复合材料教案
Polymeric Composite Materials
（讲稿）
殷立霞
冀州市职教中心
2012年8月
复合材料教学大纲
《复合材料》教学大纲 一、课程名称：复合材料 二、学分、学时： 2 学分、 32 学时 三、教学对象： 06 级应用化学本科 四、课程性质、教学目标 《复合材料》是应用化学专业的一门学科基 础课程，选修。复合材料是包括多学科、多领域 的一门综合性学科。 本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。 五、课堂要求 要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。 六、教学内容与基本要求 （一）绪论（ 2 学时） 复合材料的国内外发展状况及今后的发展
方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。 基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。 （二）材料的基体材料（6学时） 金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料； 陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷； 聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。 基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。 （三）材料的增强材料（6学时） 玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用； 碳纤维的分类、制备、性能与应用； 陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用； 填料（高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等）的性能与应用。
《复合材料》教学大纲 一、课程名称：复合材料 二、学分、学时：2学分、32学时 三、教学对象：06级应用化学本科 四、课程性质、教学目标 《复合材料》是应用化学专业的一门学科基础课程，选修。复合材料是包括多学科、多领域的一门综合性学科。 本课程以恰当的比例分别对复合材料的各种增强材料、复合材料的各种基体材料以及聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等的性能、制备、应用和发展动态进行了较为系统的讨论。使学生在已有的材料科学的基础上，较为系统地学习复合材料的各种基体材料和增强材料，以及各种复合材料的性能、制备方法与应用，了解材料的复合原理，以及复合材料的发展方向。从而丰富和拓宽学生在材料及材料学方面的知识。 五、课堂要求 要求认真随堂听课，认真阅读指定教材，广泛查阅有关复合材料方面的最新资料。按教学要求完成专题综述论文的撰写，并进行课堂交流。 六、教学内容与基本要求 （一）绪论（2学时） 复合材料的国内外发展状况及今后的发展方向；复合材料的分类；复合材料的基本性能；复合材料的增韧增强原理；复合材料的特性；复合材料的应用。 基本要求：掌握复合材料的基本性能及分类，了解复合材料的应用。 （二）材料的基体材料 （6学时） 金属材料：金属的结构与性能、各种合金材料； 陶瓷材料：包括水泥、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷； 聚合物材料：聚合物的种类、结构与性能，复合材料选用聚合物的原则。 基本要求：掌握常用基体材料的种类、结构性能及其选用的原则。 （三）材料的增强材料 （6学时） 玻璃纤维及其制品的分类、制备、性能与应用； 碳纤维的分类、制备、性能与应用； 陶瓷纤维、芳纶纤维、晶须的制备、性能与应用； 填料（高岭土、石墨、烹饪土、烹饪土、碳酸钙、化石粉等）的性能与应用。 基本要求：掌握常用增强材料的种类、性能及其选用的原则。 （四）传统复合材料的新发展 （4学时） 航空用先进树脂基复合材料的发展：先进复合材料在飞机上的应用、材料技术的进展、低成本复合制造技术的进展； 热塑性片材与热塑性树脂基复合材料：由片材制造成品的成型工艺、GMT片材在汽车工业中的应用； 熔体自发浸渗制备金属基复合材料：熔体自发浸渗制备金属基复合材料的原理及方法及研究现状； 陶瓷基层状复合材料：陶瓷制品的仿生结构构思、材料体系和制备技术、陶瓷基层状复合材料的结构性能及其强韧化机制、陶瓷基层状复合材料的发展方向。 基本要求：掌握常见几种传统复合材料的新应用、制备工艺与性能的基本知识，了解传统复合材料的发展方向。 （五）功能复合材料（4学时）
第三单元高分子材料和复合材料 第4课时 功能高分子材料复合材料 【教学目标】 1?知道功能高分子材料的分类，能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。 2?知道复合材料的组成特点，能举例说明常见复合材料的应用。 3?体验化学科学的进步与材料科学发展的联系， 能科学评价高分子材料的使用对人类生 活质量和环境质量的影响。 【板书】 四、功能高分子材料 复合材料 【引言】 什么是功能高分子材料？它的分类如何？它的性能和应用怎样？这些是我们这节课要 弄清楚 的。 【讲解】 一、功能高分子材料： 1 ?功能高分子材料的定义：功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又 有某些特殊功能的高分子材料。 (它是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分子材料。 是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。 ) 2 ?功能高分子材料的分类： 3?日常生活中常见的几种功能高分子材料： (1) 高吸水性树脂 高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料， 它本身不溶于水或有机溶剂，与水接触时 能在短时间内可吸收自身质量几百倍、上千倍，最高可达 5300倍的水，即使挤压也很难脱 水，被冠于超级吸附剂”的桂冠，因此可用作农业、园林、苗木移植用保水剂。高吸水性树 脂与苯、乙醇、三氯甲烷、四氯化碳、醋酸等化学试剂混合时，可使试剂脱水，却不与试剂 发生化学反应。它吸收试剂中的水分后，变成一种凝胶状的物质。 (2) 导电性材料 如果在高分子中加入各种导电物质，如铁粉、铜粉、石墨粉等，就可制成导电橡胶、导 电塑 料、导电涂料、导电胶粘剂等。 (3) 医用高分子材料 a 性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。 b ?应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。 【过渡】 不同的材料具有不同的性能， 每种材料都有它的优缺点。 如普通金属材料强度大， 但易 被腐蚀；普通陶瓷材料耐高温，但易碎裂；合成高分子材料强度大、密度小，但易老化。航 天工业需要强度大、耐高温、密度小的材料。海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。有没有 兼具它们优点的一种材料呢？复合材料的出现很好地回答了这个问题。 【板书】 二、复合材料 【板书】 1 ?复合材料的定义：复合材料是指两种或两种以上性质不同的材料组合而成的一种新 功能咼分子材料 r 物理功能高分子材料 分离功能高分子材料 -化学功能高分子材料 如：导电材料、光敏性材料、液晶高分子材料 如：膜材料、吸附分离功能材料 如：高分子试剂、高分子卤化剂
复合材料 二. 教学目的 1、了解复合材料的形成和组成部分 2、体会物质的元素组成与材料性能的关系 3、能列举几种常见的复合材料及其在生产、生活中的重要应用…… 三. 教学重点、难点复合材料的组成 四. 知识分析 科学技术是人类文明进步的基本推动力。20世纪的历史表明：科学技术的发展常常会超乎我们的想像，但科学技术的发展又离不开我们的想像。人类正面临着新科技革命的挑战。而新材料技术是技术的基础，它是文明大厦的基石，它包括对超导材料、高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料、纤维材料、高性能材料等的开发和利用。 运动员在登山时用的保险绳、滑雪时用的滑雪板及钓鱼竿上的渔线等这些小巧、灵活而强度高的东西是用什么材料构成的呢？ （一）认识复合材料 1、材料科学的发展过程 材料科学的发展经历了天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料这五个过程。 其中，无机非金属材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料、无机非金属涂层材料等。此类材料一般耐高温、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。硅酸盐材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等，是传统的无机非金属材料。而半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等是新型无机非金属材料。 2、复合材料的定义及组成 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制成的。 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、复合材料的分类 按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。 按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。 发展较快、应用较广的是纤维做增强体的复合材料。 4、复合材料的特点
2019-2020学年高中化学第四章元素与材料世界 4.3 复合材料教案 鲁科版必修1 一. 教学内容：第4章第3节复合材料 二. 教学目的 1、了解复合材料的形成和组成部分 2、体会物质的元素组成与材料性能的关系 3、能列举几种常见的复合材料及其在生产、生活中的重要应用…… 三. 教学重点、难点复合材料的组成 四. 知识分析 科学技术是人类文明进步的基本推动力。20世纪的历史表明：科学技术的发展常常会超乎我们的想像，但科学技术的发展又离不开我们的想像。人类正面临着新科技革命的挑战。而新材料技术是技术的基础，它是文明大厦的基石，它包括对超导材料、高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料、纤维材料、高性能材料等的开发和利用。 运动员在登山时用的保险绳、滑雪时用的滑雪板及钓鱼竿上的渔线等这些小巧、灵活而强度高的东西是用什么材料构成的呢？ （一）认识复合材料 1、材料科学的发展过程 材料科学的发展经历了天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料这五个过程。 