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高中化学 4.1 材料的加工处理教学课件2 苏教版选修2.

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高中化学4.1材料的加工处理学案2苏教版选修2

高中化学4.1材料的加工处理学案2苏教版选修2

4.1 材料的加工处理4.1.2 腐蚀加工技术学习目标：1．讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。

2．理解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。

情感目标：通过对腐蚀加工技术的学习，培养学生学习化学的兴趣。

学习重点难点：腐蚀加工技术的原理学习过程：【问题】1．写出硅在周期表中的位置，电子排布式。

用方程式表示硅的化学性质，指出其用途有哪些？2．指出二氧化硅的晶体结构？用方程式表示二氧化硅性质和用途有哪些？3．写出工业制取玻璃的反应的4．铁在周期表中的位置，用方程式表示铁的性质，指出不同价态铁的转化条件。

一、思考下面问题：1．玻璃的成分2．氢氟酸的制取反应：3．氟化钠溶液中微粒的种类：二、腐蚀加工技术1、腐蚀加工的目的：2、氢氟酸蚀刻玻璃反应原理：刻蚀玻璃的方法：3、三氯化铁溶液腐蚀敷铜板制作印刷电路反应原理：电路板的制作练习：1．某溶液中有Fe3+、Mg2+、Fe2+、Al3+四种阳离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（）A、Fe3+B、Mg2+C、Fe2+D、Al3+2．铁片投入下列溶液，金属片质量减小，但无气体产生的是（）A、冷浓HNO3B、Cu(NO3)2溶液C、稀硫酸D、Fe(NO3)3溶液3．制备FeSO4最适宜的方法是（）A、过量的铁与稀硫酸反应B、FeO与稀H2SO4反应C、FeCO3与稀H2SO4反应D、Fe(OH)2与稀H2SO4反应4．只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开，该试剂是（）A、BaCl2溶液B、FeCl2溶液C、FeCl3溶液D、Fe(NO3)3溶液5．下列物质能利用金属与非金属反应直接制得的是（）A、CuCl2B、FeCl2C、CuSD、FeI36．将1.12g铁粉加入25mL 2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（）A、铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl-浓度基本不变B、往溶液中滴入无色KSCN溶液，显无色C、Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1D、氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶57．分别向下列物质的水溶液中加入过量的过氧化钠固体，出现沉淀后，再加入过量盐酸，沉淀不消失的是（）A、(NH4)2SB、FeCl2C、Ba(HCO3)2D、KAl(SO4)28．某人设想利用①3FeCl2+4H2O Fe3O4+6HCl+H2；②Fe3O4+ Cl2+6HCl 3FeCl3+3H2O+ O2；③3FeCl33FeCl2+ Cl2这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是（）A、O2B、Cl2C、HClD、H29．在较高浓度的Fe3+溶液中，下列离子能与Fe3+大量共存的是（）A、H+、SO42-B、AlO2-、CO32-C、HS-、S2-D、OH-、NO3-10．向200mL 0.1mol·L-1的Fe(NO3)2溶液中加入适量NaOH，使Fe2+恰好完全沉淀，小心加热此混合物，直至水分蒸干，然后灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为（）A、4.36gB、5.54gC、5.2gD、5.0g11.氢氟酸有强烈的腐蚀性、能雕刻玻璃。

专题4《材料加工与性能优化》(苏教版选修2)1

专题4《材料加工与性能优化》(苏教版选修2)1

专题4 材料加工与性能优化
发蓝钢带
阳极氧化概述
• 铝阳极氧化技术是用铝金属制件作阳极,在电解作 用下铝金属制件表面形成氧化物薄膜的过程。 • 初期应用
– 表面改性——耐磨性、耐蚀性、电气绝缘性,表面色泽 美观。
• 近期应用
– 精密分离膜：耐热、可调孔径、规整 – AAO模板：制作纳米功能材料
应用
第二单元 材料组成的优化
1、你知道哪些合金，合金与纯金属比起来有 什么特点？ 2、什么是贮氢合金？以及它是如何用来贮存 氢气的？
3、什么是硅酸盐材料？
4、特种陶瓷和传统陶瓷相比有哪些优点？ 5、高纯硅是如何被生产出来的？ 6、什么是纳米材料？
第三单元 复合材料的制造
1、什么是复合材料？你知道哪些复合材料？ 2、为什么人类要制造复合材料？
二、铝的阳极氧化过程
• 装饰材料的制备过程：
表面 处理
12. 中国阳极氧化与染色网 /home1.htm
1、表面处理
• 铝材及制品的表面上都会不同程度地存在 着污垢和缺陷。 • 处理过程包括：
– 脱脂 ：除去表面油污赃物 – 碱蚀 ：进一步清理表面附着的油污赃物；清除 制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤 – 中和 : 用酸清洗 , 除去挂灰和残留碱液，以露出 光亮基本金属表面
2、阳极氧化处理
• 以铝及其合金作为阳 极，选择合适的电解 液、阳极化温度、电 流密度和氧化时间进 行阳极氧化，从而得 到所需的氧化铝膜
3、染色处理
• 一般阳极氧化膜的孔隙直 径 为 0.01-0.03μm ， 而 染 料 在水中分离成单分子，直 径 为 0.0015-0.0030μm ， 着 色时染料被吸附在孔隙表 面上并向孔内扩散、堆积 • 染料与氧化铝进行离子键、 氢键结合而使膜层着色， 经封孔处理，染料被固定 在孔隙内。
高中化学 4.1 材料的加工处理教案2 苏教版选修2

