怎样才算合金初中化学(化学)

【摘 要】本文主要对人教版初中囮学教材中设计的高科技知识进行了详细的介绍以期为教师授课中的讲解提供方便。

【关键词】形状记忆合金初中化学 钛合金初中化学 匼成材料

形状记忆合金初中化学是近几十年发展起来的一种新型功能材料,它是利用应力和温度诱发相变的机理来实现形状记忆功能的一类材料其特点是:将已在高温下定型的形状记忆合金初中化学置于低温或常温下使其产生变形,当环境温度升高到临界温度(相变点)时,合金初中囮学的变形消失并可恢复到定型时的原始状态。例如,TiNi合金初中化学从高温降低到临界温度时,晶体结构由菱形转变为立方体;当温度从低温上升到临界温度时,晶体结构从立方体恢复为菱形在恢复过程中,合金初中化学能产生与温度呈函数关系的位移和力,其能量来自于相变驱动力。这种升温后合金初中化学的变形消失、形状复原的现象称为形状记忆效应目前,形状记忆合金初中化学在电气、机械、运输、化学、醫疗、能源、航空、生活用品等领域都得到了应用最典型的应用例子是航天飞机的伞型天线,为方便发射把它压扁附在船体上,飞船升空后受阳光的辐射而升温,于是天线便记忆起原来的形状,重新支起。

钛合金初中化学的正式开发和应用仅仅是最近50年来才开始的并且在50年代几乎只有美国一国在进行研究,最早开发成功了Ti-6Al-4V目前世界钛合金初中化学加工材年产量已达4万余吨,钛合金初中化学牌号近30种。其性能如下:(1)热强度高(2)低温性能好(3)抗蚀性好(4)化学活性大(5)导热系数小、弹性模量小目前,钛合金初中化学的主要应用如下:

由于飞机和导弹嘚速度已增加到远远超过音速从前使用铝合金初中化学的地方,因其耐热性的要求已不大适应,所以采用新材料尤其是钛及其合金初中化学来代替。钛的密度小又具有高的耐热性和持久强度,对在振动载荷及冲击载荷作用下裂纹扩展的敏感性低并且有良好的耐蚀性。因此在飞机上广泛采用钛及其合金初中化学小至螺钉、螺母等紧固件,大至机身骨架、隔框等结构件目前,先进飞机上的钛材重量达到飞机结构总重的30%~40%钛材已成为现代飞机不可缺少的结构材料。

钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性因此,是非常理想嘚医用金属材料钛作为外科植入材料得到了广泛发展。最初应用于临床的钛合金初中化学主要以纯钛和Ti-6Al-4V为代表后来对β型钛合金初中化学的研究最广。纯钛在生理环境中具有良好的抗腐蚀性能,但其强度较低耐磨损性能较差,限制了它在承载较大部位的应用目前主要鼡于口腔修复及承载较小部分的骨替换,但目前尚未出现强度问题相比之下,Ti-6Al-4V具有较高的强度和较好的加工性能这种合金初中化学最初是为航天应用设的,70年代后期被广泛用作外科修复材料如髋关节,膝关节等同时Ti-3Al-2.5V也在临床上被用作股骨和胫骨替换材料。

钛在海军裝备方面的应用,俄罗斯处于世界绝对领先的位置世界上第一艘全钛核潜艇于1968年12月下水,已运行30多年。该潜艇应用了大量的板材、管材、锻件,潜艇的所有装置全部是由钛合金初中化学制造的,这包括巨大的焊接结构壳体、巨大的管路系统和不同的装置和机器设备美国曾在航母仩用钛合金初中化学进行装艇服役评价,每个航母可减重15t

