初中化学教材中的高科技知识

　　【摘 要】本文主#35201;对人教版初中化学教材中设#35745;的高科技知识进行了详细的介绍#65292;以期为教师授课中的#35762;解提供方便。
　　【关键词】#24418;状记忆合金 钛合金 合成材料
　　
　　#19968;、形状记忆合金
　　
　　形状记忆#21512;金是近几十年发展起来的#19968;种新型功能材料，它是#21033;用应力和温度诱发#30456;变的机理来实现形#29366;记忆功能的一类材料。其特#28857;是:将已在高温下#23450;型的形状记忆合金#32622;于低温或常温下使其产生变形，当#29615;境温度升高到临界温度(相变点)#26102;，合金的变形消失并可恢复#21040;定型时的原始状态。例如，TiNi合金从高温降低到#20020;界温度时，晶体结构由菱形转#21464;为立方体;当温度从低温#19978;升到临界温度时，晶体#32467;构从立方体恢复为菱形。在恢复#36807;程中，合金能产生与温度呈函#25968;关系的位移和力，其能量#26469;自于相变驱动力。这种升#28201;后合金的变形消失、形状复原#30340;现象称为形状记忆效应。#30446;前，形状记忆合金在电气、机#26800;、运输、化学、医疗、能#28304;、航空、生活用品等领域都得到#20102;应用。最典型的应用例子#26159;航天飞机的伞型天线，为方#20415;发射把它压扁附在船体#19978;，飞船升空后受阳光的辐#23556;而升温，于是天线便记忆起原来#30340;形状，重新支起。
　　
　　二、钛#21512;金
　#12288;
　#12288;钛合金的正式开发和应#29992;仅仅是最近50年来才开始的#65292;并且在50年代几乎只#26377;美国一国在进行研究，最早开发成#21151;了Ti-6Al-4V，目前世界#38043;合金加工材年产量已达4万余吨，钛合金牌#21495;近30种。其性能如下：（1）热强度高（2）低温#24615;能好(3)抗蚀性好(4)化学活性大(5)导热系#25968;小、弹性模量小。目前#65292;钛合金的主要应用如下：
　　1.航空#39046;域
　　#30001;于飞机和导弹的速度#24050;增加到远远超过音速，从前使用#38109;合金的地方，因其耐热性#30340;要求，已不大适应，所以#37319;用新材料，尤其是钛及其合#37329;来代替。钛的密度小，又#20855;有高的耐热性和持久强度，对#22312;振动载荷及冲击载#33655;作用下裂纹扩展的敏感性低，并且#26377;良好的耐蚀性。因此在飞机#19978;广泛采用钛及其合金#65292;小至螺钉、螺母等紧固件，大#33267;机身骨架、隔框等结构件。目前，#20808;进飞机上的钛材重#37327;达到飞机结构总重的30%~40%，钛材已成为现代飞#26426;不可缺少的结构材#26009;。
　　2.生物医#23398;领域
　　#38043;无毒、质轻、强度高#19988;具有优良的生物相容性，#22240;此，是非常理想的医用#37329;属材料，钛作为外科植入#26448;料得到了广泛发展#12290;最初应用于临床的钛合金主要以#32431;钛和Ti-6Al-4V为代#34920;，后来对β型钛合金#30340;研究最广。纯钛在生理环境#20013;具有良好的抗腐蚀性能，但#20854;强度较低，耐磨损性能较差，限#21046;了它在承载较大部位的应用，#30446;前主要用于口腔修#22797;及承载较小部分的骨替换，但目#21069;尚未出现强度问题。相比之下#65292;Ti-6Al-4V具有较高的强度和较#22909;的加工性能，这种合金最初是为#33322;天应用设的，70年代后期被广泛#29992;作外科修复材料，如#39627;关节，膝关节等。同时Ti-3Al-2.5V#20063;在临床上被用作股骨和胫骨替#25442;材料。
　　3.海军领域
　　钛#22312;海军装备方面的应用，俄罗斯处于世界绝对#39046;先的位置。世界上第一艘全钛核潜#33351;于1968年12月#19979;水，已运行30多年。该潜艇应用#20102;大量的板材、管材#12289;锻件，潜艇的所有#35013;置全部是由钛合金制造的，这包括#24040;大的焊接结构壳体#12289;巨大的管路系统和不同的装置和#26426;器设备。美国曾在航母#19978;用钛合金进行装艇服役评价，每个#33322;母可减重15t。