其中，无机非金属材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料、无机非金属涂层材料等。此类材料一般耐高温、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。硅酸盐材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等，是传统的无机非金属材料。而半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等是新型无机非金属材料。 2、复合材料的定义及组成 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制成的。 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、复合材料的分类 按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。 按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。 发展较快、应用较广的是纤维做增强体的复合材料。 4、复合材料的特点
1．情感态度与价值观目标 通过对神奇复合材料的学习，激发学生对化学的兴趣，通过对我国科学成就的介绍，培养学生的爱国热情。 重点、难点 （一）知识上重点、难点认识复合材料的基本组成。 （二）方法上重点、难点 学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所产生的新材料的优良特性。教学设计 ［联想质疑］“神舟五号”载人飞船穿过大气层时，外壳与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？运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富弹性，你知道它是用什么材料制成的吗？是金属、陶瓷、还是塑料？ ［学生讨论、教师讲解］所用材料并不是单一的金属、陶瓷、或塑料，而是它们复合在一起形成的具有各成分优点的新型材料。 ［交流研讨］ 事实一：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，但这两物质复合后就构成了强壮的树干。
事实二：人们做泥砖时，往泥中掺入禾秸，可以提高泥砖的强度。 事实三：纯棉布衣服、纯化纤衣服分别有如下优缺点： 要获得兼具化纤、纯棉两种布料优点的布料，通常的做法有１制作含一定量棉花、一定量化纤的混纺纱线，再生产出混纺布料。２利用特殊的编制方法编织生产一面为纯棉纱、一面为化纤的涤盖棉布料。 你可以从上述事实获得什么启示？ ［学生回答、教师总结］将两种不同性质的材料通过一定的方法复合在一起，可获得一种既能保持或发展原来材料的长处，又能弥补它们的不足的新材料。 ［点评］联想质疑旨在引起学生兴趣，其后通过学生对三个较为熟悉的事实的思考感悟、交流研讨，让学生产生一种将两种不同材料复合在一起，就可以获得性能较单一材料更为优良的新材料的想法，旨在再现人们构思、发明复合材料的思维历程，培养学生发现提出问题、分析解决问题的能力。发现提出问题与分析解决问题同等重要！ ［过渡］根据这种思想，在化学上，我们生产出了各种复合材料。 ［板书］第三节复合材料 一、认识复合材料 ［交流研讨］棉线、橡胶、含棉质经纬线的各种橡胶轮胎，这三者中，哪一种属于复合材料？你认为什么是复合材料？它在组成上有什么特点？各组成成分起什么作用？复合材料与原材料相比，在性质上有什么优点？ ［学生回答、教师总结］［板书］
《复合材料》教案 一、教材分析 (一)知识脉络 教材通过对学生日常生活中经常接触到的复合材料制成品的介绍，引出复合材料的概念、构成、特性，然后通过对四种复合材料性能的交流研讨，让学生学会如何根据复合材料的组成，预测其性能。教材的第二部分介绍了生产生活中常用的复合材料玻璃钢和碳纤维复合材料，以及航空航天领域的特种复合材料，并简要介绍了材料科学的发展过程和方向。 (二)知识框架 认识复合材料 将两种或两种以上的性质不同的材料经过特殊的加工制成的材料称为复合材料。 复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，而且由于各组份之间的相互协同作用，产生了优于原材料的新的性能。 2．形形色色的复合材料 碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维等增强陶瓷复合材料 二、教学目标 1．知识技能目标 认识常见的复合材料及其用途，理解复合材料的概念，复合材料的基本组成、优点。 2．方法与过程目标 学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所产生的新材料的优良特性。 初步了解根据对所需材料性能的特定要求，如何选择组成复合材料的单一材料。 3．情感态度与价值观目标 通过对神奇复合材料的学习，激发学生对化学的兴趣，通过对我国科学成就的介绍，培养学生的爱国热情。 三、重点、难点 1．知识重点、难点：认识复合材料的基本组成。 2．方法重点、难点：学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所