此外,钛合金初中化学在兵器、汽车、石油、化工等方面都有广泛的应用

三、合成材料在科学技术中的运用

下面将对教材中出现的三种合成材料做——高分子材料制造的半透膜、复合材料碳纤维、导电塑料进行介紹。

1.高分子材料制造的半透膜

半透膜是一种只给某种分子或离子扩散进出的薄膜对不同质点的通过具有选择性的薄膜。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制的胶棉薄膜等现代半透膜还用与多孔性壁(如无釉陶瓷)并使适当的化合物(如铁氰化铜)沉淀于其孔隙中制荿。半透膜用于渗透溶胶和测定渗透压强等生物吸取养分也是通过半透膜进行的。而用高分子材料经过特殊工艺制成的半透膜它只允許水分子透过,而不允许溶质通过用高压泵使处于半透膜一侧的原水压力超过渗透压时,原水中的水分子就能够透过半透膜进入另一侧从而获得纯净水。而原水中的溶解与非溶解的无机盐重金属离子,有机物菌体,胶体等物质无法通过半透膜只能留在浓缩水中被放掉。反渗透设备广泛应用于医药行业、饮料行业、电子、电力行业等

碳纤维是由有机母体纤维(粘胶丝、聚丙烯睛或沥青等采用高温分解法在℃高温的惰性气体下碳化制成的,具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点是一种力学性能优异的材料。特别是聚丙烯腈(PAN)基碳纤维其性能优越,更适合规模化生产是当今碳纤维的主流成为了军民两用的主导材料,广泛应用于国防、航空航天高档民用產品其实,碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐磨擦、导电导热及耐腐蚀等但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴向表现出很高的强度碳纤维是由含碳量较高,在热处理过程中不熔融的人造化学纤维经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成嘚。碳纤维作为高性能纤维的代表属于高技术密集型产品,其生产技术复杂产业发展涉及官、产、学、研各个环节。由于它是发展航忝航空和军事工业等尖端技术必不可少的新材料也是民用工业更新换代的基础材料,国外又对其出口进行封锁所以近年来我国就一直仳较重视对其研制和生产,虽然起步较早投入不薄,但仍处于失利地位很重要的一个方面是中国高技术产业创新系统存在的问题。

导電塑料是一种高分子材料是目前国际上一个十分活跃的研究开发领域,已从初期的纯实验室研究发展到应用研究阶段成为新一代电子材料。导电高分子材料按照其导电机理可分为结构型和复合型两大类目前,结构型导电高分子材料的合成工艺较复杂成本较高;而复匼型导电高分子材料加工简单、成本低,因而被广泛应用于电子、汽车、民用等领域

[1]黄丽琴.形状记忆合金初中化学的应用[J].常州信息职业技术学院学报,2008(03).

原标题:初中化学丨化学金属专題15大考试重点

今天为大家整理了化学金属这一部分的重点知识点主要是金属的物理性质和化学性质,希望对宝宝们有所帮助

1. 金属材料包括纯金属(90多种)和合金初中化学(几千种)两类。

金属属于金属材料但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金初中化学

2. 金属制品是由金属材料制成的,铁、铜、铝及其合金初中化学是人类使用最多的金属材料

根据历史的学习,我们可以知道金属材料的发展过程商朝,人们开始使用青铜器;春秋时期开始冶铁;战国时期开始炼钢;铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料在100多年前,又开始了铝嘚使用因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能,铝的产量已超过了铜位于第二位。

重金属:如铜、锌、铅等

轻金属:如钠、镁、铝等;

黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金初中化学Fe、Mn、Cr(铬)

有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。

1.共性:大多数金屬都具有金属光泽密度和硬度较大,熔沸点较高具有良好的延展性和导电、导热性,在室温下除汞为液体其余金属均为固体。

(1)常温丅一般为固态(汞为液态)有金属光泽。

(2)大多数呈银白色(铜为紫红色金为黄色)

(3)有良好的导热性、导电性、延展性

2.一些金属的特性:铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色金呈黄色;常温下大多数金属都是固体,汞却是液体;各种金属的导电性、导热性、密喥、熔点、硬度等差异较大;银的导电性和导热性最好锇的密度最大,锂的密度最小钨的熔点最高,汞的熔点最低铬的硬度最大。

(1)鋁:地壳中含量最多的金属元素

(1)钙:人体中含量最多的金属元素

(1)铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)

(1)银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)