高中化学 4.1 材料的加工处理教案2 苏教版选修2

4.1 材料的加工处理4.1.2 腐蚀加工技术教学目标：1．讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。

2．理解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。

情感目标：通过对腐蚀加工技术的学习，使学生感到化学就在身边，化学很有用，从而进一步培养学生学习化学的兴趣。

教学重点难点：腐蚀加工技术的原理。

教学方法：实验探究教学过程：[复习提问]1．写出硅在周期表中的位置，电子排布式。

用方程式表示硅的化学性质，指出其用途有哪些？2．指出二氧化硅的晶体结构？用方程式表示二氧化硅性质和用途有哪些？3．写出工业制取玻璃的反应的4．铁在周期表中的位置，用方程式表示铁的性质，指出不同价态铁的转化条件。

[新课]一、思考下面问题：1．玻璃的成分2．氢氟酸的制取反应：3．氟化钠溶液中微粒的种类：二、腐蚀加工技术1、腐蚀加工的目的：2、氢氟酸蚀刻玻璃反应原理：刻蚀玻璃的方法：3、三氯化铁溶液腐蚀敷铜板制作印刷电路反应原理：电路板的制作练习：1．某溶液中有Fe3+、Mg2+、Fe2+、Al3+四种阳离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（）A、Fe3+B、Mg2+C、Fe2+D、Al3+2．铁片投入下列溶液，金属片质量减小，但无气体产生的是（）A、冷浓HNO3B、Cu(NO3)2溶液C、稀硫酸D、Fe(NO3)3溶液3．制备FeSO4最适宜的方法是（）A、过量的铁与稀硫酸反应B、FeO与稀H2SO4反应C、FeCO3与稀H2SO4反应D、Fe(OH)2与稀H2SO4反应4．只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开，该试剂是（）A、BaCl2溶液B、FeCl2溶液C、FeCl3溶液D、Fe(NO3)3溶液5．下列物质能利用金属与非金属反应直接制得的是（）A、CuCl2B、FeCl2C、CuSD、FeI36．将1.12g铁粉加入25mL 2mol/L的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是（）A、铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl-浓度基本不变B、往溶液中滴入无色KSCN溶液，显无色C、Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1D、氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶57．分别向下列物质的水溶液中加入过量的过氧化钠固体，出现沉淀后，再加入过量盐酸，沉淀不消失的是（）A、(NH4)2SB、FeCl2C、Ba(HCO3)2D、KAl(SO4)28．某人设想利用①3FeCl2+4H2O Fe3O4+6HCl+H2；②Fe3O4+ Cl2+6HCl 3FeCl3+3H2O+ O2；③3FeCl33FeCl2+ Cl2这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是（）A、O2B、Cl2C、HClD、H29．在较高浓度的Fe3+溶液中，下列离子能与Fe3+大量共存的是（）A、H+、SO42-B、AlO2-、CO32-C、HS-、S2-D、OH-、NO3-10．向200mL 0.1mol·L-1的Fe(NO3)2溶液中加入适量NaOH，使Fe2+恰好完全沉淀，小心加热此混合物，直至水分蒸干，然后灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为（）A、4.36gB、5.54gC、5.2gD、5.0g11.氢氟酸有强烈的腐蚀性、能雕刻玻璃。

2020-2021年高中化学 《化学与技术》4.1《材料的加工处理》精编教案 苏教版选修

2020-2021年高中化学 《化学与技术》4.1《材料的加工处理》精编教案 苏教版选修

2019-2020年高中化学《化学与技术》4.1《材料的加工处理》精编教案苏教版选修2一、课程标准2讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。