产生的新材料的优良特性。 四、教学设计 [联想质疑]“神舟五号”载人飞船穿过大气层时，外壳与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？运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富弹性，你知道它是用什么材料制成的吗？是金属、陶瓷、还是塑料？ [学生讨论、教师讲解]所用材料并不是单一的金属、陶瓷、或塑料，而是它们复合在一起形成的具有各成分优点的新型材料。 [交流研讨] 事实一：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，但这两物质复合后就构成了强壮的树干。 事实二：人们做泥砖时，往泥中掺入禾秸，可以提高泥砖的强度。 事实三：纯棉布衣服、纯化纤衣服分别有如下优缺点： 量化纤的混纺纱线，再生产出混纺布料。②利用特殊的编制方法编织生产一面为纯棉纱、一面为化纤的涤盖棉布料。 你可以从上述事实获得什么启示？ [学生回答、教师总结]将两种不同性质的材料通过一定的方法复合在一起，可获得一种既能保持或发展原来材料的长处，又能弥补它们的不足的新材料。 [点评]联想质疑旨在引起学生兴趣，其后通过学生对三个较为熟悉的事实的思考感悟、交流研讨，让学生产生一种将两种不同材料复合在一起，就可以获得性能较单一材料更为优良的新材料的想法，旨在再现人们构思、发明复合材料的思维历程，培养学生发现提出问题、分析解决问题的能力。发现提出问题与分析解决问题同等重要！ [过渡]根据这种思想，在化学上，我们生产出了各种复合材料。 [板书] 第三节复合材料 一、认识复合材料 [交流研讨]棉线、橡胶、含棉质经纬线的各种橡胶轮胎，这三者中，哪一种属于复合材料？你认为什么是复合材料？它在组成上有什么特点？各组成成分起什么作用？复合材料与原材料相比，在性质上有什么优点？ [学生回答、教师总结][板书]
《高分子材料和复合材料》教案 ●课标要求 1．举例说明生活中常用合成高分子材料的化学成分及其性能，评价高分子材料的使用对人类生活质量和环境质量的影响。 2．了解居室装修材料的主要成分及其作用。 3．举例说明复合材料的特点，了解有关的生产原理。 ●课标解读 1．培养学生注意观察生活的习惯，了解像食品包装袋、牙刷、布料等日常生活用品中合成高分子材料的成分和性能，以及这些东西对人们的生活质量和环境质量的影响。 2．使学生知道居室装修材料种类多。如合金材料、复合材料。 3．使学生能说出复合材料的优点，以及常见复合材料的生产原理。 ●教学地位 本节课在本专题中的地位一般，课标对学生的要求较低，两个“举例说明”、一个“了解”。本节课与本专题的“应用广泛的金属材料”“功能各异的无机非金属材料”有机结合在一起，完整地介绍了丰富多彩的生活材料。 ●新课导入建议 前面我们学习了金属材料、无机非金属材料，这一节我们来学习有机高分子材料和复合材料。 ●教学流程设计 课前预习安排：1.看教材P101－106填写【课前自主导学】中的“知识1、塑料、纤维”并完成【思考交流1】。看教材P106－109，填写【课前自主导学】中的“知识2、橡胶、功能高分子材料、复合材料”并完成【思考交流2】。 2．建议方式：同学之间可以进行讨论交流?步骤1：1.导入新课 2．本课时教学地位分析?步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究?步骤3：师生互动完成探究1“塑料、纤维、橡胶”。互动方式：可利用问题导思所设置的问题，由浅入深进行师生互动。建议除例1外，再变换一下命题角度，设置一些备选例题以拓展学生的思路，可使用“教师备课资源”为您提供的备选例题 步骤7：教师通过例2和教材P108－109的讲解对探究2中的常见功能高分子材料的性能、应用和复合材料的构成进行总结?步骤6：师生互动完成探究2“功能高分子材料与复合材
《复合材料力学》课程教学大纲 课程编码：S1180240 课程中文名称：复合材料力学 课程英文名称：MECHANICS OF COMPOSITE MATERIALS 总学时：30讲课学时：30实验学时：0 习题学时：0上机学时： 0 学分：2.0 授课对象：航天学院，航天科学与力学系，工程力学专业学生；机电学院、材料学院及其它有关专业学生。 先修课程：高等数学、材料力学、弹性力学 教材及参考书： 教材：《复合材料力学》 R.M.琼斯著,上海科学技术出版社，1975 参考书：《复合材料力学》沈观林编, 清华大学出版社。 课程教学目的 通过复合材料力学课程的学习，使学生了解和掌握现代复合材料的力学性能及其在工程中的应用。学会根据结构的受力分析，正确地设计和选取复合材料，达到优化结构性能的目的。要求学生掌握复合材料的宏观性能和微观结构之间的关系，了解复合材料的各种破坏机理及破坏准则，并能正确地应用于复合材料层合板的弯曲、屈曲和振动分析中去。该课程是对一般弹性力学和振动力学等课程的延续和拓宽，是学生掌握现代力学知识和进行结构设计的必修课程。 二、教学内容及基本要求 本课程的主要内容包括复合材料力学的应力-应变关系，强度理论，层合板的刚度和强度理论,热应力分析和层间应力分析，复合材料层合板的弯曲,屈曲和振动问题等。 本课程的主要章节有：
?绪论。复合材料及复合材料力学的发展历史和现状，复合材料的分类、应用及发展前景（1学时）。 ?单层板的宏观力学性能：引言、五种常见各向异性复合材料的本构方程，正交各向异性复合材料的工程常数（1学时）。 弹性常数的约束方程：各向同性、正交异性复合材料；正交异性材料应力-应变关系；任意坐标下的应力-应变关系；正交异性材料的不变量（2学时）。 正交异性单层板的强度，强度和刚度的实验确定方法（2学时）。 正交异性材料双向应力强度准则：最大应力准则、最大应变准则、Tsai-Hill 准则、Tsai-Wu准则（2学时）。 第三章复合材料单层板的微观力学性能：引言、用材料力学方法确定力学常数（2学时）。 用弹性力学方法确定力学常数：引言、弹性力学下限法、弹性力学上限法、精确解、总结（2学时）。 复合材料的强度：引言、纤维方向的拉伸强度（2学时）。 复合材料的强度：纤维方向的压缩强度，横向屈曲模型、剪切模型（2学时）。 第四章层合板的宏观力学性能：引言、经典层合板理论、应力与应变、合力与弯矩、偶合矩阵方程（2学时）。 层合板刚度矩阵的特例：对称层合板、反对称层合板、非对称层合板、总结（2学时）。 层合板的强度：引言、层合板的强度分析过程、层合板的强度准则；热应力分析：热应力刚度矩阵；正交铺设层合板的强度；角铺设层合板的强度；总结（2学时）。 层间应力：经典层合板理论、弹性力学方程、弹性力学求解过程和结果、实验确定方法和结论（2学时）。 第五章层合板的弯曲、屈曲和振动：控制方程、求解方法、层合板的弯曲变形（2学时）。层合板的屈曲和振动，主要结果和结论（2学时）。 总结复习（2学时） 三、课程负责人示范性教学设计 １内容体系：