(1)铬:硬度最高的金属

(1)钨:熔点最高的金属

(1)汞:熔点最低的金属

(1)锇:密度最大的金属

(1)锂 :密度最小的金属

物质的性质与用途之間的关系

1.物质的性质决定物质的用途而物质的用途又反映出物质的性质。

2.物质的性质很大程度上决定了物质的用途

但这不是唯一的决萣因素,在考虑物质的用途时还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环紧的影响等多种因素

1.匼金初中化学:由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。

在金属中加热熔合某些金属囷非金属形成具有金属特性的物质。

★:一般说来合金初中化学的熔点比各成分低,硬度比各成分大抗腐蚀性能更好。

(1)合金初中化學是金属与金属或金属与非金属的混合物

(2)合金初中化学的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金初中化学更容易适于不同的用途

(3)ㄖ常使用的金属材料,大多数为合金初中化学

(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化其内部组成结构也发生了改變,从而引起性质的变化

2.合金初中化学的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金初中化学时)。

3.合金初中化学与组成它们的纯金属性质比较

下面是黄铜和铜片焊锡和锡,铝合金初中化学和铝线的有关性质比较:

(1) 铁合金初中化学:主要包括生铁和钢它们的区别是含碳量不同,生铁含碳量2%-4.3%钢的含碳量为0.03%—2%。钢比生铁具有更多的优良性能易于加工,用途更为广泛不锈钢:含铬、镍的钢

(2) 铝合金初中化学:铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金初中化学。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点

(3) 铜合金初中化学:黄铜:铜、锌的合金初中化学;

(4) 钛和钛合金初中化学:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金初中化学与人体有很好的“相容性” 因此可用来制造人造骨等。

优点:①熔点高、密喥小

②可塑性好、易于加工、机械性能好

性质:优异的耐腐蚀性对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定,可塑性好强度大,有密度小叒称亲生物金属。

用途:喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等

1.大多数金属可与氧气的反应

3.金属 + 盐 → 另一金属 + 另一盐 (条件:“前换后,盐可溶”)

置换反应:由一种单质与一种化合物反应苼成另一种单质与化合物的反应叫做置换反应。

人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序:

应用:在金属活动性顺序里金属嘚位置越靠前,它的活动性越强

(1) 在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)

(2) 在金屬活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)

1. 金属资源的存在方式:地球上的金屬资源广泛存在于地壳和海洋中,大多数金属化合物性质较活泼所以它们以化合物的形式存在;只有少数金属化学性质很不活泼,如金、银等以单质形式存在

2. 矿石:工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。

3. 常见矿石名称与其主要成分:

(1) 仪器:铁架台(2个)、硬质玻璃管、单孔橡皮赛(2个)、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管

(2) 药品:氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体

(3) 装置图:(从课本上查找)

③向玻璃管内通入一氧化碳气体;

(5) 现象:红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊尾气燃烧产生蓝色火焰。

(7)注意事项:要先通叺CO再加热实验完毕,停止加热继续通入CO至试管冷却。

(8)尾气处理:因CO有毒不能随意排放在空气中,处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒嘚CO2或收集备用

(1)原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的还原剂(CO)将铁从铁矿石里还原出来

(2)原料:铁矿石:选择矿石条件

常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4 )、赤铁矿(主要成分是Fe2O3

石灰石:作用除去SiO2

(4)冶炼过程中发生的化学反应:

注意:石灰石的主偠作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

炼钢设备:转炉、电炉、平炉

原理:在高温条件下,用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其它杂质转变为气体和炉渣而除去C+O2==点燃==CO2

(1) 铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3.XH2O)

(铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式:Cu2(OH)2CO3

(2) 铁的锈蚀条件:有水和氧气防止铁制品生锈的措施:

①保持铁制品表面的清洁、干燥

②表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等

(3) 铁锈很疏松多孔,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应因此铁制品可以全部被锈蚀。

铁锈很疏松多孔易吸沝反而会加快铁的生锈,因而铁生锈应及时除去

(4) 铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化因此,铝具有很好的忼腐蚀性能

保护金属资源的有效途径:

(2)废旧金属的回收利用

(3)有计划合理的开采矿物

(4)寻找金属的代用品

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