第六章化学与材料2.ppt

第六章 化学与材料 中国古代文化艺术 二、金属材料 包括纯金属和合金 青铜（主要为Cu、Sn合金） 钛合金 钛合金优点： 高强度 高韧性 耐腐蚀 质地轻 储氢合金 主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金 “形状记忆”合金 形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。 形状记忆合金的原料 镍-钛合金（又称NT合金）具有记忆功能。 能引起记忆合金形状改变的条件是温度。 形状记忆合金的用途（一） 在航空上的应用—— 　　　　月球上的“奇葩” 　　 　　　 形状记忆合金的用途（二） 在医学上的应用 合金作为驱动元件，具有可动的肩、肘、腕及手指的微型机械手。手指和手腕靠TiNi合金螺旋弹簧的伸缩实现开闭和弯曲动作，肘和肩是靠直线状的TiNi合金丝的伸缩做弯曲动作，各个形状记忆合金驱动元件都由直接通上的脉宽可调电流加以控制。 古代的陶瓷 —— 陶器 古代的陶瓷 —— 瓷器 新型陶瓷能承受高温、强度高 氮化硅(Si3N4)陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。 某些新型陶瓷具有生物特性 某些新型陶瓷具有压电效应 如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。 医用B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变成机械振动，产生超声波。 新型陶瓷的应用 透明陶瓷 一般陶瓷不透明的原因是其内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者令光产生散射。因此如果选用高纯原料，并通过工艺手段排除气孔就可能获得透明陶瓷。这些透明陶瓷不仅有优异的光学性能，而且耐高温，一般它们的熔点都在2000 ?C以上。如氧化钍-氧化钇透明陶瓷的熔点高达3100 ?C，透明陶瓷的重要用途是制造高压钠灯，它的使用寿命达2万小时。高压钠灯的工作温度高达1200 ?C，压力大、腐蚀性强，选用氧化铝透明陶瓷为材料、成功地制造出高压钠灯。可以制造防弹汽车的窗、坦克的观察窗、 纳米陶瓷 精细陶瓷粉体的颗粒较大，属微米级(10-6 m)，有人用新的制备方法把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级(10-9 m)，用这种所谓超细微粉体粒子来制造陶瓷材料，得到新一代纳米陶瓷，这是陶瓷材料的第三次飞跃。纳米陶瓷具有延性，有的甚至出现超塑性。如室温下合成的TiO2陶瓷，它可以弯曲，其塑性变形高达100 ％，韧性极好。 纳米陶瓷被称为是21世纪陶瓷。 纳米材料的粒子是超细微的，粒子数多，表面积大，而且处于粒子界面上的原子比例甚高，一般可达总原子数一半左右。这就使纳米材料具有不寻常的表面效应、界面效应和量子效应等，因此而呈现出一系列独特的性质。例如金的熔点是1063 ℃，而纳米金只有330 ℃，熔点降低近700 ℃；银的熔点由金属银的960.8 ℃降为纳米银的100 ℃。 又如纳米铂黑催化剂，由于表面积大，表面活性高，可使乙烯氢化反应的温度从600 ℃降至室温；纳米铁的抗断裂应力比普通铁高12倍，等等。纳米材料的问世促使纳米技术的诞生。所谓纳米技术是指用单个原子或分子作材料建造物体的技术。 宝玉石基础知识 分为: 宝石, 玉石和石 一 宝石 1 宝石之王-----金刚石 硬度极大, 达摩氏10级, 已有人工合成.化学成份是碳. 2 蓝宝石和红宝石 硬度大, 达摩氏9级, 主要成份为氧化铝. 3 祖母绿: 因含铬而呈现绿色. 4 水晶: 硬度7, 主要成份为二氧化硅. 二 玉石 1. 玉中之王----翡翠 命名来自翡翠乌,红者为翡,绿者为翠. 硬玉, 硬度6.6—7 其优劣主要取决于 水头,色彩,底,种,瑕庇等 1999年香港佳士得春季 拍卖会一条翡翠项链以 1454万港元成交. 2 中国两大美玉----和田玉和岫岩玉 (1) 和田玉 也称软玉, 硬度6—6.5 和田玉产于新疆以白玉 价最高 各种玉石的化学组分 样品种类 MgO Al2O3 SiO2 K2O CaO MnO FeO/Fe2O3 新疆和田 23.01 2.00 59.04 0.05 13.4 0.071 0.36 玛纳斯碧玉15.48 4.52 59.09 0.034 13.84 0.073 5.400 岫玉 40.32 2.73 54.62 0.047 0.21 0.01 0.823 独山玉 0.67 33.81 42.63 2.4 14.840 - 0.700 翡翠(白) - 25.31 59.36