化学与材料.ppt
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化学与社会生活(材料) ppt课件
水平的材料。从微米级到纳米级的进步，不仅是制备工艺上的
跃进，而且将推动材料科学理论的发展。纳米级材料将会有意 想不到的新的和高的性能。（构成尺寸）
ppt课件 7
材料研制方向
智能材料，它既能像人的五官那样感知客观世界，又能能动 地对外作功、发射声波、辐射电磁波和热能，甚至促进化学反 应和改变颜色等类似有生命物质的智慧反应。当然这类材料的 智慧功能的获得是材料与电子、光电子技术结合的结果。（功
且能具有特定的功能。 智能型。要求材料本身具有感知、自我调节和反馈的能力， 即具有敏感和驱动的双重功能。 少污染。为了人类的健康，要求材料的制作和废弃的过程中 尽可能少对环境污染。 可再生。一方面是保护和充分利用自然的资源，另一方面又 不为地球积存太多的废料。 节约能源。要求制造时能耗少；要求能够帮助节能和利用新 的能源。 长寿命。要求材料能少维修或不维修，物美价廉。
钛合金喇叭
ppt课件
佳能数码相机采 用 钛合金机身
26
钛合金 钛可和多种金属形成合金。加入的主要金属元素有：铝、 钒、铬、钼、锰和铁等。这些合金元素能与钛形成置换固溶 体或金属化合物而使合金强度提高。加铝可改善抗氧化性能； 加钼可显著提高对盐酸的耐蚀性，加锡能提高抗热性。 目前钛及钛合金3/4左右用于航空航天领域，是制造超音速 飞机、火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料，被称为“航 空金属”。钛合金作为耐热、耐腐蚀材料，被广泛用于化工、 石油、发电等工业中。钛与生物组织和体液有良好的兼容性， 可以作为生物材料用于制造人工关节、心脏起搏器。
高炉 平炉、转炉
ppt课件 13
1、生铁
（1）性能：含炭 2.0 ~ 4.3%
具有脆性（含硫、磷）
（2）炼铁：铁矿石、燃料、熔剂、空气 （3）用途：90%用于炼钢；10%用于铸造 （4）品种： 白口铁——化合碳 灰口铁——石墨碳 铸铁——含炭量大于2%的生铁经重新熔炼后则称为铸铁 球墨铸铁 ——浇铸前往铁水中加入少量球化剂 （钙、镁、
化学与材料的发展PPT课件
• (3)电解法 • 电解法冶炼一般用于活泼金属的冶炼(如K、 Ca、Na、Mg、Al等)。缺点是耗电量大， 成本较高。值得一提的是，冶炼铝不能用 电解熔融AlCl3的方法(因共价化合物在熔 融时不导电)。通常采用电解熔融氧化铝 的方法制取铝。
• 2．炼铁与炼钢 • (1)炼铁 • ①几种铁矿石的主要成分：磁铁矿Fe3O4， 赤铁矿Fe2O3，褐铁矿2Fe2O3·3H2O，黄铁 矿FeS2等。 • ②原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 • ③原理：(以赤铁矿为例，写反应方程式) • 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 • ④石灰石的作用：除去脉石，有关反应方 程式： • CaCO CaO＋CO ↑，CaO＋SiO
• (2)炼钢——氧气顶吹转炉法 • 用氧化剂在高温下把生铁中的S、P等杂质 除去。
• • • • •
3．铝的冶炼 (1)原料：铝土矿(主要成分为Al2O3)。 (2)提纯Al2O3：(用化学方程式表示) Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O， NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋ NaHCO3， • 2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O。 • (3)电解：加入冰晶石及少量萤石降低 Al2O3的熔点。 • 阴极反应式：4Al3＋＋12e－=== 4Al
• (2)热还原法 • 可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较 强，在常见金属活动性顺序表中居于中间 区域。 • ①焦炭还原法。如CuO＋C Cu＋ CO↑ • ②一氧化碳还原法。如Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 • ③氢气还原法。如WO3＋3H2 W＋ 3H2O • ④活泼金属还原法。如2Al＋Cr2O3
• ②写出N的原子结构示意图________，根 据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学 式：________。 • ③氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外， 它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被 氢氟酸腐蚀的化学方程式： • ____________________________________ ____________________________________。 • ④现用四氯化硅和氮气、氢气在加强热的 条件下发生反应，可得较高纯度的氮化硅， 同时生成HCl，反应的化学方程式为：
化学与材料的发展-PPT
34
[名师精析] (1)2NaCl＋2H2O=通==电==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑. (2)用 Cl2 制备纯硅涉及反应：2Cl2＋Si(粗)==△===SiCl4，用 H2 还原，SiCl4 得到高纯硅的化学方程式为：SiCl4＋2H2=高==温==Si＋4HCl. (3)先发生反应：CH2CH2＋Cl2―→ClCH2CH2Cl，再通过脱去一分子 HCl，使之形成含双键的氯乙烯，加聚即可得聚氯乙烯，即
6
(3)硅 目前半导体工业最重要的基础材料，其制备反应为： SiO2＋2C=16=0=0=℃==～==1=8=0=0=℃=Si＋2CO↑. Si＋3HCl=2C=5=u0=℃粉==～或=3=A0=g0=粉℃==SiHCl3＋H2. SiHCl3＋H2=11=0=0=℃==～==1=2=0=0=℃=Si＋3HCl.
