合材料,基体：合成树脂做；增强体：碳纤维(carbon fiber)。,特点：具有韧性好、强度高而质轻的。,用途：碳纤维增强复合材料广泛应用于纺织机械和化工机械以及医学上人体组织中韧带、高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、赛 艇、滑雪板和冲浪板等的制造上。,飞机、火箭的机翼和机身导弹的壳体、尾翼,基体：铝、镁、钛等轻金属,增强体：碳纤维、硼纤维、等耐热性能好的纤维,航天飞机的隔热陶瓷瓦,基体：陶瓷,增强体：碳纤维、碳化 硅纤维等,