3举例说明金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。

4举例说明用化学方法进行金属材料表面处理的原理。

5收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料，认识新材料的发展方向。

[活动与探究建议]3就近参观金属材料、无机非金属材料或高分子材料的生产、加工企业（或者观看有关影像），收集有关资料，撰写有关科学小品。

4查阅资料：制造芯片的硅晶体的生产原理和基本过程。

5实验：电路板的化学刻蚀。

6观看影像或参观：金属的电镀等。

7实验：用淀粉自制吸水材料，并进行模拟保水试验。

二、教学内容增减建议3建议补充电解精炼和电化学的有关计算，复习络合物的组成4对钢材的发蓝处理进行介绍，使学生了解有关反应，从平衡角度讨论酸碱环境。

5对复合材料的制造结合新科技、新技术进行简单介绍三、课时安排建议第一单元材料的加工处理1课时第二单元材料组成的优化1课时第三单元复合材料1课时第一单元材料的加工处理（第一课时）[知识回顾1电解的原理是什么？如何确定阴阳极？金属的放电顺序是什么？在水溶液中可电镀哪些金属？2写出电解下列物质的反应方程式：NaCl CuSO4AgNO3CuCl2H2SO43如何进行电镀、电解精炼？[知识学习]一、金属的表面处理3铝的阳极氧化：看书P66-674铝的阳极氧化目的：5电极反应：阳极发生反应：6阴极发生反应：7同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解，其反应为：8氧化膜的后续处理9硫酸阳极氧化的药品、优点。

13电镀14电镀目的：。

15电镀条件及电极的选择：16实例：铜板上镀银17药品：18仪器及用品：烧杯、碳棒电极、两节1号干电池（或学生电源）装置19*钢铁为何进行发蓝处理20一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行发蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命。

高中化学专题四材料加工与性能优化专题归纳整合课件苏教版选修2

高中化学专题四材料加工与性能优化专题归纳整合课件苏教版选修2


层金属附着力强。 2．为什么可用氢氟酸蚀刻玻璃？ 提示 氢氟酸尽管属于弱酸，但腐蚀性很强，能与玻璃中的 SiO2反应，4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。
3．几种常见合金的比较 提示 合金 主要成分 重要特性 硬度较大，抗压 性强，韧性较差 硬度较大，韧性 较好，耐腐蚀性 强 密度小、强度 高，耐腐蚀性强 主要用途举例 制造曲轴、齿 轮、阀门等 制造医疗器械、 日常用具等 制造火箭、飞 机、汽车、轮船 等
一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，
又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的 形状也就随之改变。
具有这种形状记忆效应的合金，除镍钛合金外，还先后发现铜-
锌、金 - 镉、镍 - 铝等约 20 种合金系列、共 100 多种合金，其中
“记忆力”最好的是NT合金。 形状记忆合金的应用范围广泛，除了可用于温度控制装置、集 成电路线、汽车零件与机械零件外，由于其与生物体的相容 性好、耐腐蚀性强，还可用于骨折部位的固定、人造心脏零 件、牙齿矫正等医用材料。 由于NT合金成本昂贵，目前正研制廉价的铜系形状记忆合金。
白铜
武德合 金 焊锡 镧镍合 金
Cu、Ni
有良好的强度和塑 餐具 性、耐磨、耐腐蚀 保险丝
Pb、Sn、 熔点低 Bi、Cd Pb、Sn
熔点低，附着力较 焊接时使用的材料 强 室温下吸氢快且 高效、方便的储氢 多，稍加热又快速 材料 释放出氢
La、Ni
4.传统无机非金属材料与新型无机非金属材料对比
提示 材料 传统无机非金 属材料 特性 ①抗腐蚀、耐高温 ②质脆、经不起热冲 击 种类 普通水泥、普通玻 璃、黏土质陶瓷 高温结构陶瓷 新型无机非金 属材料 ①耐高温、高强度 ②具有电学特性 ③具有光学特性 ④具有生物功能 光导纤维
2012苏教版化学选修2化学与技术课件专题4第一单元材料的加工处理