(2)炼钢
①原料：生铁(或废钢铁)、氧气、生石灰、脱氧剂
②主要反应：
除碳：2C＋O2=高==温==2CO
2Fe＋O2=高==温==2FeO
FeO＋C
高温 =====
Fe＋CO
14
除硫：FeS＋CaO
高温 =====
CaS＋FeO
脱氧：2FeO＋Si=高==温==2Fe＋SiO2
SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3
12
2．几种金属的冶炼 (1)炼铁
①原料：铁矿石(如磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿等)、焦 炭、石灰石、空气． ②主要反应：2C＋O2=高==温==2CO 3CO＋Fe2O3=高==温==2Fe＋3CO2 CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2=高==温==CaSiO3
13
③设备：炼铁高炉
38
4．我国及美国、日本等国家已研制出一种陶瓷柴油
[名师精析] (1)2NaCl＋2H2O=通==电==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑. (2)用 Cl2 制备纯硅涉及反应：2Cl2＋Si(粗)==△===SiCl4，用 H2 还原，SiCl4 得到高纯硅的化学方程式为：SiCl4＋2H2=高==温==Si＋4HCl. (3)先发生反应：CH2CH2＋Cl2―→ClCH2CH2Cl，再通过脱去一分子 HCl，使之形成含双键的氯乙烯，加聚即可得聚氯乙烯，即
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(3)硅 目前半导体工业最重要的基础材料，其制备反应为： SiO2＋2C=16=0=0=℃==～==1=8=0=0=℃=Si＋2CO↑. Si＋3HCl=2C=5=u0=℃粉==～或=3=A0=g0=粉℃==SiHCl3＋H2. SiHCl3＋H2=11=0=0=℃==～==1=2=0=0=℃=Si＋3HCl.
(2)炼钢
①原料：生铁(或废钢铁)、氧气、生石灰、脱氧剂
②主要反应：
除碳：2C＋O2=高==温==2CO
2Fe＋O2=高==温==2FeO
FeO＋C
高温 =====
Fe＋CO
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除硫：FeS＋CaO
高温 =====
CaS＋FeO
脱氧：2FeO＋Si=高==温==2Fe＋SiO2
SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3
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2．几种金属的冶炼 (1)炼铁
①原料：铁矿石(如磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿等)、焦 炭、石灰石、空气． ②主要反应：2C＋O2=高==温==2CO 3CO＋Fe2O3=高==温==2Fe＋3CO2 CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2=高==温==CaSiO3
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③设备：炼铁高炉
38
4．我国及美国、日本等国家已研制出一种陶瓷柴油
化学与服装材料ppt课件
按用途
服装面料 服装辅料
化学与服装材料
烧伤病人 的治疗 通常是 取烧伤 病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
服装材料的分类
化学与服装材料
烧伤病人 的治疗 通常是 取烧伤 病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
烧伤病人 的治疗 通常是 取烧伤 病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
目录
服装材料概述
服装中的纤维
新型面料
服装中的危害
化学与服装材料
烧伤病人 的治疗 通常是 取烧伤 病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
化学与服装材料
烧伤病人 的治疗 通常是 取烧伤 病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
2.合成纤维
❖ 用合成高分子化合物做原料而制得的化学 纤维的统称。 ❖ 以小分子的有机化合物为原料，经加聚反 应或缩聚反应合成的线型有机高分子化合物。
人造纤维 素纤维
利用自然界中存在的 棉短绒、木材、甘蔗 渣等含有纤维素的物 质制成的纤维。
人造蛋白 质纤维
利用天然蛋白质产品 为原料，经过人工加 工制成的纤维。
再生蛋白质纤维
化学与服装材料
烧伤病人 的治疗 通常是 取烧伤 病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
九年级化学化学与材料研制PPT省公共课一等奖全国赛课获奖课件
第31页
1、玻璃钢是钢么 2、什么是复合材料
第27页
复合材料：是将两种或两种以上 材料复合成一体而形成材料
第28页
玻璃钢
第29页
1. 有机合成材料出现是材料发展史上一
次重大突破。以下物质属于有机合成材料
是
A．棉花
B．蛋白质
C．维生素
D．塑料
2. 下面说法错误是
A．有机合成材料都是高分子材料
B．棉花、羊毛、聚乙烯都是合成材料
回收废旧塑料好处： 1、降低废弃塑料数量，降低白色污染2、 节约石油资源
第21页
处理“白色污染”主要方法之一：
制造和使用降解塑料
• 降解是指聚合物在自然环境中被微 生物或光照分解为小分子过程。大部 分塑料在自然环境中极难降解，所以， 使用一些新型、可降解塑料，如微生 物降解塑料和光降解塑料可有效预防 “白色污染”。
第22页
开始
一个月 2个月
2.5个月
法之二：
制造和使用可回收塑料
