1、第4章材料家族中的元素 第3节 复合材料2,1.了解复合材料的形成和组成部分以及它们的优 缺点。（重点） 2.知道常见复合材料在生产生活中的应用。,玻璃钢材料在我们的生产生活 中有着广泛的应用。采用玻璃钢材 料制造的垃圾桶产品外观鲜艳、抗 老化，太阳暴晒下不变形，收集容 量大，无盗用和回收价值。你知道玻璃钢是如何制成的吗？玻璃钢具有哪些性质？,“神州八号”载人飞船穿过大气层时，外壳和大气层摩擦产生几千摄氏度的高温，是什么材料经受了这种考验而使飞船安然无恙呢？是金属、陶瓷，还是塑料？,竹、木、茅草、贝壳、骨骼,传统复合材料,天然复合材料：,麻刀（纸筋）石灰、 土柸（草秆、粘土）、钢筋混泥土,追根
2、寻缘,【1】木材坚固、耐用，可作为建筑材料，它由木质长纤维组成，靠被称为木质素的物质粘接起来木质长纤维比较柔软，木质素较脆，它们各自都不能承受重压，但这两种物质复合后就构成了强壮的树干。,骨,肉,骨骼（骨肉）,粘接作用,骨架作用,B-2隐形轰炸机,B-2隐形轰炸机 除主体结构是钛复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射。,碳素跑车,碳素笔记本,碳素自行车,碳素建筑物,碳素消防衣,碳素隐形轰炸机,1.定义：由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。,一、复合材料,2.组成,注意:（1）由两种或两种以上的材料组成。（2）特殊加工不是简单的混合，而是复杂的物理、化学变
3、化。,3.复合材料的分类,颗粒增强复合材料,夹层增强复合材料,纤维增强复合材料,（1）按基体分类,（2）按增强体的形状分类,树脂基复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料,4.复合材料的性质既保持了原有材料的特点，又使各组分间协同作用，形成了优于原材料的特性。,请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增强材料经过一定的复合，得到的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。,【思考与交流】,复合材料,性能,金属 C,陶瓷 SiO2,合成树脂 SiO2、Al2O3、MgO,合成树脂 C,耐酸碱，化学稳定性好，强 度高，密度小，韧性好,强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低于300,耐高温
4、，强度高，导电性 好，导热性好,耐1600以上的高温，强度 高，密度小,基体材 料的类型,增强体材料 的化学组成,二、形形色色的复合材料,优点：玻璃钢的强度可达到甚至超过合金钢的强度，而密度只有钢铁的1/5左右；同时，这种材料保持着较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普通玻璃那样硬脆。,1.生产生活中常用的复合材料,（1）玻璃钢,玻璃钢盐酸罐,玻璃钢电缆保护管,玻璃钢化粪池,玻璃钢电表箱,玻璃钢桌椅,玻璃钢雕塑,玻璃钢制品,你经常打羽毛球吗？现在使用的大多是碳素球拍，但几年前用的多是铝合金球拍，人们还曾使用过木制球拍。请与同学们讨论：用于制造碳素球拍的材料有哪些优越性？它为什
5、么会具有这些优越性？,【思考与交流】,碳纤维复合材料广泛应用于纺织机械和化工机械的制造以及医学上人体组织中韧带的制作等。,具有韧性好，强度高而质轻的特点。,（2）碳纤维复合材料,用途：,优点：,组成：,纤维为增强体,金属为基体,2.航空、航天领域中的复合材料,组成,性能：耐高温、强度高、导电导热性好、不吸湿和不易老化、密度小。,（1）机翼、机身、导弹壳体和尾翼的复合材料的组成,碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性能好的纤维,铝、镁、钛等密度小的金属,机翼、机身、导弹壳体和尾翼的复合材料组成,全复合材料机身：轻型机的价格，中型机的宽敞客舱，客舱内站立高度为1.65米。,目前商用飞机上复
6、合材料仅占全机重量的50%，而某些直升机早已达到90%,荷兰计划研发新型绿色环保飞机 外形将酷似飞碟,另一个设想就是使用复合材料，如纤维增强塑料。这种复合材料强度可与金属媲美，而重量却比金属轻得多，因此可以节省燃油。,中国自研大飞机面临发动机与复合材料两大难题,哥伦比亚号航天飞机坠毁,哥伦比亚号在2003年2月1日，在代号STS-107的第28次任务重返大气层的阶段中与控制中心失去联系，并且在不久後被发现在德克萨斯州上空爆炸解体，机上7名太空人全数罹难。超高温空气从机体表面缝隙入侵隔热瓦下部，最终造成航天飞机在返航途中解体坠毁。,（2）机身隔热复合材料,组成,陶瓷,碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤
