考試復(fù)習(xí)資料
復(fù)合材料
I．課標(biāo)要求：
1．了解復(fù)合材料的形成和組成部分；
2．了解幾種常見的復(fù)合材料及其在生產(chǎn)、生活中的重要應(yīng)用。
II．考綱要求：
1．了解金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子合成材料、復(fù)合材料和其它新材料的特點(diǎn)，
2．了解有關(guān)的生產(chǎn)原理
Ⅲ.教材精講：
1．常見材料的分類：
單 傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：玻璃、水泥
材 一 無機(jī)非金 陶瓷、磚瓦等。
組 屬材料 新型無機(jī)非金屬材料：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、
成 生物陶瓷、壓電陶瓷。
材 有機(jī)合成材料：塑料、橡膠、纖維等
料 料 金屬材料：鋁合金、鋼鐵、金、銀、銅、鈦等
復(fù)合材料：玻璃鋼、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、隔熱陶瓷瓦等。
能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱。
2．認(rèn)識(shí)復(fù)合材料
a) 常見單一材料的優(yōu)缺點(diǎn)
材料 實(shí)例 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
金屬材料 鋼鐵 強(qiáng)度高，導(dǎo)電，導(dǎo)熱 易被腐蝕
無機(jī)非金屬材料 普通玻璃 耐高溫、透明、易加工 易破碎
有機(jī)合成材料 塑料 密度小，不導(dǎo)電 易老化、不耐高溫
(2) 認(rèn)識(shí)復(fù)合材料
概念：將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料稱為復(fù)合材料。
組成：復(fù)合材料由兩部分組成，一部分稱為基體，在復(fù)合材料中起黏結(jié)作用；另一部分稱為增強(qiáng)體，在復(fù)合材料中起骨架作用。
特點(diǎn)： 既保持原材料的特點(diǎn)，使各組分之間協(xié)調(diào)作用，形成了優(yōu)于原材料的特性。
分類：
按基體分為：樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料。
按增強(qiáng)體形狀分：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層增強(qiáng)復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
按性能要求分：①用以代替金屬的復(fù)合材料，如由合成樹脂與玻璃纖維制成的玻璃鋼。
②高性能復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
�、蹖�(duì)強(qiáng)度要求不高的非結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，如鈣塑塑料，用于制造包裝箱、塑料桶、儀器外殼、門窗、天花板等，有“合成木材”、“合成紙”之稱。
3．形形色色的復(fù)合材料
b) 玻璃鋼
�、� 玻璃鋼中的基體：合成樹脂 增強(qiáng)體：玻璃纖維
② 玻璃鋼的性能：強(qiáng)度高、密度小、耐化學(xué)腐蝕，電絕緣性好，機(jī)械加工性能好。
③ 玻璃鋼的用途：用于車船制造、儀器儀表、電子電氣、排水管道等
c) 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
�、偬祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料的增強(qiáng)體：碳纖維 基體：合成樹脂
�、谔祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料性能：韌性好、強(qiáng)度高而質(zhì)輕
�、厶祭w維增強(qiáng)復(fù)合材料用途：用于紡織機(jī)械和化工機(jī)械的制造，以及醫(yī)學(xué)上人體組織中韌帶的制作等。
d) 航空、航天領(lǐng)域中的復(fù)合材料
飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身、導(dǎo)彈的殼體，大多數(shù)是以纖維為增強(qiáng)體，金屬為基體的復(fù)合材料，航天飛機(jī)機(jī)身上的隔熱陶瓷片是由纖維和陶瓷制成的復(fù)合材料。
IV．典型例題
例1、 材料按其化學(xué)組成通常可分為三類，如陶瓷屬于________________；合金屬于________________；塑料屬于________________；光導(dǎo)纖維屬于____________；