第24页
利用回收废塑料使之资源化
——垃圾是放错了位置资源
1、直接作为材料 2、制燃料油 3、制燃料气 4、用化学方法加工制防水材料
第25页
三、玻璃钢是钢么
第26页
自学提醒：
复合材料:玻璃钢 混凝土 汽车外胎
第7页
一.玻璃是怎样制成
第8页
玻璃
第9页
玻璃： 1、原料： 2、原理： 3、分类：
第10页
二.”塑料王”是怎样诞生
第11页
塑料：塑料 品种很多， 用途也各 不相同。 使用最多 是聚乙烯 塑料。
第12页
保鲜膜
吹塑成型聚乙烯薄聚膜乙烯
第13页
第14页
1、玻璃钢是钢么 2、什么是复合材料
第27页
复合材料：是将两种或两种以上 材料复合成一体而形成材料
第28页
玻璃钢
第29页
1. 有机合成材料出现是材料发展史上一
次重大突破。以下物质属于有机合成材料
是
A．棉花
B．蛋白质
C．维生素
D．塑料
2. 下面说法错误是
A．有机合成材料都是高分子材料
B．棉花、羊毛、聚乙烯都是合成材料
回收废旧塑料好处： 1、降低废弃塑料数量，降低白色污染2、 节约石油资源
第21页
处理“白色污染”主要方法之一：
制造和使用降解塑料
• 降解是指聚合物在自然环境中被微 生物或光照分解为小分子过程。大部 分塑料在自然环境中极难降解，所以， 使用一些新型、可降解塑料，如微生 物降解塑料和光降解塑料可有效预防 “白色污染”。
第22页
开始
一个月 2个月
2.5个月
法之二：
制造和使用可回收塑料
第24页
利用回收废塑料使之资源化
——垃圾是放错了位置资源
1、直接作为材料 2、制燃料油 3、制燃料气 4、用化学方法加工制防水材料
第25页
三、玻璃钢是钢么
第26页
自学提醒：
复合材料:玻璃钢 混凝土 汽车外胎
第7页
一.玻璃是怎样制成
第8页
玻璃
第9页
玻璃： 1、原料： 2、原理： 3、分类：
第10页
二.”塑料王”是怎样诞生
第11页
塑料：塑料 品种很多， 用途也各 不相同。 使用最多 是聚乙烯 塑料。
第12页
保鲜膜
吹塑成型聚乙烯薄聚膜乙烯
第13页
第14页
《化学与材料》课件
等因素。
新材料的未来展望
总结词
随着科技的不断进步，新材料的未来展 望充满了无限可能。
VS
详细描述
未来新材料的发展将更加注重环保、可持 续发展和智能化。例如，新型绿色材料将 有助于解决能源危机和环境污染问题；智 能材料将在机器人、医疗等领域发挥重要 作用；而复合材料则有望在航空航天、汽 车等领域得到广泛应用。
05 化学与材料的安全与环保
化学与材料的环境影响
化学与材料的环境影境产生负面影响，如空 气、水和土壤污染。
减少环境影响的措施
通过改进生产工艺、使用环保材料和 实施废弃物回收利用等措施，降低化 学与材料的环境影响。
化学与材料的安全性评价
安全性评价的必要性
详细描述
化学反应可以分成吸热和放热反应，它们伴随着能量的吸收或释放。能量转化 不仅包括热能、光能、电能等形式的能量转换，还涉及到键能、分子能等微观 层面的能量变化。
材料科学基础
02
材料分类与性质
01
金属材料
金属材料是指以金属元素或以金属元素为主构成的具有 金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化 合物和特种金属材料等。
03
02
无机非金属材料
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化 物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐 、硼酸盐等物质组成的材料。
高分子合成材料
高分子合成材料是由相对分子质量较高的化合物构成的 材料。
金属材料
钢铁
钢铁是铁与碳、硅、锰、磷、硫等元素组成的合金，是目前世界上用量最大、最 为重要的金属材料。
确保化学与材料在使用过程中对人类健康和 环境安全无害。
安全性评价的方法
通过实验室测试、动物实验和临床试验等方 法，对化学与材料进行全面的安全性评价。
新材料的未来展望
总结词
随着科技的不断进步，新材料的未来展 望充满了无限可能。
VS
详细描述
未来新材料的发展将更加注重环保、可持 续发展和智能化。例如，新型绿色材料将 有助于解决能源危机和环境污染问题；智 能材料将在机器人、医疗等领域发挥重要 作用；而复合材料则有望在航空航天、汽 车等领域得到广泛应用。
05 化学与材料的安全与环保
化学与材料的环境影响
化学与材料的环境影境产生负面影响，如空 气、水和土壤污染。
减少环境影响的措施
通过改进生产工艺、使用环保材料和 实施废弃物回收利用等措施，降低化 学与材料的环境影响。
化学与材料的安全性评价
安全性评价的必要性
详细描述
化学反应可以分成吸热和放热反应，它们伴随着能量的吸收或释放。能量转化 不仅包括热能、光能、电能等形式的能量转换，还涉及到键能、分子能等微观 层面的能量变化。
材料科学基础
02
材料分类与性质
01
金属材料
金属材料是指以金属元素或以金属元素为主构成的具有 金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化 合物和特种金属材料等。
03
02
无机非金属材料
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化 物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐 、硼酸盐等物质组成的材料。
高分子合成材料
高分子合成材料是由相对分子质量较高的化合物构成的 材料。
金属材料
钢铁
钢铁是铁与碳、硅、锰、磷、硫等元素组成的合金，是目前世界上用量最大、最 为重要的金属材料。
确保化学与材料在使用过程中对人类健康和 环境安全无害。
安全性评价的方法
通过实验室测试、动物实验和临床试验等方 法，对化学与材料进行全面的安全性评价。
化学材料培训PPT课件
布、稻草等。 第三类是合成吸收物。
2.泄漏处理的10个步骤：
远离泄漏现场. 确认发生了什么情况. 寻求帮助.可以通过电话、报警器等寻求帮助。 密闭出事区域并警告他人。 查看受伤情况. 识别危害物,即识别是何种性质的泄漏. 制定行动计划. 得到适当的工具及用品. 围堵泄漏物. 清理泄漏物.
