最新专题4材料的加工和优化处理
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。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳
极的原因是 阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+
。
(3)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓N铁的腐蚀,开关K应置于___N___处。 若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为牺__牲__阳__极_ 保护法
。
二、腐蚀加工技术
问题2:石英玻璃为何耐高温性能特别好?
玻璃中二氧化硅含量越大越耐高温。此外加入氧化硼, 使玻璃的膨胀系数降低,能耐受温度的剧烈变化。
问题3:钢化玻璃机械强度大,抗震,不易破碎,即 使破碎也不会形成有棱角的碎片。其成分是什 么?如何制成?
精细陶瓷
针对陶瓷存在的问题,化学家用改变陶瓷组分的方法研制出 具有高强度、耐高温、耐腐蚀,并具有声、电、光、热、磁等 多方面特殊功能的新一代无机非金属材料---精细陶瓷
措施2:提高材料纯度
单晶硅和二氧化硅的应用
单晶硅经常表现出电、磁、光、热等方面的优异性能,用 其做成的电子器件、半导体器件等应用于现代科技的许多领域, 如晶体管主要由硅、锗或砷化镓单晶组成。还可用于太阳能电 池板和可控硅元件的制造。
二氧化硅做成的光纤有巨大的信息容量,且通信不受外界 电磁场的干扰,工作稳定可靠,保密程度高。同时生产1km长 的光纤只需几克超纯石英玻璃,可节省1.1t铜。
措施1:改变材料的组成
合金应用:什么是贮氢合金?贮氢反应有什么特 点,怎么利用平衡移动来解释贮氢的原理。
200~300kPa
LaNi5 + 3H2
LaNi5H6 ΔH= - 31.77kJ·mol-1
温度低有利于吸氢,温度高有利于放氢
利用此原理,可制造储氢合金的空调器;或对氢气进行精制。
措施1:改变材料的组成
专题4材料的加工和优 化处理
思考1:你知道的材料有哪些类型?
①金属材料 ②无机非金属材料(水泥、陶瓷、玻璃、硅、二氧化硅) ③高分子材料(橡胶、塑料、纤维) ④复合材料
思考2:铝是一种应用广泛的金属材料。铝的化学性质活 泼,但是它的耐腐蚀性很强,请用解释其中的化学原理。
铝对氧的化学亲和力特别强,在大气中其表面总是被一 层透明的氧化膜所覆盖,但是天然的铝氧化膜极薄,只 有0.01-0.10um厚,机械强度低,抗蚀和耐磨性都不能 满足防腐蚀的需要。
课本P69
②本实验中电镀液的酸碱度将影响到金属配合离子的稳定性, 加入0.2mol·L—1NaOH溶液进行调节pH≈9。为了避免温度影响 镀层,将水浴温度控制在30~60℃。此外,电镀时间大约1~2分 钟。
练习:我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍, 依据你所掌握的电镀原理,你认为在硬币制作时,钢芯 应做( A )。 A.阴极 B.阳极 C.正极 D.负极
请大家仔细阅读教材中68页“活动与探究”及69页的内容,思考 以下问题: ①电镀液中加入味精、乙二胺四乙酸的二钠盐等分别起什么作用? ② 本实验如何控制电镀液的pH、温度和电镀时间以获得高质量 的镀层?
①(1)少量表面活性剂(味精)能改善镀层性能。 (2)乙二胺四乙酸的二钠盐等配合剂可以使镀层金属离子形成 配合离子,这样能很好地控制金属在镀件上析出速率
专题4 材料加工与性能优化
第二单元 材料组成的优化
2011.7.21
措施1:改变材料的组成
1.合金: 由金属与金属或非金属经过融合而成的具有金属特
性的物质
各类型合金都有以wenku.baidu.com通性:
一般来说,合金的性质并不是各种成分金属性质的总和。合金 具有很多良好的物理、化学或机械性能,在许多方面优于各成 分金属。 (1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点; (2)硬度比其组分中任一金属的硬度大;
【问题1】在电子工业上,用浓 三氯化铁溶液腐蚀敷铜板。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氯化铁溶液 腐蚀除去,用化学方程式表示化 学原理?
2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
【问题2】阅读教材P70--氢氟酸蚀刻玻璃 原理?氢氟酸和石蜡各起了什么作用?
超纯硅的制取反应原理:
制粗硅:用焦炭还原二氧化硅,写出方程式。 高温
氢氟酸:腐蚀玻璃 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 石蜡:保护玻璃(使没被作画的那部分玻璃不 被腐蚀)
氢氟酸有毒,且对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性, 皮肤接触后立即用大量流水作长时间彻底冲洗, 所以带手套。 。
【问题3】用硫酸溶液在木版、竹片上作画,烘干后, 可留下棕黑色的画,其原理?
化学与技术
2.硅酸盐材料和精细陶瓷
硅酸盐材料是以含硅物质为原料高温烧制而成的。
硅酸 盐材 料
水泥
原料
反应条件
主要成分
石灰石、黏土、 高温 石膏
硅酸三钙、硅酸二钙 、铝酸三钙
玻璃 纯碱、石灰石、 石英沙
高温
硅酸钠、硅酸钙、 二氧化硅
陶瓷
黏土
高温
问题1:何为钾玻璃?为何可制造化学仪器?
钾玻璃就是硅酸钾替代硅酸钠,熔点高、耐化学腐蚀。
槽液中加入下列试剂中的___b___.。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4 溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,
阳极电极反应为 2Al+3H2O-6e -=Al2O3+6H+ 。取少量废电解
液,加入NaHCO3,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的离
子反应方程式 Al3++3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑
1、高温结构陶瓷:(化学组成:氮化硅)
2、透明陶瓷
3、生物陶瓷
生物陶瓷:某些合成高分子材料与人体器官组织的天然高分子有 着极其相似的化学结构和物理性质。因此这些医用高分子做成的 人工器官具有很好的生物相容性,不会因与人体接触而产生排斥 作用。如人造骨骼、人造牙、人造肾脏、人造心脏等。
人造心脏
人造肾脏 人造膝关节
一 金属的表面处理
5、在金属表面渗入某些其它元素
例1.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒
出,原因是 2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2;
(用
离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向