1、A,1,專題4 材料加工與性能優(yōu)化,發(fā)藍鋼帶,A,2,陽極氧化概述,鋁陽極氧化技術是用鋁金屬制件作陽極,在電解作用下鋁金屬制件表面形成氧化物薄膜的過程。 初期應用 表面改性耐磨性、耐蝕性、電氣絕緣性,表面色澤美觀。 近期應用 精密分離膜：耐熱、可調(diào)孔徑、規(guī)整 AAO模板：制作納米功能材料,A,3,應用,耐磨耐腐蝕材料,建筑裝飾材料,電絕緣材料,A,4,第一單元 材料的加工處理,金屬的表面處理,由教材P67活動與探究回答下列問題 1、鋁及其合金進行陽極氧化的目的是什么？ 2、實驗中的NaOH起什么作用？ 3、茜素的作用是什么？,茜素：一種有機顏料,A,5,一、鋁陽極氧化的一般原理,陽極：鋁或鋁合

2、金制品 陰極：在電解溶液中化學穩(wěn)定性高的材料 鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。 在陰極上 在陽極上,A,6,二、鋁的陽極氧化過程,裝飾材料的制備過程：,12. 中國陽極氧化與染色網(wǎng) ,表面處理,A,7,1、表面處理,鋁材及制品的表面上都會不同程度地存在著污垢和缺陷。 處理過程包括： 脫脂 ：除去表面油污贓物 堿蝕 ：進一步清理表面附著的油污贓物；清除制品表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷 中和:用酸清洗,除去掛灰和殘留堿液，以露出光亮基本金屬表面,A,8,2、陽極氧化處理,以鋁及其合金作為陽極，選擇合適的電解液、陽極化溫度、電流密度和氧化時間進行陽極氧化，從而得到所需的氧化鋁膜,A,9,3

3、、染色處理,一般陽極氧化膜的孔隙直徑為0.01-0.03m，而染料在水中分離成單分子，直徑為0.0015-0.0030m，著色時染料被吸附在孔隙表面上并向孔內(nèi)擴散、堆積 染料與氧化鋁進行離子鍵、氫鍵結(jié)合而使膜層著色，經(jīng)封孔處理，染料被固定在孔隙內(nèi)。,A,10,4、封孔處理,提高鋁件質(zhì)量和染著色牢固。 經(jīng)過封閉處理后表面變的均勻無孔，形成致密的氧化膜。 經(jīng)封閉后的氧化膜不再具有吸附性，可避免吸附有害物質(zhì)而被污染或早期腐蝕。,A,11,總結(jié),表面 改性,功能 材料,缺陷 斑點,微孔結(jié)構(gòu) 生長機理,A,12,(1)原理:應用電解 原理在某些金屬 表面鍍上一層其 他金屬或合金的 過程. (2)陰極:待

4、鍍件 陽極:鍍層金屬 (3)電鍍液: 含有鍍層金屬的 離子,電鍍銅原理,瞧瞧這是什么?,A,13,第一單元 材料的加工處理,金屬的表面處理,1、設計一套實驗方案：將自己的鑰匙鍍銀。 2、電鍍時為什么要使用氰化物？國家又為什么推廣無氰電鍍？,A,14,腐蝕加工技術,1、“毛玻璃”是怎樣制成的？ 2、請思考：如何實現(xiàn)在玻璃上刻上自己的名字。 3、P70電路板的制作中，氯化鐵起什么作用？反應原理是什么?,A,15,刻蝕玻璃,A,16,A,17,A,18,A,19,第二單元 材料組成的優(yōu)化,1、你知道哪些合金，合金與純金屬比起來有什么特點？ 2、什么是貯氫合金？以及它是如何用來貯存氫氣的？ 3、什么是

5、硅酸鹽材料？ 4、特種陶瓷和傳統(tǒng)陶瓷相比有哪些優(yōu)點？ 5、高純硅是如何被生產(chǎn)出來的？ 6、什么是納米材料？,A,20,第二單元 材料組成的優(yōu)化,A,21,一、改變材料的組成,1、什么是合金？合金可以分為幾種類型？合金與純金屬比起來有什么特點？,A、金屬固溶體：這是一種金屬均勻地分布在另一種金屬內(nèi)形成的復合體，是固態(tài)溶體。固溶體只有一種晶格類型。像黃銅（67%Cu，33%Zn）、銀與金的合金都是金屬固溶體。 B、金屬互化物：金屬與金屬之間生成的化合物。其組成有的是固定不變的，如銅化鋅（ZnCu）、碳化鐵（Fe3C）等；有的是可變的，如銅錫合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多種不同組

6、成。金屬互化物不能用通常的化合價來解釋。 C、機械混合物：其晶體由兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)混合而成，每一小晶體中只有一種金屬。同前兩類合金不同，機械混合物的組成是非均一的。鋼、生鐵、青銅等屬這一類合金。,A,22,2、什么樣的金屬之間不易形成合金。,3、什么是貯氫合金？貯氫反應 有什么特點，怎么利用平衡移動來解釋貯氫的原理。,一種金屬的熔點高于另一種金屬的沸點不能形成合金。,2/xMH2 2/xMHx H0,A,23,3、硅酸鹽材料和特種陶瓷 （1）水泥 水泥的制取原料： 普通水泥的主要成分是,（2）玻璃 制取玻璃的原料 制取玻璃的反應 幾種特殊的玻璃,A,24,（3）陶瓷 制造陶瓷的主要原料