使用时：首先要佩戴好口罩、橡胶手套、眼罩、等防护用 品，并打开排气扇，然后在机器上缓慢加入氨水，然后扭 紧瓶盖，再开机工作。如不需加氨水，直接佩戴防护用品， 打开排气扇，即可工作。
紧急情况处理：
a、皮肤触及,脱去污染衣服,用清水冲洗污染处皮肤
b、眼睛接触立即用清水冲洗并就医
c、人如吸入，喝蛋清或牛奶，并立即就医
防护措施：口罩、橡胶手套、眼罩、围裙等防护用品。 （不需要任何呼吸保护，如果有可能形成释放有害分解产 物，则应佩戴呼吸器．）
灭火方法:用干粉、二氧化碳灭火器、砂土等灭火。
防泄漏措施：砂土．
使用时:首先要佩戴好口罩、橡皮手套、眼罩、围裙等防护用品，然后将 适量的显影液及其补充液倒于冲片机的显影缸里，盖好扭紧药液存灌瓶 的瓶盖，盖好扭紧药液存灌瓶盖，盖好机器，进行开机工作，最后脱下 防护用品并放置好，保养时，一样要佩戴好各防护用品，用清水彻底清 洗干净显影缸，再清洗好各用具．平时工作时，如不需添加药液，不用 佩戴任何防护用具．
3.危险化学品按中华人民共和国国家标准
GB6944-86«危险货物分类与品名编号»规定的分类可分为: 爆炸品、压缩气体和液化液体、易燃液体、易燃固体、自 燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品、 放射性物品、腐蚀品和杂类九大类。
二、化学品危害预防与控制的基本原则
作业场所化学品危害预防与控制的基本原 则一般包括两个方面：操作控制和管理控 制。
2.泄漏处理的10个步骤：
远离泄漏现场. 确认发生了什么情况. 寻求帮助.可以通过电话、报警器等寻求帮助。 密闭出事区域并警告他人。 查看受伤情况. 识别危害物,即识别是何种性质的泄漏. 制定行动计划. 得到适当的工具及用品. 围堵泄漏物. 清理泄漏物.
使用时：首先要佩戴好口罩、橡胶手套、眼罩、等防护用 品，并打开排气扇，然后在机器上缓慢加入氨水，然后扭 紧瓶盖，再开机工作。如不需加氨水，直接佩戴防护用品， 打开排气扇，即可工作。
紧急情况处理：
a、皮肤触及,脱去污染衣服,用清水冲洗污染处皮肤
b、眼睛接触立即用清水冲洗并就医
c、人如吸入，喝蛋清或牛奶，并立即就医
防护措施：口罩、橡胶手套、眼罩、围裙等防护用品。 （不需要任何呼吸保护，如果有可能形成释放有害分解产 物，则应佩戴呼吸器．）
灭火方法:用干粉、二氧化碳灭火器、砂土等灭火。
防泄漏措施：砂土．
使用时:首先要佩戴好口罩、橡皮手套、眼罩、围裙等防护用品，然后将 适量的显影液及其补充液倒于冲片机的显影缸里，盖好扭紧药液存灌瓶 的瓶盖，盖好扭紧药液存灌瓶盖，盖好机器，进行开机工作，最后脱下 防护用品并放置好，保养时，一样要佩戴好各防护用品，用清水彻底清 洗干净显影缸，再清洗好各用具．平时工作时，如不需添加药液，不用 佩戴任何防护用具．
3.危险化学品按中华人民共和国国家标准
GB6944-86«危险货物分类与品名编号»规定的分类可分为: 爆炸品、压缩气体和液化液体、易燃液体、易燃固体、自 燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品、 放射性物品、腐蚀品和杂类九大类。
二、化学品危害预防与控制的基本原则
作业场所化学品危害预防与控制的基本原 则一般包括两个方面：操作控制和管理控 制。
《化学与材料》课件
原子结构与周期表
探索元素的组成，了解周 期表的排列与元素特性。
材料的分类与特性
1
金属材料
探索金属材料的特性、制备方法和应用领域。
2
聚合物材料
了解聚合物材料的结构、性质和广泛应用。
3
陶瓷材料ห้องสมุดไป่ตู้
深入了解陶瓷材料的组成、特性和在不同领域的应用。
化学与材料的应用
能源
探索化学和材料在能源领域的 应用，如太阳能电池板和燃料 电池。
医学
了解化学和材料在医学研究和 临床应用中的重要性。
电子
揭示现代电子领域中化学和材 料的关键作用。
实验室技巧与安全措施
1 实验操作技巧
2 实验安全
3 废物处理
学习实验室中常用的基 本技巧和操作步骤。
重要的实验室安全措施 和个人防护装备。
正确处理实验室废物和 危险物质，保护环境和 个人安全。
案例研究
最后，鼓励大家继续学习 和探索化学与材料的奥秘。
高温超导材料
探索高温超导材料的研究进 展和潜在应用。
纳米材料
了解纳米材料的特性和其应 用领域的创新可能性。
有机合成
深入了解有机合成反应和其 在药物合成中的应用。
总结与展望
化学和材料的重要性
总结化学和材料在现代社 会中的重要性和广泛应用。
未来发展趋势
展望化学和材料领域的未 来发展趋势和创新方向。
鼓励学习与进一步探 索
《化学与材料》PPT课件
欢迎大家来到《化学与材料》PPT课件！在这个课件中，我们将探索化学的基 础概念，材料的分类与特性，化学与材料的应用，实验室技巧与安全措施， 案例研究，以及总结与展望。
化学的基础概念
原子与分子
《材料科学中的化学》课件
2 纳米材料
了解纳米材料的独特特性 和在电子、医疗和能源领 域的前沿应用。
3 可持续发展材料
研究可降解材料和再生材 料的发展，以实现环境友 好和可持续发展目标。
结论
化学是材料科学的核心。材料科学的发展对人类社会意义重大，推动着技术 的进步和社会的繁荣。
《材料科学中的化学》PPT课件
# 材料科学中的化学 ## 介绍 - 什么是材料科学 - 化学在材料科学中期表 对于理解材料科学中的化学 性质至关重要。
化学键与材料性质的关 系
探索不同化学键类型如何影 响材料的物理和化学性质以 及其应用。
化学反应与材料合成过 程
研究化学反应在材料合成过 程中的重要性，以及如何控 制和优化合成过程。
材料分析技术
X射线衍射和散射
了解使用X射线衍射和散射技术 来分析材料的结晶结构和晶体 性质。
傅里叶变换红外光谱 仪
使用傅里叶变换红外光谱仪来 探索材料的化学成分和分子结 构。
扫描电子显微镜和透 射电子显微镜
利用扫描电子显微镜和透射电 子显微镜技术来观察和分析材 料的形态和微观结构。
材料应用案例
金属材料
探索不同金属材料如钢铁和铝合 金在各种工业和建筑应用中的特 点和优势。
无机非金属材料
了解陶瓷和玻璃等无机非金属材 料在电子、陶瓷工艺和建筑领域 的广泛应用。
有机材料
研究高分子材料和天然以及人造 纤维等有机材料在纺织、塑料和 医疗行业中的应用。
材料科学的发展趋势
1 智能材料
探索具有独特响应和功能 的智能材料，如形状记忆 合金和光敏材料。
材料化学PPT课件
—— connected with function and, through that function, utilities.