2012苏教版化学选修2化学与技术课件专题4第一单元材料的加工处理

(3)HCO－ 3 ＋OH－===CO23－＋H2O
【点评】 本题是学科内综合试题，涉及的知识 点有电解原理，盐类水解，以及有关化合物的性 质等知识。
变式训练1 (2011年青岛调研)钢材厂家在生产钢 材之后对其表面进行处理，形成一层致密的氧化 物保护层，而使用厂家在对钢材进行加工使用前 往往要除去钢材表面的氧化物，其中一种常见的 方法是利用硫酸与钢材反应，除去氧化物并不是 因为氧化物与酸反应，而是由于氧化物里面的金 属铁与酸反应生成了氢气，使氧化物与金属分离 脱落。但是在实际生产中工人师傅有几个问题请 你帮助解决一下：
(2)铜片作阳极材料，铁钉作阴极材料，CuSO4溶 液作电镀液。
(3)接通直流电源，一段时间后，在铁钉上镀上了 均匀的一薄层金属Cu。 电极反应式： 阳极：Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 因此电镀液CuSO4溶液的浓度保持不变。
由此例可见，在电镀槽中，镀件作为阴极；阳极 可以采用镀层金属，利用离子阳极溶解提供镀层 金属离子，也可以采用惰性电极材料，镀层金属 离子则由电镀液提供；电镀液通常采用含有镀层 金属离子的盐溶液。电镀时，为了得到均匀、光 滑、致密的镀层，往往需要在电镀液中加入各种 助剂。
(1)铝件表面形成Al(OH)3的电极反应式是 _______________________________________。
(2)电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定 (不能太大，也不能太小)的原因是
________________________________________。
(3)用NaHCO3溶液作电解液，会减缓阴极区溶液 pH的增大，能说明这一原理的离子方程式为
请回答：
(1)使用氢氟酸要注意什么？ ________________________________________。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①SiO2与HF： ________________________________________； ②CaSiO3与HF： ________________________________________。
高中化学 4.1 材料的加工处理教学课件2 苏教版选修2

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2.氢氟酸蚀刻玻璃。 (1)氢氟酸。 氢氟酸是一种弱酸,是氟化氢的水溶液。氟化氢是无色气体,有毒,极易溶于 水,它的水溶液(或氢氟酸)能与玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅气体, 反应的方程式为 4HF+SiO2 SiF4↑+2H2O。 (2)蚀刻玻璃。 利用氢氟酸对玻璃的腐蚀作用可以将玻璃的一面腐蚀,使之变得不透明,制 成“毛玻璃”,也可利用这一方法在玻璃上雕刻花纹图案、制成工艺品。
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一二
2.铝的阳极氧化。 (1)铝及铝合金的阳极氧化,能使铝及铝合金的表面生成致密的氧化膜。 (2)铝的阳极氧化。 把铝片接到电源的正极,在稀硫酸中用直流电电解,铝片表面生成较厚的氧 化铝绝缘膜,这种方法叫做阳极氧化。经过抛光处理的铝制品,表面再经过 阳极氧化生成透明的阳极氧化膜,增强了铝制品的抗腐蚀和抗机械划伤能 力。阳极氧化膜中有微孔,在接近 100 ℃的水中,氧化膜发生水化,体积膨胀, 其中的微孔被挤紧堵塞。由于有孔层具有很强的吸附性能,在封孔处理前, 自自主主预预习习 IZIHZHUUYUYUXIXI
KK课课堂堂互互动动 EETTAANNGGHHUUDDOONNGG
SSU随IUUT随IIATT堂NAA堂GNN练GGL练ILLAII习NAA习XNNIXXII
一、金属的表面处理
1.材料加工处理的重要意义与方法。 (1)重要意义:应用化学原理和化学技术对材料进行加工,往往能收到其他加 工方法难以达到的效果。 (2)材料加工处理的方法。 要提高金属材料表面的耐腐蚀性能,可以用化学方法改变金属材料表面的 成分。例如,在足够高的温度下,在金属表面渗入某些其他元素;用电化学方 法或其他化学方法使金属表面生成一层具有防腐蚀性能的金属氧化物膜 或金属盐膜。
高中化学 专题四 材料加工与性能优化 4.2 材料组成的优化课件 苏教版选修2