第三单元高分子材料和复合材料 第1课时塑料 【教学目标】 1.了解高分子材料的一般分类方法，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。 2.知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能和在生产生活中的应用。 3.掌握加聚反应和缩聚反应两大基本聚合反应类型。 【教学过程】 【导入】 高速发展的现代科技把性能各异的有机高分子合成材料带到我们日常生活中来，为我们创造了更为完美的生活条件。 【投影】各种有机高分子材料的图片 【板书】 第三单元高分子材料和复合材料 一、有机高分子材料的分类 天然高分子：自然界中存在的高分子。如淀粉、纤维素、棉、麻、丝、毛、天然橡胶等，人有机高分子 体中的蛋白质、糖类、核酸等。 合成高分子：用化学方法合成的高分子。如合成纤维、塑料、合成纤维。 塑料 橡胶 功能高分子 塑料：在常温下有一定形状，强度较大，在加热、加压的条件下，可塑制成一定形状的 高分子。 纤维：在室温下分子的轴向强度很大，受力后形变较小，在较宽的受力范围内强度很大 的高分子。 橡胶：在常温下具有高弹性，去除外力后又很快恢复原状的高分子。 功能高分子：在高分子主链上或侧链上带有反应性功能基团的一类新型高分子材料。 实际上，塑料、合成纤维、橡胶这三类高分子材料并无严格的界限。 日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料，简称 合成材料。随着社会的发展和科技的进步，合成材料的运用越来越广泛，它们在社会生活中 起了越来越重要的作用。可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃，推动人类社会 的进步。今天，我们将来学习合成材料的三大主要成员：塑料、合成纤维、合成橡胶。 【学生阅读】 P101“塑料”部分第一、二自然段 【回答】 根据阅读提纲讨论回答： 塑料的主要成分是，具有、、、、等优点；塑料按性能和用途可分为、、；按受热情况可分 为、。 【板书】 二、塑料 （1）主要成分：合成树脂 （2）组成：由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等填加剂组成。 （树脂---是指没有跟各种填加剂混合的高聚物）
复合材料的基体材料 热塑性基体的缺点: ?、是热塑性基体的熔体或溶液粘度很高，纤维浸渍困难，预浸料制备及制品成型需要在高温高压下进行， ?、聚碳酸酯或尼龙这样一些工程塑料，因耐热性、抗蠕变性或耐药品性等方面问题而使应用受到限制。二、热固性基体热固性基体主要是不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂一直在连续纤维增强树脂基复合材料中占统治地位。不饱合聚酯树脂、酚醛树脂主要用于玻璃增强塑料，其中聚酯树脂用量最大，约占总量的80,，而环氧树脂则一般用作耐腐蚀性或先进复合材料基体。 (一) 热固性树脂下表为一些常用的热固性树脂其它物理性能 1(不饱和聚酯树脂 1 不饱和聚酯树脂及其特点不饱和聚酯树脂是指有线型结构的，主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。不饱和聚酯的种类很多，按化学结构分类可分为顺酐型、丙烯酸型、和丙烯酸环氧酯型聚酯树脂。不饱和聚酯树脂在热固性树指中是工业化较早，产量较多的一类，它主要应用于玻璃纤维复合材料。由于树脂的收缩率高且力学性能较低，因此很少用它与碳纤维制造复合材料。但近年来由于汽车工业发展的需耍，用玻璃纤维部分取代碳纤维的混杂复合材料得以发展，价格低廉的聚酯树脂可能扩大应用。不饱和聚酯的主要优点是: ,、工艺性能良好， 如室温下粘度低，可以在室温下固化，在常压下成型，颜色浅，可以制作彩色制品，有多种措施来调节其工艺性能等; ,、固化后树脂的综合性能良好，并有多种专用树脂适应不同用途的需要; ,、价格低廉，其价格远低于环氧树脂，略高于酚醛树脂。不饱和聚酯的主要缺点是: 固化时体积收缩率较大，成型时气味和毒性较大，耐热性、强度和模量都较低，易变形，因此很少用于受力较强的制品中。 2 交联剂、引发剂和促进剂 a 交联剂不饱和聚酯分子链中含有不饱和双键，因而在热的作用下通过这些双键，大分子链之间可以交联起来，变成体型结构。但是
学习目标：１．了解有机高分子材料的分类，认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。２．知道塑料的组成和分类，了解各种塑料的性能，列举它们在生产生活中的应用。（重点）３．通过调查研究，认识纤维的分类，了解常见纤维的组成和主要功能，体会纤维在日常生活中扮演的角色。（重点）４．理解橡胶材料的发展过程以及人们对有机高分子材料的改造与优化。５．了解功能高分子材料的分类。6．认识复合材料的结构，说出常见的复合材料及其应用。 一、塑料 １．塑料的成分与制备 ２．塑料的结构特点与性能 （１）热塑性塑料：长链状的线性结构，链与链之间以分子间作用力相结合。受热时会熔化可重新塑制成形。 （２）热固性塑料：链与链之间以共价键交联，形成体型网状结构。受热时不会熔化，一次成型后，