Chapter1 Introduction
2
Distinguish between Chemicals and Materials
• Chemicals：the utility lies primarily in their consumption.
Chapter1 Introduction
4
材料的发展
材料的发现、发展和应用是人类文 明的标志。
Developme nt of
materials
材料的品种、质量和产量，是直接 衡量一个国家的科技和经济发展水 平的重要标志之一。
Chapter1 Introduction
5
早期：三个时代
① 陶器制作：粘土及其它添加物， 加热烧结成较硬实体；人类社会结构﹑ 生活形态的改变。
15
Cu Sn Pb Zn
第一个合金材料：铜锡合金（青铜）
含锡量1/6 —— 韧性好 —— 制造钟鼎
Allo y
含锡量2/5 —— 硬度高 —— 制造刀斧
结构与性能的关系
Chapter1 Introduction
16
Copper mirrors
中国古铜镜
Chapter1 Introduction
the Paleolithic
Period
Distinguish between the Paleolithic
Period and the Neolithic Age
the Neolithic Age
Chapter1 Introduction
材料化学PPT课件
硬质玻璃（硼硅）— 耐温、耐腐蚀、α小、耐较大温差； 瓷器皿（坩埚、瓷舟）— 化学稳定性好、价廉易得，易裂； 石英器皿— 工作温度1000C 左右，不易破裂； 金属容器（镍坩埚、铁坩埚） 铂器皿（铂坩埚）— 耐高温、导热好、化学性质稳定； 刚玉器皿— 耐高温、硬度大、耐腐蚀； 石墨器皿— 耐高温、强度大、耐腐蚀、导电好、α小、易加
工； 但耐氧化性差。 聚四氟乙烯— 化学稳定、热稳定性好。使用温度250C 。
11
5、低温的获得和控制 低温冷浴：
自来水冷浴（室温~12C 流动自来水；12C ~0 C 加入碎冰块）
冰-盐体系（盐溶解要吸热，适用0~ -25 C ） 非水冷浴—干冰、低沸点液体（液N2、液NH3） 相变冷浴： （表2.18）
2 研究结构与性能间的关系 例TiO2的光催化性能（金红石型、锐钛矿型）；
3 研制新型材料 例TiO2/CdS, TiO2/ZnS纳米核-壳材料；
4 研制特殊规格的材料 例 纳米材料（介孔颗粒，纳米丝，纳米棒等）。
8
四、材料制备条件 1、 原料 起始原料的选择：质量；成本 溶剂种类：水系 — 醇、醛、酮、醚 氨系 — 液氨、胺类、 溶剂提纯：无机溶剂 — 例水的蒸馏、离子交换 有机溶剂 — 除水（干燥）；
20
（2）名词解释
前驱体(precursor)：起始原料。例：金属醇盐、金属 盐的水溶液。
溶胶：纳米级固体颗粒（ 1~5nm）在液体介质中形 成的分散体系。 凝胶：溶胶失去部分介质液体的产物。 （半固态物质；固态粒子呈连续网络）
21
（3）S-G法的基本原理 1）前驱体 + 溶剂 → 溶液； 2）水解（醇解）反应 → 溶胶； 3）溶胶干燥 → 凝胶。 ∴应称 S-S-G 法。
工； 但耐氧化性差。 聚四氟乙烯— 化学稳定、热稳定性好。使用温度250C 。
11
5、低温的获得和控制 低温冷浴：
自来水冷浴（室温~12C 流动自来水；12C ~0 C 加入碎冰块）
冰-盐体系（盐溶解要吸热，适用0~ -25 C ） 非水冷浴—干冰、低沸点液体（液N2、液NH3） 相变冷浴： （表2.18）
2 研究结构与性能间的关系 例TiO2的光催化性能（金红石型、锐钛矿型）；
3 研制新型材料 例TiO2/CdS, TiO2/ZnS纳米核-壳材料；
4 研制特殊规格的材料 例 纳米材料（介孔颗粒，纳米丝，纳米棒等）。
8
四、材料制备条件 1、 原料 起始原料的选择：质量；成本 溶剂种类：水系 — 醇、醛、酮、醚 氨系 — 液氨、胺类、 溶剂提纯：无机溶剂 — 例水的蒸馏、离子交换 有机溶剂 — 除水（干燥）；
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（2）名词解释
前驱体(precursor)：起始原料。例：金属醇盐、金属 盐的水溶液。
溶胶：纳米级固体颗粒（ 1~5nm）在液体介质中形 成的分散体系。 凝胶：溶胶失去部分介质液体的产物。 （半固态物质；固态粒子呈连续网络）
21
（3）S-G法的基本原理 1）前驱体 + 溶剂 → 溶液； 2）水解（醇解）反应 → 溶胶； 3）溶胶干燥 → 凝胶。 ∴应称 S-S-G 法。
化学与新材料ppt课件
✓ 材料的使用效能是材料科学与工程所追求的最终目标、而 且在很大程度上代表这一学科的发展水平.