7、：粘土。 制造陶瓷的一般過程：混合、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻、成為陶器。 陶瓷的種類（根據(jù)原料、燒制溫度劃分）：土器、陶瓷、瓷器、炻器等。,特種陶瓷一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類，結(jié)構(gòu)陶瓷是指用于各種結(jié)構(gòu)部件，以發(fā)揮其機械、熱、化學和生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用電、磁、聲、光、熱、彈等性質(zhì)或其耦合效應以實現(xiàn)某種使用功能的先進陶瓷，也可以叫做特種功能陶瓷。,精細陶瓷的應用：P76,A,25,二、提高材料的純度,超純硅的制取反應原理： 粗硅的制取反應： 粗硅提純反應： 高純硅的獲得反應： 高純硅的用途,A,26,三、研制納米材料,納米材料使得比表面積大大增大，導致表面原子個數(shù)大大

8、增加，表面效應所帶來的作用不可忽略。,鐵粉自燃實驗,FeC2O42H2O=CO+CO2+2H2O+FeO 3FeO=Fe2O3+Fe 4FeO=Fe3O4+Fe,得到的鐵粉表面積很大，在室溫下遇到空氣會發(fā)生激烈的氧化還原反應，放出大量的熱而燃燒起來，反應式是 4Fe+3O2=2Fe2O3,A,27,（1）為了防止加熱時鐵粉跟空氣接觸而發(fā)生反應，試管口要配一個單孔塞子，孔里插一段細玻管，用來阻止外面的空氣進入反應管。,（3）加熱到發(fā)生反應時，試管內(nèi)粉末會出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，隨之黃色粉末慢慢變黑。到試劑呈黑色而不再有翻騰現(xiàn)象時，停止加熱，留在試管里的是自燃鐵粉。,（4）在制取自燃鐵粉時有大量氣體產(chǎn)生，極

9、可能發(fā)生沖料現(xiàn)象，所以試管口應向上傾斜。為了防止凝冷水回落而使試管破裂，所用試劑應充分干燥。此外，還應選用硬質(zhì)試管，同時在反應前對整個試管作較徹底的預熱。,（2）用煤氣燈（也可以用酒精燈）較徹底地預熱準備好的試管，然后加熱試管尾部，使草酸亞鐵慢慢地分解。實驗時管口如果出現(xiàn)冷凝水珠，可再次在試管前端加熱，盡量趕去水分。,A,28,第三單元 復合材料的制造,A,29,1、復合材料的定義,將兩種或兩種以上的性質(zhì)不同的材料經(jīng)過特殊的加工制成的材料稱為復合材料。,2、復合材料的組成：,一、復合材料的基本概念,A,30,3、復合材料和合金比較：,A,31,復合材料,預測,性能,增強體材料的化學組成,基體材

10、料的類型,金屬 C,陶瓷 SiO2,合成樹脂 SiO2、Al2O3,合成樹脂 C,耐酸堿，化學穩(wěn)定性好，強度高，密度小，韌性好,強度高，抗沖擊，絕緣性好，耐熱溫度低于300,耐高溫，隔熱性好，強度韌性得到改善,耐1600以上的高溫，強度高，密度小,A,32,二、形形色色的復合材料,1）、玻璃鋼,玻璃鋼克服了玻璃易碎、密度較大，合成樹脂強度不夠高的缺點，它具有強度高、密度小、韌性好、耐腐、耐磨、耐撞、絕緣、產(chǎn)品美觀、制造方便等優(yōu)良特性?？蓮V泛用于制作小型娛樂設施、管道、小舟、化工設施、小型建筑等,1、生產(chǎn)生活中常用的復合材料,A,33,2）、碳纖維復合材料,性能：韌性好，強度高，質(zhì)量輕,應用：紡

11、織機械和化工機械的制造，人體組織中韌帶的制作，制造高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等等體育用具,A,34,2、航空、航天領域的復合材料,1）機翼、機身、導彈殼體和尾翼的復合材料組成,基體：金屬,增強體：纖維（碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維等）,性能：耐高溫、強度高、導電導熱性好、不吸濕和不易老化，密度小。,A,35,2）機身隔熱復合材料：,組成,基體：陶瓷,增強體：碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維,性能：耐高溫、韌性好,A,36,目 標 檢 測,1下列不屬于玻璃鋼具有的性能的是 A 易碎 B易燃 C耐水 D耐磨,2、下列各項中不能用玻璃鋼制造的是 A餐廳座椅 B、汽車窗玻璃 C、廢水管道 D垃圾桶,A,B,A,37,目 標 檢 測,3航天飛機機身上使用的隔熱陶瓷瓦是 A仿生復合材料 B陶瓷和纖維復合而成的材料 C納米復合材料 D分子復合材料,4飛機