高中化学 专题四 材料加工与性能优化 4.2 材料组成的优化课件 苏教版选修2


米材料被誉为“
”。
跨世纪的新材料
3．纳米材料的制造方法
高纯度的纳米颗粒是无法用通常的 因为机械粉碎法只能得到直径为
机械粉碎以法上的获粉得料的，，而
且在粉碎过程中易混入杂质。 1000nm
纳米材料可以通过
或
方法制得。化学方法主要
是利用化学反应使原子或分子 物理 化学
形成纳米颗粒。
聚集、沉淀
【慎思表1示】其Fe组3O成4？可表示为FeO·Fe2O3，那么硅酸盐如何用氧化物 提示 表示顺序为：活泼的金属氧化物·较活泼的金属氧化 物·二氧化硅·水。如高岭土：Al2(Si2O5)(OH)4可表示为： Al2O3·2SiO2·2H2O。 钢筋混凝土的成分是什么？
Na2SiO3 CaSiO3
SiO2
(2)几种玻璃的特性和用途
种类 普通玻璃 石英玻璃
光学玻璃
玻璃纤维 钢化玻璃 有色玻璃
特性
用途
在较高温度下易软化
窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等
膨胀系数小，耐酸碱，强度 大，滤光
化学仪器、高压水银灯、紫 外灯等的灯壳；光导纤维、 压电晶体等
透光性能好，有折光和色散 性
眼镜片、照相机、显微镜、 望远镜用的凹凸透镜等光学 仪器
第二单元 材料组成的优化
1．什么是合金？ 提示 金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合 物。
2．玻璃的原料、反应原理和成分？
提示 原料：纯碱、石灰石和石英 原理：Na2CO3＋SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2=高==温==CaSiO3＋CO2↑ 3．我国“文房四宝”中墨是由什么制成的 成提分示：N“a文2S房iO四3、宝C”aS是iO指3、笔S、iO墨2 、纸、砚，其中墨是由纳米 级颗粒的松烟制成的。 4．“光纤”又称光导纤维，其主要成分是什么？ 提示 光导纤维属新型无机非金属材料。主要成分是SiO2。
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一
二
一、金属的表面处理
1.材料加工处理的重要意义与方法。 (1)重要意义:应用化学原理和化学技术对材料进行加工,往往能收到其他加 工方法难以达到的效果。 (2)材料加工处理的方法。 要提高金属材料表面的耐腐蚀性能,可以用化学方法改变金属材料表面的 成分。例如,在足够高的温度下,在金属表面渗入某些其他元素;用电化学方 法或其他化学方法使金属表面生成一层具有防腐蚀性能的金属氧化物膜 或金属盐膜。
探究点一
探究点二
探究点一
金属表面处理
一、铝的阳极氧化的过程
1.表面预处理。 铝材及其制品表面都会不同程度地存在着污垢和缺陷。 氧化处理之前,要用 化学和物理的方法对制品表面进行清洗,裸露出纯净的金属基体,使得氧化 着色顺利进行。 (1)除去铝制品表面的油污。 把铝制品浸入 60~70 ℃含 30~40 g· L-1 碳酸钠和 50~60 g· L-1 磷酸三钠的溶液中,不断翻动,直到油污被除尽(新的铝制品只要 浸 2~3 min),处理后分别用热水和冷水清洗。 (2)碱液侵蚀。 碱液侵蚀是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液 中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀或碱洗,作为铝制品经某些脱脂 方法脱脂后的补充处理,进一步清理铝制品表面附着的油污脏物,清除铝制 品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。一般可以把去油污后的铝制品浸入 60~70 ℃、 含 60~80 g· L-1 氢氧化钠的溶液中,这时铝的表面有大量气泡生成。 侵蚀时间不应超过半分钟,随即分别用热水和冷水清洗。
探究点一
探究点二
2.阳极氧化。 用 180~200 g· L-1 的硫酸作电解液,以铝板或石墨作阴极,铝制品作阳极,接上 13~24 V 的电源。开始时,阳极电流密度应控制在 0.5 A· dm-2 左右,1 min 后 把电流密度加大到 0.8~1.5 A· dm-2。电解温度保持在 13~26 ℃范围内,经 30~40 min 氧化完成。 3.染色。 用冷蒸馏水仔细清洗铝制品,再将其浸在 1%的氨水(用蒸馏水配制)中, 中和可能残留在孔隙中的酸液。然后将铝制品立即浸入事先准备好的染色 溶液中染色。 可选用专门染丝、 毛织物的一些有机染料,也可选用无机染料。 染色液的 pH 可以用氨水或醋酸调节。染色的深浅可以通过染色时间的长 短来控制。