23.04.2021
最新版整理ppt
9
材料科学与工程是多学科交叉
23.04.2021
最新版整理ppt
10
材料的选择( materials selection)
三个重要标准 性质
机械性能 + 物理性能
失效性
高密度
可塑性形变, 加工成各种复杂形状.
高延展性,决定了具有高冲击和断裂韧性.
23.04.2021
最新版整理ppt
14
合金的基本结构类型 (alloys)
P291~297
合金是由两种或两种以上的金属元素(或金属与非金属 元素)组成, 具有金属特征和更优异性能与使用效能的 材料. 包括三种结构类型.
▪ 提高钢铁耐热性的途径: ✓ 设法提高金属键的强度. 金属键的强度与原子中成单电子 数有关, 所以与Cr,Mo,W等形成合金可提高耐热性. ✓ 加入可形成耐高温化合物如碳化物的金属, 形成合金.
23.04.2021
最新版整理ppt
20
低熔点合金( low melting alloy)
▪ 低熔点合金是指由低熔点金属Hg, Sn, Pb和Bi形成的合金. ✓ Wood合金: 组成为: 质量分数50%Bi-25%Pb-13%Sn12%Cd, 熔点仅71℃, 应用于自动灭火设备, 锅炉安全 装置以及信号仪表等. ✓ 焊锡: 组成为质量分数37%Pb-63%Sn, 熔点183℃. ✓ 液 体 合 金 : 组 成 质 量 分 数 77.2%K-22.8%Na, 熔 点 -12.3℃, 应用于原子能反应堆的冷却剂.
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9
材料科学与工程是多学科交叉
23.04.2021
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材料的选择( materials selection)
三个重要标准 性质
机械性能 + 物理性能
失效性
高密度
可塑性形变, 加工成各种复杂形状.
高延展性,决定了具有高冲击和断裂韧性.
23.04.2021
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合金的基本结构类型 (alloys)
P291~297
合金是由两种或两种以上的金属元素(或金属与非金属 元素)组成, 具有金属特征和更优异性能与使用效能的 材料. 包括三种结构类型.
▪ 提高钢铁耐热性的途径: ✓ 设法提高金属键的强度. 金属键的强度与原子中成单电子 数有关, 所以与Cr,Mo,W等形成合金可提高耐热性. ✓ 加入可形成耐高温化合物如碳化物的金属, 形成合金.
23.04.2021
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20
低熔点合金( low melting alloy)
▪ 低熔点合金是指由低熔点金属Hg, Sn, Pb和Bi形成的合金. ✓ Wood合金: 组成为: 质量分数50%Bi-25%Pb-13%Sn12%Cd, 熔点仅71℃, 应用于自动灭火设备, 锅炉安全 装置以及信号仪表等. ✓ 焊锡: 组成为质量分数37%Pb-63%Sn, 熔点183℃. ✓ 液 体 合 金 : 组 成 质 量 分 数 77.2%K-22.8%Na, 熔 点 -12.3℃, 应用于原子能反应堆的冷却剂.
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15
6.2 单质的化学性质
➢ 单质的化学性质通常表现为氧化还原性 ➢ 金属单质最突出的性质是它们容易失去电子而 表现出还原性 ➢ 非金属单质的特征是化学反应中能获得电子而 表现出氧化性，但不少非金属单质有时也能表现 出还原性。
16
6.2.1 金属单质的还原性
思考1：金属单质的还原性主要因素 从结构因素考虑，主要与元素的核电荷数、原 子半径和最外层电子数有关。 思考2：金属单质的还原性主要体现的反应
过氧化物和超氧化物都是固体储氧物质，它们与 水反应会放出氧气，又可吸收CO2并产生O2气， 所以较易制备的KO2常用于急救器或装在防毒面 具中:
2Na2O2(s) + 2CO2(g) = 2Na2CO3(s) + O2(g)
4KO2(s) + 2H2O(g) = 3O2(g) + 4KOH(s)
4KO2(s) + 2CO2(g) = 2K2CO3 + 3O2(g)
Sn 原子,金属
Pb 金属
Sb 分子,层状
Bi 层状,近金属
Te 链状
Po 金属
I2 分子
At
0 He 分子 Ne 分子
Ar 分子
Kr 分子
Xe 分子
Rn 分子
9
5 非金属单质的晶体结构
金属晶体
图6.2 非金属单质的分子和晶体结构示意图
10
C60的发现
1996年 Kroto, Smalley及
Curl三位教授因首先发现
金刚石
石墨
C60
图6.5 碳的同素异形体
12
足球烯用途
• 用大功率的激光束轰击石墨使其汽化，用 1MPa压力的氦气产生超声波，使被激光束 汽化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨 胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得 到了C60。
• “足球烯”本身更有着无数优异的性质， 它本身是半导体，掺杂后可变成临界温度 很高的超导体，由它所衍生出来的碳微管 比相同直径的金属强度高100万倍。
2
目录
6.1 单质的物理性质 6.2 单质的化学性质 6.3 无机化合物的物理性质 6.4 无机化合物的化学性质 6.5 配位化合物 6.6 无机材料