隔熱陶瓷瓦屬于____________；生物陶瓷屬于_______________。
【解析】理清概念是解答此題的關(guān)鍵。材料分成無機(jī)非金屬材料、金屬材料和有機(jī)高分子材料。該題要求從化學(xué)組成的角度去分析歸納。其中塑料是有機(jī)物，其余為無機(jī)物。
【答案】傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料 金屬材料 有機(jī)高分子材料 新型無機(jī)非金屬材料
復(fù)合材料 新型無機(jī)非金屬材料
例2、 下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A、玻璃鋼是以玻璃纖維作增強(qiáng)體，合成樹脂作基體的復(fù)合材料
B、飛機(jī)機(jī)身的復(fù)合材料大多是以金屬為增強(qiáng)體、纖維為基體的復(fù)合材料
C、制造網(wǎng)球拍用的復(fù)合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維任增強(qiáng)體
D、航天飛機(jī)機(jī)身使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復(fù)合而成的材料制成的
【解析】飛機(jī)機(jī)身的復(fù)合材料大多是以纖維為增強(qiáng)體、金屬為基體的復(fù)合材料，而B項(xiàng)中將基體與增強(qiáng)體顛倒了。
【答案】B
例3、下列材料中屬于復(fù)合材料的是（ ）
A、不銹鋼 B、玻璃鋼 C、鋼筋混凝土建材 D、鋼化玻璃
【解析】復(fù)合材料在組成上有一個(gè)特征，就是包括基體和增強(qiáng)體。不銹鋼是含鎳、鉻的合金，鋼化玻璃是由普通玻璃經(jīng)過熱處理而形成的玻璃，它們都不是復(fù)合材料。玻璃鋼是一種以玻璃纖維作增強(qiáng)體、合成樹脂作基體的復(fù)合材料。鋼筋混凝土建材是以鋼筋作增強(qiáng)體、水泥砂漿的凝固體作基體的復(fù)合材料
【答案】BC
例4、（2002年高考全國卷）以下說法正確的是（ ）
A、納米材料是指一種稱為“納米”的新物質(zhì)制成的材料
B、綠色食品是指不含任何化學(xué)物質(zhì)的食品
C、生物固氮是指植物通過葉面直接吸收空氣中的氮?dú)?/p>
D、光導(dǎo)纖維是以二氧化硅為主要原料制成的
【解析】A、“納米”不是物質(zhì)的名稱，而是一種長度單位，其符號(hào)是nm,1nm=10-9m。納米材料是指物體分散的粒子直徑為1nm ~100nm的材料
B、任何食品、物品都是由化學(xué)物質(zhì)組成的。綠色食品是指食用絕對(duì)安全的食品，它的主要特征是，不利于人體健康的化學(xué)成分（如化肥、農(nóng)藥）殘留量符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，縐對(duì)食用安全。
C、生物固氮，即自然界中的一些微生物群（如豆科植物的根瘤菌）將空氣中的氮?dú)馔ㄟ^生物化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為含氮化合物，生物固氮并非植物通過葉面直接吸收空氣中的氮?dú)狻?/p>
D、光導(dǎo)纖維，簡稱“光導(dǎo)”，是一種能利用光的全反射作用來傳導(dǎo)光線的透明度極高的細(xì)絲。工業(yè)上可以用石英玻璃、紅外玻璃、多組分玻璃等為原料制造光導(dǎo)纖維，這些纖維的主要成份都是二氧化硅。
【答案】D
V．跟蹤訓(xùn)練
一、選擇題（下列每題都只有一個(gè)答案，）
1、下列物質(zhì)中屬于復(fù)合材料的是（ ）
A、玻璃 B、生物陶瓷 C、塑料 D、玻璃鋼
2、復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是（ ）
�、購�(qiáng)度高 ②質(zhì)量輕 ③耐高溫 ④耐腐蝕
A、僅①④ B、僅②③ C、除③外 D 、①②③④
3、隨著社會(huì)的發(fā)展，復(fù)合材料是一類新型的有前途的發(fā)展材料，目前，復(fù)合材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是（ ）
A、高分子分離膜 B、人類的人工器官
C、宇宙航空工業(yè) D、新型藥物
4、下列關(guān)于復(fù)合材料的說法不正確的是（ ）
A、金屬材料不能制成復(fù)合材料
B、玻璃鋼是日常生活中常用的復(fù)合材料，其強(qiáng)度可超過合金鋼
C、跳高運(yùn)動(dòng)員用的撐桿為復(fù)合材料制作
D、復(fù)合材料具有不可估量的應(yīng)用前景，人類已從合成材料時(shí)代進(jìn)入復(fù)合材料時(shí)代。
5、復(fù)合材料中往往有一種材料作為基體，另一種材料作為（ ）
A、增塑劑 B、發(fā)泡劑 C、防老化劑 D、增強(qiáng)體
二、選擇題（下列各題可能有1~2個(gè)答案。多填多效）
