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第四章化学与材料材料的分类金属材料无机非金属材料有机高分子材料复合材料纳米材料化学与材料资料全文共73页，当前为第1页。

第一节金属材料?黑色金属材料?有色金属(nonferrous)材料铁、锰、铬以及它们的合金，应用最广除黑色金属以外的其他各种金属及其合金化学与材料资料全文共73页，当前为第2页。

金属材料轻金属稀土金属重金属化学与材料资料全文共73页，当前为第3页。

金属材料的性质金属的一般性质与自由电子的存在密切相关。●金属具有光泽，不透明；●导电性和传热性都非常好；●有优异的延展性。化学与材料资料全文共73页，当前为第4页。

金属材料的性质纯金属的强度较低，工业上用的大多是合金。★合金:两种或两种以上金属经高温熔融后冷却得到，也可以由金属元素和非金属元素组成，如碳钢。★合金品种繁多，性能各异。如不锈钢，钢中加入一定量的铬。★有色金属的合金，主要有铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、镍合金和锌合金等。化学与材料资料全文共73页，当前为第5页。

铝合金制备金属铝常用电解法。Al2O3是非常稳定的化合物。在高温下对熔融的氧化铝进行电解，其反应如下：?金属铝的强度和弹性模量较低，硬度和耐磨性较差?镁、铜、锌、锰、硅等元素与铝形成合金后，不但提高了强度，而且还具有良好的塑性和压力加工性能。?铝合金强度高、相对密度小、易成型，广泛用于飞机制造业、汽车工业及建筑业。化学与材料资料全文共73页，当前为第6页。

形状记忆合金?将变形的合金加热到相变温度时，发生相转变而完全恢复原来的形状。?最早研究成功的形状记忆合金是Ni-Ti合金，可靠性强、功能好，但价格高。?铜基形状记忆合金加Cu-Zn-Al和Cu-Al-Ni，铁基形状记忆合金。化学与材料资料全文共73页，当前为第7页。

应用航空航天领域：人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温自然展开，恢复抛物面形状。临床医疗领域：如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器等。消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时,记忆合金制成的弹簧发生形变，启动消防报警装置。还可以把用记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内，当温度过低或过高时，自动开启或关闭暖气的阀门。

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贮氢合金?原理：利用合金与氢形成氢化物而把氢贮存起来。?要求贮氢量大；金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解；室温下吸、放氢的速度快；使用寿命长和成本低。?目前正在研究开发的贮氢合金主要有：镁系贮氢合金如MgH2,Mg2Ni等；稀土系贮氢合金如LaNi5；钛系贮氢合金如TiH2,TiMn1.5。?应用：氢动力汽车的试验已获得成功。氢的回收、分离、净化化学与材料资料全文共73页，当前为第9页。

第二节无机非金属材料?陶瓷?矾土Al2O3?单晶Si、单质C化学与材料资料全文共73页，当前为第10页。

陶瓷材料?传统的陶瓷材料是以硅和铝的氧化物为主的硅酸盐材料，新近发展起来的特种陶瓷或称精细陶瓷，成分扩展到纯的氧化物、碳化物、氮化物和硅化物等，?按使用性能分为：结构陶瓷和功能陶瓷化学与材料资料全文共73页，当前为第11页。

结构陶瓷材料?优点：耐高温、高强度、高硬度、耐磨损、抗腐蚀等?应用：能源技术、宇航技术、超导技术等现代科学技术需要大量特殊性能的新材料?实例：透明陶瓷、耐高温陶瓷化学与材料资料全文共73页，当前为第12页。

高温陶瓷?优点：工作温度稳定在1300℃左右，热效率大幅度提高；发动机可减轻汽车的质量?应用：汽车发动机、航天航空?陶瓷发动机的材料选用氮化硅，它的机械强度高、硬度高、热膨胀系数低、导热性好、化学稳定性高化学与材料资料全文共73页，当前为第13页。

透明陶瓷?一般陶瓷不透明的原因：内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者令光产生散射。?选用高纯原料，并通过工艺手段排除气孔?早期透明陶瓷是氧化物陶瓷：氧化铝、氧化锆等?近期研制出非氧化物透明陶瓷：砷化镓（GaAs）、硫化锌(ZnS)、硒化锌（ZnSe）、氟化镁(MgF2)等。?强度、硬度都高于普通玻璃，耐磨损、耐划伤，可制造防弹汽车的窗、坦克的观察窗、轰炸机的轰炸瞄准器和高级防护眼镜等。化学与材料资料全文共73页，当前为第14页。

功能陶瓷材料?定义：以声、光、电、磁、热和力学性能及其相互转化为主要特征的材料?应用：能源开发、空间技术、生物技术、计算机技术、电子通讯、信息处理等方面?实例：压电陶瓷、高温超导陶瓷、敏感陶瓷、生物功能陶瓷等。化学与材料资料全文共73页，当前为第