鲁科版高中化学必修一4.3复合材料

第3节 复合材料

(1)传统无机非金属材料是玻璃、水泥、陶瓷，特点是性质稳定、熔点高，易破碎。 (2)常见的金属材料有生铁、钢、不锈钢、铜、铝合金等。 (3)常见的有机合成材料有塑料，合成纤维，合成橡胶。

(4)新型无机非金属材料有光导纤维，高温结构陶瓷，生物陶瓷，压电陶瓷等。 (5)将金属制成合金，可保持单一金属的长处，性能优于纯金属。生铁、钢、不锈钢都属于铁的合金。

一、认识复合材料 1．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。 2．组成

复合材料⎩

⎪⎨⎪⎧

基体：起黏结作用

增强体：起骨架作用

3．优点

复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。

二、形形色色的复合材料 1．生产、生活中常用的复合材料

(1)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。优点：强度高、密度小，且有较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能。

(2)碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体。优点：具有韧性好、强度高而质轻的特点。

2．航空、航天领域中的复合材料

(1)飞机、火箭、导弹等用的复合材料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。优点：耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等。

(2)航天飞机机身上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。

1．下列说法错误的是( )

A ．玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料

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 ．制造网球拍所用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体

D ．航天飞机机身上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，B 项错误。 答案：B

2．请用短线把下列物质及其用途、主要性能相互连在一起：

答案：A —a —② B —c —④ C —d —① D —b —③ E —e —⑤

复合材料

1．分类

(1)按基体分类⎩⎪⎨⎪

⎧

树脂基复合材料金属基复合材料

陶瓷基复合材料

(2)按增强体形状分类⎩⎪⎨⎪

⎧

颗粒增强复合材料夹层增强复合材料

纤维增强复合材料

2．各种复合材料的比较

材料名称

基体增强体主要性能主要用途

玻璃钢合成树脂玻璃纤维强度高，密度小，

耐化学腐蚀，绝

缘性和机械加工

性能好

娱乐设施、运输

罐、电话亭、餐

桌椅等

碳纤维增强复合

材料合成树脂碳纤维

韧性好，强度高，

质轻

高尔夫球杆、球

拍、钓鱼竿、赛

车等

航空复合材料金属最广泛的是碳纤

维，还有硼纤维、

碳化硅纤维和氧

化铝纤维等

耐高温，强度高，

导电性好，不吸

湿和不易老化

飞机、火箭的机

翼和机身，导弹

的壳体、尾翼

航天复合材料陶瓷多为碳纤维、碳

化硅纤维或氧化

硅纤维

耐高温，韧性强航天飞机机身

[例]某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料具有的性质或用途是()

①耐高温②不耐热③导电、导热④不导电、不导热⑤可用于飞机机翼⑥可用于导弹的壳体

A．①③⑤⑥B．②③⑤⑥

C．②③④D．③④⑤

[解析]以碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应兼有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此，该碳纤维增强复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。

[答案] A

1．下列关于复合材料的说法正确的是()

A．合金就是复合材料

B．复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种

C．复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料

D．复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的

解析：合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质。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材料。A、B 错，D正确。树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，C项错。

答案：D

2．下列哪些产品或材料属于复合材料()

①生物陶瓷②采用碳纤维增强复合材料制作的钓鱼竿③航天飞机隔热陶瓷瓦④飞机机身

A．①B．②

C．①②③D．②③④

解析：复合材料是由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，生物陶瓷属于新型无机非金属材料。

答案：D

3．下列材料，可能是用玻璃钢制作的是()

①棉纱②玻璃③钢材④滑梯⑤游乐车⑥餐桌椅

A．①②③B．①②④

C．③④⑤D．④⑤⑥

解析：棉纱主要成分为纤维素，故排除A、B选项，钢材是铁制品，与玻璃钢无关，排除C，应选D。

答案：D

4．“哥伦比亚号”航天飞机的失事原因之一是覆盖在航天飞机外层的一片微不足道的隔热瓦脱离，引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体。

(1)其中照片显示，在“哥伦比亚号”机翼下方有几片小瓷片脱落，引起了科学家的注意，这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是________。

A．增加航天飞机的强度，防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机

B．将太阳能转化为电能供航天飞机使用

C．便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令

D．在返回大气层时，陶瓷耐高温隔热，有效地保护航天飞机平安返回地面

(2)隔热瓦是一种金属陶瓷，金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。下列关于复合材料的说法不．正确的是________。

A．由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料

B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异功能，在综合性能上超过了单一材料

C．玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料，它可做船体，汽车车身等，也可做印刷电路板

D．复合材料的熔、沸点一般比它的各组成成分的熔、沸点低

解析：航天飞机任务完成返回地面过程中，穿过大气层产生大量热量，其外表面的陶瓷须耐高温，复合材料是指将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的。复合材料保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。

答案：(1)D(2)AD

(1)复合材料由两部分组成，一部分为基体，起黏合作用，另一部分为增强体，起骨架作用。

(2)复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，在日常生活、航空航天高科技领域中应用广泛。

一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)

1．下列物质属于复合材料的是()

A．玻璃B．生物陶瓷

C．光导纤维D．玻璃钢

答案：D