6、我國科學(xué)家前不久成功合成了3 nm長的管狀定向碳納米管，長度居世界首位。這種碳纖維具有強(qiáng)度高、剛度（抵抗變形的能力）高、密度�。ㄖ挥袖摰乃姆种唬�、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，因而被稱為“超級(jí)纖維”。下列對(duì)碳纖維的說法中不正確的是（ ）
A、它是制造飛機(jī)的理想材料 B、它的主要組成元素是碳
C、它的結(jié)構(gòu)與石墨相似 D、碳纖維復(fù)合材料不容易導(dǎo)電
7、我國及美、日等國家都已研制出了一種陶瓷柴油機(jī)。這種柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面是用一種耐高溫且不易傳熱的材料來制造的。這種材料是（ ）
A、氧化鋁陶瓷 B、氮化硅陶瓷 C、光導(dǎo)纖維 D、玻璃鋼
8、下列具有特殊性能的材料中，全部由主族元素形成的化合物是（ ）
A、半導(dǎo)體材料砷化鎵 B、吸氫材料鑭鎳合金
C、透明陶瓷材料硒化鋅 D、超導(dǎo)材料K3C60
9、復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有了很大的提高，其主要原因在于（ ）
A、復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈能經(jīng)受超高溫的變化
B、復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈的質(zhì)量減輕
C、復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受超高強(qiáng)度的改變
D、復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受溫度的劇烈變化
10、新型無機(jī)材料碳化鈦（TiC）碳化硼（B4C）氮化硅（Si3N4）等稱為非氧化物陶瓷，合成這些物質(zhì)需在高溫條件下進(jìn)行，在合成時(shí)可采取以下措施（ ）
A、通入充足的氧氣 B、避免與氧氣接觸
C、在氮?dú)鈿夥罩泻铣?D、通入少量的氧氣
11、微型音像磁帶中磁性材料的化學(xué)組成相當(dāng)于CoxFe3-xO4+x ，若x的值為0。5，則下列說法中正確的是（ ）
A、只含Co3+、Fe3+
B、含有Co3+、Fe2+、Fe3+
C、其中Co3+與Fe2+的物質(zhì)的量之比為1：1
D、其中Co3+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為1：4
12、對(duì)下列材料的特性及用途的說法不正確的是（ ）
A、玻璃纖維柔軟如絲，可像棉紗一樣紡織，但拉伸強(qiáng)度低
B、光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)光的能力很強(qiáng)，是非常好的通訊材料
C、玻璃鋼強(qiáng)度高，密度小、但不耐腐蝕，所以不能用于制造廢水處理系統(tǒng)的管道
D、氮化硅陶瓷耐高溫且不易傳熱，可用于制造柴油機(jī)
三、填空題：
13、下面列出了復(fù)合材料與復(fù)合材料的用途。請(qǐng)你填上對(duì)應(yīng)的字母將它們聯(lián)系起來：
�。�1）金屬和碳纖維復(fù)合材料 （2）陶瓷和玻璃纖維復(fù)合材料
�。�3）合成樹脂和玻璃纖維復(fù)合材料（4）合成樹脂和碳纖維復(fù)合材料
A、球拍、釣魚竿、賽車、沖浪板等體育用品 B、水上滑梯、運(yùn)輸罐、餐桌椅、排水管道等
C、飛機(jī)、火箭的機(jī)翼和機(jī)身以及導(dǎo)彈外殼 D、航天飛機(jī)機(jī)身上的隔熱瓦
�。�1）__________(2)____________(3)_____________(4)___________
14、普通玻璃、普通鋼和玻璃鋼是三種不同的材料，它們?cè)谛再|(zhì)方面差別很大。請(qǐng)根據(jù)學(xué)過的知識(shí)，完成下面的表格：
普通玻璃 普通鋼 玻璃鋼
主要組成元素或物質(zhì)
材料類別
性質(zhì)特點(diǎn)
用途
參考答案
1、D 2、D 3、C 4、A 5、D 6、D 7、B 8、A D 9、B
10、B C 11、A 12、A C
13、（1）C （2）D （3）A （4）B
14、
普通玻璃 普通鋼 玻璃鋼
主要組成元素或物質(zhì) 硅酸鈉、硅酸鈣、
二氧化硅
鐵、碳、錳、硅等 玻璃纖維和合成樹脂
材料類別 無機(jī)非金屬材料 合金 復(fù)合材料
性質(zhì)特點(diǎn) 無固定熔點(diǎn)，易軟化，易破碎 堅(jiān)硬、有韌性、有彈性 重量輕、強(qiáng)度高、耐水、耐磨、耐撞、耐腐蝕、產(chǎn)品美觀、
用途 窗玻璃、玻璃器皿 機(jī)器零件、刀具建筑工業(yè)、化工生產(chǎn)、醫(yī)療器械制造 船體、汽車車身、印刷電路板、排水管道
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