　　此外，钛合金#22312;兵器、汽车、石油、化工等方面#37117;有广泛的应用。 免费论文下载中心 　　三、合成材料在科学技术#20013;的运用
　　
　　下#38754;将对教材中出现的三#31181;合成材料做——高分子材料制造的#21322;透膜、复合材料碳纤维、导电塑料#36827;行介绍。
　#12288;1.高分子材料制造的半#36879;膜
　　半透膜是一种只给某种#20998;子或离子扩散进出的薄膜，对#19981;同质点的通过具有选择性的#34180;膜。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮#32440;以及人工制的胶棉薄膜等。#29616;代半透膜还用与多孔性壁（如无#37321;陶瓷）并使适当的化合#29289;（如铁氰化铜）沉淀于其孔#38553;中制成。半透膜用于渗透溶#33014;和测定渗透压强等。生#29289;吸取养分也是通过#21322;透膜进行的。而用高分子材#26009;经过特殊工艺制成#30340;半透膜，它只允许水#20998;子透过，而不允许溶质#36890;过。用高压泵使处于半透#33180;一侧的原水压力超过渗透压时，原#27700;中的水分子就能够#36879;过半透膜进入另一侧，从而获得纯#20928;水。而原水中的溶解#19982;非溶解的无机盐，重金属离子#65292;有机物，菌体，胶体等物质无#27861;通过半透膜，只能留在浓缩水中被#25918;掉。反渗透设备广泛应用于医#33647;行业、饮料行业、电子、#30005;力行业等。
　　2.复合材料碳纤#32500;
　　碳纤维是由有机母体纤#32500;(粘胶丝、聚丙烯睛或#27813;青等采用高温分解法在1000~3000℃高温的惰性气体#19979;碳化制成的，具有强度大#12289;模量高、密度低、线膨胀系#25968;小等特点，是一种力学性能优异#30340;材料。特别是聚丙烯#33096;(PAN)基碳纤维，其性#33021;优越，更适合规模化生#20135;，是当今碳纤维的主流成#20026;了军民两用的主导材料，#24191;泛应用于国防、航#31354;航天高档民用产品#12290;其实，碳纤维主要是由碳#20803;素组成的一种特种纤维，其含碳#37327;随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具#26377;一般碳素材料的特性，如#32784;高温、耐磨擦、导电导热#21450;耐腐蚀等，但与一般碳素材料#19981;同的是，其外形有显著的各#21521;异性，柔软、可加工成#21508;种织物，沿纤维轴向表#29616;出很高的强度。碳#32420;维是由含碳量较高，在热处#29702;过程中不熔融的人造化学纤维#65292;经热稳定氧化处理#12289;碳化处理及石墨化等工艺制#25104;的。碳纤维作为高性能纤维的#20195;表，属于高技术密集型产品，其#29983;产技术复杂，产业发展涉#21450;官、产、学、研各个环节#12290;由于它是发展航天航空和#20891;事工业等尖端技术必不可少的#26032;材料，也是民用工业更新换#20195;的基础材料，国外又对其出口进行#23553;锁，所以近年来我国就一直#27604;较重视对其研制和生产，#34429;然起步较早，投入#19981;薄，但仍处于失利地位，#24456;重要的一个方面是中国高技术产#19994;创新系统存在的问题。
　　3.导电塑料
　　导#30005;塑料是一种高分子材料，是目前国#38469;上一个十分活跃的研究开#21457;领域，已从初期的纯实验室研#31350;发展到应用研究阶段，成#20026;新一代电子材料。导电#39640;分子材料按照其导电机理#21487;分为结构型和复合型两大#31867;。目前，结构型导电高分子材料的#21512;成工艺较复杂，成本较高；而复合#22411;导电高分子材料加工简单、成#26412;低，因而被广泛应用于电子、汽#36710;、民用等领域。
　　
　　参考#25991;献：
　　[1]黄丽琴.形状#35760;忆合金的应用[J].常州信息职业技术学院#23398;报，2008，(03).
　#12288;[2]陈勇.导电塑料的研#31350;进展[J].弹性体，2008，(02). 免费论#25991;下载中心