不能反复重塑。 ３．常见塑料的应用 （１）聚乙烯可制成食品保鲜袋或保鲜膜。 （２）聚四氟乙烯{CF２—CF ２}。 １性质：不会被酸、碱、王水及各种有机溶剂所腐蚀，被誉为“塑料王”。 ２用途：制冷工业、化学工业、电器工业等。 （３）ABS塑料：电视机等家用电器的壳体，通讯器材、汽车、飞机零部件及各种仪表的外壳等。 二、纤维 常见纤维化学组成主要性能 天然纤维棉纤维纤维素 吸水性好，易干，穿着舒适，不起静 电，不耐磨 蚕丝蛋白质 吸水性好，手感柔和，有光泽，不起 静电，不起球 羊毛蛋白质 弹性强，隔热性、保暖性好，水洗后 收缩，易起球 化学纤维人造纤维纤维素（黏胶纤维） 吸水性好，穿着舒适，不起静电，不 耐洗，不耐穿 合成纤维 各种线型有机高分 子（聚酰胺、聚酯、 聚烯烃等） 强度高，耐磨，不易染色，吸湿性、 透气性差
Teaching Topic Chapter 6 Polymer nanocomposites Lecturing hours 180 min Teaching Objectives 1. Know the general features of polymer nanocomposites; 2. Know the preparation methods of polymer nanocomposites; 3. Know the characterization of polymer nanocomposites.Teaching Emphases 1. The feature of polymer nanocomposite.2. The preparation of polymer nanocomposite. Teaching Difficult Points The characterization of nanocomposites. Teaching Methods Lecturing + PPT + discussion + interaction Time Arrangement Teaching content 45 min 6.1 Introduction 1. definition When inorganic phases in organic/inorganic composites become nanosized, they are called nanocomposites. Organic/inorganic nanocomposites are generally organic polymer composites with inorganic nanoscale building blocks. 2. Advantages inorganic material organic polymer 3. Defining feature of polymer nanocomposites the small size of the fillers leads to a dramatic increase in interfacial area as compared with traditional composites. This interfacial area creates a significant volume fraction of interfacial polymer with properties different from the bulk polymer even at low loadings. 4. Inorganic nanoscale building blocks Nanotubes; Layered silicates (montmorillonite, saponite), Nanoparticles of metals (Au, Ag), Metal oxides (TiO 2, Al 2O 3), Semiconductors (PbS, CdS), Others.5. Polymer/Silica SiO 2 is viewed as being very important. Polymer/silica composites are the most commonly reported in the literature. They have been employed in a variety of applications.6. Discuss: what is nanocomposite? 6.2 Preparation of nanocomposite Organic or inorganic polymerization generally becomes necessary if at least one of the starting moieties is a precursor. Blending is generally just mixing of the silica nanoparticles into the polymer; a sol-gel process can be done in situ in the presence of a preformed organic polymer or simultaneously during the polymerization of the monomer(s); the method of in situ polymerization involves the dispersion of nanosilica in the monomer(s) first and then polymerization is carried out 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况 ，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