3
6.1 单质的物理性质
在目前发现的112种元素中，单质的存在状 态各异，有气态、液态和固态三种。
单质的物理性质与它们的原子结构或晶体结 构有关。由于原子结构或晶体结构具有一定 的规律性，因此单质的物理性质也有一定的 规律性。
6第 章
化学与材料
1
本章学习要求
❖ 联系物质结构基础知识,了解单质和某些化合物的熔点、 硬度以及导电性等物理性质的一般规律。
❖ 联系化学热力学基础知识,了解单质氧化还原性的一般规 律。 ❖ 联系周期系和电极电势,明确某些化合物的氧化还原性和 酸碱性等化学性质的一般规律。 ❖了解配合物的组成、命名。了解配合物价键理论的基本 要点以及配合物的某些应用。 ❖ 了解重要金属、金属材料、无机非金属材料及纳米材料 的特性及应用。
C60而荣获瑞典皇家科学院 颁发的诺贝尔化学奖。
图6.3 C60结构图
H. W. 克鲁托
R. E. 史沫莱
R. F. 柯尔
Harold W. Kroto Richard E. Smalley Robert F. Curl
图6.4 发现C60的三位科学家
11
碳的同素异形体
碳的同素异形体
金刚石：sp3 网格状 硬度大 石墨：sp2 片层状 润滑性、导电性 C60：类sp2 球烯 多种优异性能
13
1 单质的导电性 金属能三维导电，是电的良导体；许多非金属单 质不能导电，是绝缘体；介于导体与绝缘体之间 的是半导体，例如Si、 Ge等。
思考：单质中最好的导体是什么？ Ag、Cu、Au、Al等是最好的导电材料。 金属的纯度以及温度等因素对金属的导电性能影响相当 重要。
14
1 单质的电导率
表6.5 单质的电导率(MS·m-1)
➢ 金属与氧的作用 ➢ 金属置换H的能力
17
温度对单质活泼性的影响*
rGm (T) ≈ r Hm (298.15K) T . r Sm (298.15K)
化学热力学计算结果表明：在873K的高温 时，单质与氧气结合的能力由强到弱的顺序 大致为： Ca、Mg、Al、Ti、Si、Mn、Na、Cr、Zn、 Fe、H2、C、Co、Ni、Cu 这一顺序与常温时单质的活泼性递变情况并 不完全一致。
即：高熔点、高硬度单质集中在中部，其两侧较低。
5
1 单质的熔点
表6.1 单质的熔点 (°C)
6
2 单质的沸点
表6.2 单质的沸点(°C)
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 单质的硬度
表6.3 单质的硬度(莫氏)
8
4 主族元素的晶体类型
IA H2 分子 Li 金属
Na 金属
K 金属
Rb 金属
Cs 金属
IIA
Be 金属
Mg 金属 Ca 金属
表6.4 主族元素的晶体类型
IIIA
IVA
VA
VIA
B 近原子
Al 金属
C 金刚石,原子 石墨,层状
Si 原子
Ga 金属
Ge 原子
N2 分子
P 分子,层状
As 分子,层状
O2 分子
S 分子,链状
Se 分子,链状
VIIA H2 分子 F2 分子
Cl2 分子
Br2 分子
Sr 金属
Ba 金属
In 金属
Tl 金属
4
6.1.1 熔点、沸点和硬度
单质的熔点、沸点和硬度概述
单质的熔点、沸点和硬度一般具有相同的变化趋势，即 熔点高的单质其沸点一般也高，硬度也较大。
➢ 第2、3周期元素的单质 从左到右，逐渐升高，IVA最高，随后降低； ➢ 第4、5、6周期元素的单质 从左到右，逐渐升高，VIB最高，随后总趋势是逐渐降 低。
温度会影响金属与氧气反应的产物。
对于氧化值可变的金属来说，高温下生 成低氧化值的金属氧化物的倾向较大，而常 温下生成高氧化值的金属氧化物的倾向较大。 例如，铁在高温下以生成FeO为主,常温时则 以Fe2O3为主。
rGm (T)与T 的关系图
18
金属与氧的作用
s区金属与空气作用生成正常的氧化物，也生成部分 过氧化物(Li、Be、Mg除外)。在纯氧气中生成过氧 化物，K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba等在过量的氧气中 燃烧可以生成超氧化物。
19
续
p区金属元素中只有Al比较活泼，能在空气中与氧反 应，但生成致密的氧化膜。 d区元素也比较不活泼，第四周期元素除Cu外可以与 氧反应，但Cr、Zn也形成致密的氧化膜。
副族元素与氧反应的活泼性递变规律同主族元素的不同
同一周期：活泼性递变规律基本一致，但副族元素的变化很 小，性质比较类似。
6.2 单质的化学性质
➢ 单质的化学性质通常表现为氧化还原性 ➢ 金属单质最突出的性质是它们容易失去电子而 表现出还原性 ➢ 非金属单质的特征是化学反应中能获得电子而 表现出氧化性，但不少非金属单质有时也能表现 出还原性。
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6.2.1 金属单质的还原性
思考1：金属单质的还原性主要因素 从结构因素考虑，主要与元素的核电荷数、原 子半径和最外层电子数有关。 思考2：金属单质的还原性主要体现的反应
过氧化物和超氧化物都是固体储氧物质，它们与 水反应会放出氧气，又可吸收CO2并产生O2气， 所以较易制备的KO2常用于急救器或装在防毒面 具中:
2Na2O2(s) + 2CO2(g) = 2Na2CO3(s) + O2(g)
4KO2(s) + 2H2O(g) = 3O2(g) + 4KOH(s)
4KO2(s) + 2CO2(g) = 2K2CO3 + 3O2(g)
Sn 原子,金属
Pb 金属
Sb 分子,层状
Bi 层状,近金属
Te 链状
Po 金属
I2 分子
At
0 He 分子 Ne 分子
