《材料的開發和利用》能源、材料與社會PPT課件
一、形形色色的材料
材料可分為________、________、________及________四大類。
①金屬材料是由________(如金、銀、銅、鐵、鋁)或________(如青銅、鋼)制成的材料;其特點是________、________、________、________。
②無機非金屬材料有________、________、________、________。
③有機高分子材料是指以________為基礎構成的材料。
④復合材料是將________、________能互補的材料復合在一起,取長補短,制造出性能優良的新材料。
二、材料的物理性質
一般說來,不同的材料具有的物理性質,如________、________、________、________、________、________、________、________等是不相同的。
三、材料的導電性
1.分類:根據導電性的不同,材料可分為________、________及________三大類。
2.材料的導電性是由________________決定的。金屬材料的電阻較小,是導電性能較好的良導體,如________、________;絕緣體的電阻很大,電流幾乎不能通過,絕緣體常常被用來________帶電物體,如________、________;半導體材料的導電性介于________之間,具有一些特殊的物理性質,如________、________和________。
四、半導體元件
用半導體材料可以制造________、________和________等多種半導體元件。半導體二極管具有________,半導體三極管可以用來________。
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1.材料的物理性質
材料的物理性質很多,不同材料的物理性質是不同的。如導熱性、導電性、磁性、密度、比熱容、彈性、硬度、延展性等是不相同的。
彈性:材料受力會產生拉長、壓縮或彎曲等形變,除去外力后材料往往又自動回復原狀的性質。
硬度:即材料的堅硬程度,阻止其被刮破、刮傷或產生凹陷能力的物理量。
延展性:可被鍛打成片或拉成絲的性質。
2.材料的導電性
導體內部有大量自由電荷(在金屬中的自由電荷是電子,在溶液中的自由電荷是陰、陽離子),所以導電性能良好。常見的導體有金屬,各種酸、堿、鹽的水溶液,石墨、人體、大地等。絕緣體中幾乎沒有自由電荷,所以不容易導電。常見的絕緣體有玻璃、陶瓷、塑料、橡膠等。半導體的導電性能介于導體和絕緣體之間。半導體材料大部分都是晶體,還有氧化物半導體、玻璃半導體及有機半導體等。常見的半導體有硅、鍺、砷化鎵等。如按特性來分,有磁性、壓敏、氣敏等半導體材料。半導體材料的重要特性之一,就是它的導電能力受光、溫度、雜質的影響很大,主要體現在:熱敏性(制成各種溫度敏感元件,如熱敏電阻)、光敏性(制成各種光敏器件,如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光控晶閘管和光電池等)。摻入微量雜質的半導體的導電能力將大大增強。
3.超導體
超導體具有零電阻的特性,人們根據超導體的這一特性,發現了磁浮現象。1911年,荷蘭物理學家昂尼斯在研究汞電阻隨溫度的變化時,觀察到在溫度降低到4.2 K時,其電阻降低到測量不到的微小值,從而發現超導電性;1933年,邁斯納和奧森菲爾德發現了超導磁浮現象。普通材料如何在常溫下才能表現其“超導性”是解決超導技術廣泛應用的難題。超導技術的困難在于“低溫技術”的攻破。納米技術是很前沿的技術,可以利用納米材料在某一特性方面的變化來改變原材料的性能,使納米新技術在常溫下就具有超導性,磁浮現象就可以廣泛應用了。
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知識點1 材料的分類
1.通常情況下,對下列物質分類正確的是( )
A.鋅、鉛、錳、大理石都是金屬
B.瀝青、食鹽、鐵、冰都是晶體
C.銅、鐵、鋁、水銀都是固體
D.干燥的木棒、純水、橡膠、塑料都是絕緣體
2.現有塑料、玻璃、鐵、鹽水、橡膠、炭筆、陶瓷、濕木8種物質,小麗將它們分成兩類,如下表所示。則她是按照物質的哪種物理屬性進行分類的( )
第一類
塑料、玻璃、橡膠、陶瓷
第二類
鹽水、炭筆、鐵、濕木
A.密度 B.磁性 C.導電性 D.比熱容
知識點2 物質的物理屬性
3.下列物品中,物質硬度最大的是( )
A.刀片 B.塑料尺 C.鉛筆芯 D.粉筆
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