四. 知识分析 科学技术是人类文明进步的基本推动力。２0世纪的历史表明：科学技术的发展常常会超乎我们的想像，但科学技术的发展又离不开我们的想像。人类正面临着新科技革命的挑战。而新材料技术是技术的基础，它是文明大厦的基石，它包括对超导材料、高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料、纤维材料、高性能材料等的开发和利用。 运动员在登山时用的保险绳、滑雪时用的滑雪板及钓鱼竿上的渔线等这些小巧、灵活而强度高的东西是用什么材料构成的呢？ （一）认识复合材料 １、材料科学的发展过程 材料科学的发展经历了天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料这五个过程。 其中，无机非金属材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料、无机非金属涂层材料等。此类材料一般耐高温、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。硅酸盐材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等，是传统的无机非金属材料。而半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等是新型无机非金属材料。 ２、复合材料的定义及组成 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制成的。 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、复合材料的分类 按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。
按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。 发展较快、应用较广的是纤维做增强体的复合材料。 ４、复合材料的特点 单一材料的优缺点如下： 性。单一材料的缺点都可以通过复合的方法予以改善和克服。 （二）形形色色的复合材料 １、生产、生活中的复合材料 （１）玻璃钢 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。 在制造玻璃钢时，可以将玻璃纤维制成纱或织物加到合成树脂中，也可以把玻璃纤维切成短纤维加到合成树脂中。除了普通玻璃纤维外，还可以根据需要选用耐化学腐蚀、耐高温或强度高的特种玻璃纤维做玻璃钢的增强体。 玻璃钢的强度可以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、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普通玻璃那样硬、脆。玻璃钢目前以大量用于游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅等产品的生产。这些产品充分发挥了玻璃钢重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞、产品美观及制造方便等特点。此外，玻璃钢在排水管道工程中也得到了广泛的应用。 （２）碳纤维增强复合材料
复合材料 I．课标要求： 1．了解复合材料的形成和组成部分； 2．了解几种常见的复合材料及其在生产、生活中的重要应用。 II．考纲要求： 1．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其它新材料的特点， 2．了解有关的生产原理 Ⅲ.教材精讲： 1．常见材料的分类： 单传统无机非金属材料：玻璃、水泥 材一无机非金陶瓷、砖瓦等。 组属材料新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、 成生物陶瓷、压电陶瓷。 材有机合成材料：塑料、橡胶、纤维等 料料金属材料：铝合金、钢铁、金、银、铜、钛等 复合材料：玻璃钢、碳纤维增强复合材料、隔热陶瓷瓦等。 能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。 2．认识复合材料 a)常见单一材料的优缺点 (2)认识复合材料 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称为复合材料。 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。 特点：既保持原材料的特点，使各组分之间协调作用，形成了优于原材料的特性。 分类： 按基体分为：树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。 按增强体形状分：颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材