7、维,耐高温、韧性好,增强体：,基体：,性能：,航天飞机机身上使用的隔热 陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成 的材料制成的。在这种复合材料 中，增强体多为碳纤维、碳化硅 纤维或氧化纤维，基体的主要成 分有氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、二氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。,纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。,现在，材料的复合正向着精细化方向发展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类已经从
8、合成材料时代进入复合材料时代。,4生产生活中常用的复合材料 (1)玻璃钢：以 做增强体、 做基体的复合材料。 (2)碳纤维增强复合材料：在 的基体中加入了 做增强体，具有韧性好、强度高而质轻的特点。,纤维,合成树脂,合成树脂,碳纤维,认识复合材料,形形色色的复合材料,玻璃纤维增强树脂基复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料,基 体,增强体,复合材料,生产、生活中常用的复合材料,航空、航天领域中的复合材料,纤维增强金属基复合材料 纤维增强陶瓷基复合材料,无机非金属材料、金属材料、复合材料有哪些区别？,常见复合材料有哪些？,同步练习,1.硅酸盐材料是传统无机非金属材料,下列属于硅酸盐产品的是( ) 玻
9、璃 陶瓷 石英玻璃 硅芯片 砖瓦 水泥 A. B. C. D. 解析：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦的主要成分均为硅酸盐;石英玻璃的主要成分为SiO2;硅芯片的主要成分为高纯度硅,故应选。,C,2.下列有关材料的叙述中不正确的是( ) A.传统无机非金属材料具有耐高温、抗腐蚀、耐冲击的优点 B.玻璃是常见的硅酸盐材料 C.唐三彩、砂锅、蒸发皿都属于陶瓷制品 D.玻璃、水泥均无固定的熔点 解析：A项,耐高温、抗腐蚀、耐冲击是新型无机非金属材料的优点,A项不正确。,A,3.以Y2O3、BaCO3、CuO为原料,经研磨烧结可合成一种高温超导物质YBa2Cu3Ox。现欲合成0.5 mol此物质,理论上需取Y2
10、O3、BaCO3、CuO的物质的量(mol)分别是( ) A.0.50 0.50 0.50 B.0.50 1.0 1.5 C.0.25 1.0 1.5 D.1.0 0.25 0.17 解析：根据化学式“YBa2Cu3Ox”可知,欲合成0.5 mol该物质需0.5 mol Y、1 mol Ba、1.5 mol Cu,故需0.25 mol Y2O3、1.0 mol BaCO3、1.5 mol CuO。,C,4下列物质属于复合材料的是( ) A玻璃 B生物陶瓷 C光导纤维 D玻璃钢 解析：玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料，而玻璃、生物陶瓷、光导纤维均为无机非金属材料。,D,5
11、下列关于复合材料的说法不正确的是( ) A复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的 B复合材料既保持了原有材料的特点，又有优于原材料的特性 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，这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的是基体。,C,6.复合材料中往往由一种材料作为基体，另一 种材料作（ ） A.增塑剂 B.发泡剂 C.防老剂 D.增强体,D,7.下列关于复合材料的说法正确的是（ ） 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.复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经 特殊加工而制成的,D,8.碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入 了碳纤维作增强体，具有韧性好，强度高而质轻的 特点，下列物质中可用其制造的是（ ） A.游乐车，游乐船 B.电话亭，餐桌椅 C.网球拍，钓鱼竿 D.航天飞机用隔热瓦,C,谢 谢！,2012年2月28日,本课结束,