Ar 分子
Kr 分子
Xe 分子
Rn 分子
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5 非金属单质的晶体结构
金属晶体
图6.2 非金属单质的分子和晶体结构示意图
10
C60的发现
1996年 Kroto, Smalley及
Curl三位教授因首先发现
金刚石
石墨
C60
图6.5 碳的同素异形体
12
足球烯用途
• 用大功率的激光束轰击石墨使其汽化，用 1MPa压力的氦气产生超声波，使被激光束 汽化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨 胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得 到了C60。
• “足球烯”本身更有着无数优异的性质， 它本身是半导体，掺杂后可变成临界温度 很高的超导体，由它所衍生出来的碳微管 比相同直径的金属强度高100万倍。
2
目录
6.1 单质的物理性质 6.2 单质的化学性质 6.3 无机化合物的物理性质 6.4 无机化合物的化学性质 6.5 配位化合物 6.6 无机材料
3
6.1 单质的物理性质
在目前发现的112种元素中，单质的存在状 态各异，有气态、液态和固态三种。
单质的物理性质与它们的原子结构或晶体结 构有关。由于原子结构或晶体结构具有一定 的规律性，因此单质的物理性质也有一定的 规律性。
6第 章
化学与材料
1
本章学习要求
❖ 联系物质结构基础知识,了解单质和某些化合物的熔点、 硬度以及导电性等物理性质的一般规律。
❖ 联系化学热力学基础知识,了解单质氧化还原性的一般规 律。 ❖ 联系周期系和电极电势,明确某些化合物的氧化还原性和 酸碱性等化学性质的一般规律。 ❖了解配合物的组成、命名。了解配合物价键理论的基本 要点以及配合物的某些应用。 ❖ 了解重要金属、金属材料、无机非金属材料及纳米材料 的特性及应用。
C60而荣获瑞典皇家科学院 颁发的诺贝尔化学奖。
图6.3 C60结构图
H. W. 克鲁托
R. E. 史沫莱
R. F. 柯尔
Harold W. Kroto Richard E. Smalley Robert F. Curl
图6.4 发现C60的三位科学家
11
碳的同素异形体
碳的同素异形体
金刚石：sp3 网格状 硬度大 石墨：sp2 片层状 润滑性、导电性 C60：类sp2 球烯 多种优异性能
13
1 单质的导电性 金属能三维导电，是电的良导体；许多非金属单 质不能导电，是绝缘体；介于导体与绝缘体之间 的是半导体，例如Si、 Ge等。
思考：单质中最好的导体是什么？ Ag、Cu、Au、Al等是最好的导电材料。 金属的纯度以及温度等因素对金属的导电性能影响相当 重要。
14
1 单质的电导率
表6.5 单质的电导率(MS·m-1)
➢ 金属与氧的作用 ➢ 金属置换H的能力
17
温度对单质活泼性的影响*
rGm (T) ≈ r Hm (298.15K) T . r Sm (298.15K)
化学热力学计算结果表明：在873K的高温 时，单质与氧气结合的能力由强到弱的顺序 大致为： Ca、Mg、Al、Ti、Si、Mn、Na、Cr、Zn、 Fe、H2、C、Co、Ni、Cu 这一顺序与常温时单质的活泼性递变情况并 不完全一致。
即：高熔点、高硬度单质集中在中部，其两侧较低。
5
1 单质的熔点
表6.1 单质的熔点 (°C)
6
2 单质的沸点
表6.2 单质的沸点(°C)
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 单质的硬度
表6.3 单质的硬度(莫氏)
8
4 主族元素的晶体类型
IA H2 分子 Li 金属
Na 金属
K 金属
Rb 金属
Cs 金属
IIA
Be 金属
Mg 金属 Ca 金属
表6.4 主族元素的晶体类型
IIIA
IVA
VA
VIA
B 近原子
Al 金属
C 金刚石,原子 石墨,层状
Si 原子
Ga 金属
Ge 原子
N2 分子
P 分子,层状
As 分子,层状
O2 分子
S 分子,链状
Se 分子,链状
VIIA H2 分子 F2 分子
Cl2 分子
Br2 分子
Sr 金属
Ba 金属
In 金属
Tl 金属
4
6.1.1 熔点、沸点和硬度
单质的熔点、沸点和硬度概述
单质的熔点、沸点和硬度一般具有相同的变化趋势，即 熔点高的单质其沸点一般也高，硬度也较大。
➢ 第2、3周期元素的单质 从左到右，逐渐升高，IVA最高，随后降低； ➢ 第4、5、6周期元素的单质 从左到右，逐渐升高，VIB最高，随后总趋势是逐渐降 低。
温度会影响金属与氧气反应的产物。
对于氧化值可变的金属来说，高温下生 成低氧化值的金属氧化物的倾向较大，而常 温下生成高氧化值的金属氧化物的倾向较大。 例如，铁在高温下以生成FeO为主,常温时则 以Fe2O3为主。
rGm (T)与T 的关系图
18
金属与氧的作用
s区金属与空气作用生成正常的氧化物，也生成部分 过氧化物(Li、Be、Mg除外)。在纯氧气中生成过氧 化物，K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba等在过量的氧气中 燃烧可以生成超氧化物。
19
续
p区金属元素中只有Al比较活泼，能在空气中与氧反 应，但生成致密的氧化膜。 d区元素也比较不活泼，第四周期元素除Cu外可以与 氧反应，但Cr、Zn也形成致密的氧化膜。
副族元素与氧反应的活泼性递变规律同主族元素的不同
同一周期：活泼性递变规律基本一致，但副族元素的变化很 小，性质比较类似。