料。 按性能要求分：①用以代替金属的复合材料，如由合成树脂与玻璃纤维制成的玻璃钢。 ②高性能复合材料，如碳纤维增强复合材料。 ③对强度要求不高的非结构复合材料，如钙塑塑料，用于制造包装箱、塑料桶、仪器外壳、门窗、天花板等，有“合成木材”、“合成纸”之称。 3．形形色色的复合材料 b)玻璃钢 ①玻璃钢中的基体：合成树脂增强体：玻璃纤维 ②玻璃钢的性能：强度高、密度小、耐化学腐蚀，电绝缘性好，机械加工性能好。 ③玻璃钢的用途：用于车船制造、仪器仪表、电子电气、排水管道等 c)碳纤维增强复合材料 ①碳纤维增强复合材料的增强体：碳纤维基体：合成树脂 ②碳纤维增强复合材料性能：韧性好、强度高而质轻 ③碳纤维增强复合材料用途：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。 d)航空、航天领域中的复合材料 飞机、火箭的机翼和机身、导弹的壳体，大多数是以纤维为增强体，金属为基体的复合材料，航天飞机机身上的隔热陶瓷片是由纤维和陶瓷制成的复合材料。 IV．典型例题 例1、材料按其化学组成通常可分为三类，如陶瓷属于________________；合金属于________________；塑料属于________________；光导纤维属于____________； 隔热陶瓷瓦属于____________；生物陶瓷属于_______________。 【解析】理清概念是解答此题的关键。材料分成无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料。该题要求从化学组成的角度去分析归纳。其中塑料是有机物，其余为无机物。 【答案】传统无机非金属材料金属材料有机高分子材料新型无机非金属材料 复合材料新型无机非金属材料 例2、下列说法错误的是（） A、玻璃钢是以玻璃纤维作增强体，合成树脂作基体的复合材料 B、飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料 C、制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维任增强体 D、航天飞机机身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 【解析】飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，而B
复合材料 教学目标 1．知识技能目标 认识常见的复合材料及其用途，理解复合材料的概念，复合材料的基本组成、优点。 2．方法与过程目标 学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所产生的新材料的优良特性。初步了解根据对所需材料性能的特定要求，如何选择组成复合材料的单一材料。 3．情感态度与价值观目标 通过对神奇复合材料的学习，激发学生对化学的兴趣，通过对我国科学成就的介绍，培养学生的爱国热情。 重点、难点 （一）知识上重点、难点认识复合材料的基本组成。 （二）方法上重点、难点 学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所产生的新材料的优良特性。教学设计 ［联想质疑］“神舟五号”载人飞船穿过大气层时，外壳与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？运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富弹性，你知道它是用什么材料制成的吗？是金属、陶瓷、还是塑料？ ［学生讨论、教师讲解］所用材料并不是单一的金属、陶瓷、或塑料，而是它们复合在一起形成的具有各成分优点的新型材料。 ［交流研讨］ 事实一：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，但这两物质复合后就构成了强壮的树干。 事实二：人们做泥砖时，往泥中掺入禾秸，可以提高泥砖的强度。 事实三：纯棉布衣服、纯化纤衣服分别有如下优缺点：
要获得兼具化纤、纯棉两种布料优点的布料，通常的做法有①制作含一定量棉花、一定量化纤的混纺纱线，再生产出混纺布料。②利用特殊的编制方法编织生产一面为纯棉纱、一面为化纤的涤盖棉布料。 你可以从上述事实获得什么启示？ ［学生回答、教师总结］将两种不同性质的材料通过一定的方法复合在一起，可获得一种既能保持或发展原来材料的长处，又能弥补它们的不足的新材料。 ［点评］联想质疑旨在引起学生兴趣，其后通过学生对三个较为熟悉的事实的思考感悟、交流研讨，让学生产生一种将两种不同材料复合在一起，就可以获得性能较单一材料更为优良的新材料的想法，旨在再现人们构思、发明复合材料的思维历程，培养学生发现提出问题、分析解决问题的能力。发现提出问题与分析解决问题同等重要！ ［过渡］根据这种思想，在化学上，我们生产出了各种复合材料。 ［板书］第三节复合材料 一、认识复合材料 ［交流研讨］棉线、橡胶、含棉质经纬线的各种橡胶轮胎，这三者中，哪一种属于复合材料？你认为什么是复合材料？它在组成上有什么特点？各组成成分起什么作用？复合材料与原材料相比，在性质上有什么优点？ ［学生回答、教师总结］［板书］ 将两种或两种以上的性质不同的材料经过特殊的加工制成的材料称为复合材料。复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，而且由于各组份之间的相互协同作用，产生了优于原材料的新的性能。 ［过渡］将多种材料复合在一起，形成了性能优异的复合材料，请交流研讨，预测下列复合材料的性能。 ［交流研讨］下面给出的基体材料和增强体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。