一
二
(3)电镀工艺。 在电镀工艺中,要求在镀件上析出的镀层厚度均匀、 光滑致密、 与底层金属 的附着力强。 ①使用少量表面活性剂能改善镀层性能。表面活性剂能除去金属表面的油 污,使镀液易于在电极表面均匀铺展开来;它还容易附着在电极表面,对金属 离子在电极上的放电起到一定的阻碍作用,使金属镀层细致均匀。 ②人们常在电镀液中加配合剂,金属离子与配合剂形成配合离子后,金属离 子的浓度明显降低,金属在镀件上析出速率得到控制,从而得到质量较好的 镀层。以往多用氰化物作配合剂,它是极毒物质,电镀废液排放前要进行处 理,以免产生污染。现在推广无氰电镀。 ③还可以在电镀液中加入其他添加剂,如光亮剂、 平整剂等有利于提高镀层 的质量。 ④有时需要调节电镀液的酸碱度、控制电镀时间和温度,保证镀层质量。
专题4
材料加工与性能优化
第一单元
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
材料的加工处理
材料加工工艺
1.知道材料是社会进步的物质基础,了解材料加工和性能优化与化学科学 发展之间的关系。 2.知道金属表面处理技术的重要性。 通过实验探究活动,了解铝的阳极氧化, 了解利用电解原理进行金属表面处理的方法。 3.以氢氟酸蚀刻玻璃、用氯化铁制作电子线路板的工艺为例,了解化学腐蚀 在材料加工处理中的应用。
一
二
3.电镀。 (1)概念。 电镀是运用电解原理,在金属器件表面形成一薄层有抗腐蚀、 抗磨损能力的 金属镀膜的过程。 (2)电镀原理。 通常,在镀槽中,待镀的金属器件与电源的负极连接作阴极,镀层金属与电源 的正极连接作阳极,所使用的电镀液含有镀层金属离子。通电后,电镀液中 的金属离子在电位差的作用下移动到阴极放电形成电镀层,阳极的金属形 成金属离子进入电镀液,使得电镀液中镀层金属离子的浓度几乎保持不变。
一
二
二、腐蚀加工技术
1.材料的加工技术。 使用金属材料和其他材料时,都要进行加工,如切削、雕镂、焊接、刨光、 造型等。 除了机械加工方法外,化学加工法在材料加工技术中也得到广泛的 应用。化学腐蚀加工技术就是其中一例。 2.氢氟酸蚀刻玻璃。 (1)氢氟酸。 氢氟酸是一种弱酸,是氟化氢的水溶液。氟化氢是无色气体,有毒,极易溶于 水,它的水溶液(或氢氟酸)能与玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅气体, 反应的方程式为 4HF+SiO2 SiF4↑+2H2O。 (2)蚀刻玻璃。 利用氢氟酸对玻璃的腐蚀作用可以将玻璃的一面腐蚀,使之变得不透明,制 成“毛玻璃”,也可利用这一方法在玻璃上雕刻花纹图案、制成工艺品。
一
二
2.铝的阳极氧化。 (1)铝及铝合金的阳极氧化,能使铝及铝合金的表面生成致密的氧化膜。 (2)铝的阳极氧化。 把铝片接到电源的正极,在稀硫酸中用直流电电解,铝片表面生成较厚的氧 化铝绝缘膜,这种方法叫做阳极氧化。经过抛光处理的铝制品,表面再经过 阳极氧化生成透明的阳极氧化膜,增强了铝制品的抗腐蚀和抗机械划伤能 力。阳极氧化膜中有微孔,在接近 100 ℃的水中,氧化膜发生水化,体积膨胀, 其中的微孔被挤紧堵塞。由于有孔层具有很强的吸附性能,在封孔处理前, 添加有机染料可以将膜染成各种鲜艳的颜色。 家用铝制品表面的氧化膜是怎么形成的? 家用铝制品表面的氧化膜是通过铝的阳极氧化形成的。
一
二
3.电路板的制作。 (1)Fe3+的氧化性。 Fe3+具有氧化性,在酸性溶液中其氧化性较强。如它在酸性溶液中与 KI 溶 液混合,生成 Fe2+和 I2,反应的离子方程式为:2Fe3++2I2Fe2++I2 再如 Fe3+在酸性溶液中氧化 Cu,反应的离子方程式为: 2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+ (2)浓三氯化铁溶液腐蚀敷铜板。 在电子工业上,用浓三氯化铁溶液腐蚀敷铜板制作印刷电路板是化学腐蚀 加工的另一个常见的例子。 在敷铜板上,用类似照相复印的方法将设计好的电子线路用感光胶印在铜 箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜箔用浓三氯化铁溶液腐蚀除去, 反应的化学方程式为: 2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2 上述反应中,Cu 在 FeCl3 浓溶液中被氧化为 Cu2+,Fe3+被还原为 Fe2+。