基本材料类型在第144期(高中有效知识144——金属材料、无机非金属材料和有机材料)详细介绍,本期针对一些模糊的材料概念进行介绍。 特别注意:纤维描述的是物体的外观又细又长,并不是按成分分类的,例如碳纤维(C单质)、光导纤维(SiO2)、玻璃纤维属于无机非金属材料,纤维素类(如棉、麻)、蛋白质类纤维(蚕丝、羊毛)、化学纤维等属于有机高分子材料。 【知识梳理】 1. 半导体材料 半导体材料是指导电能力介于导体与绝缘体之间的一类材料,但反映半导体内在基本性质的是光、热、磁、电等作用于半导体时引起的物理效应和现象,包括电阻随温度升高而降低、光伏效应、光电效应(光照引起导电性变化)、整流效应(导电性与所加电场方向有关)等。半导体应用在集成电路、光伏发电、照明应用(LED)、大功率电源转换等领域。 按照化学组成可分为元素半导体,例如锗(Ga)、晶体硅,无机化合物半导体,例如砷化镓(GaAs),以及有机化合物半导体,例如聚丙烯腈、酞菁。 2. 超导材料 超导电性指在一定温度下物质没有可测得的电阻,该现象早期是在金属材料中发现,例如Hg(4.2K)、Nb3Ge合金(23.3K)。后来发现无机物中也有超导材料,且转变温度更高,例如Yba2Cu3O7-x(90K)、Bi2O3-SrO-CaO-CuO,这些物质具有钙钛矿结构。 3. 纳米材料 纳米材料指由纳米粒子(尺寸在1 nm到100 nm之间的粒子)形成的材料,是从尺度大小分类的,因此物质类别可以是金属或非金属。纳米材料有独特的性质,例如常见陶瓷又硬又脆,但纳米陶瓷像弹簧一样有韧性;又如纳米铁的抗断裂应力比普通铁高12倍,硬度高100~1000倍。教材中提到的碳纳米材料在物质类别上属于无机非金属材料,例如富勒烯、碳纳米管、石墨烯、石墨炔。 4. 复合材料 复合材料是指将两种及两种以上功能类型不同的材料进行组合,这类材料在生活中非常常见且历史久远,复合材料的组成包括基体和增强材料两部分。基体主要有有机高分子材料、陶瓷、合金等,增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维等。 例如,稻草增强粘土由天然纤维与硅酸盐材料复合,钢筋混凝土由金属材料与硅酸盐材料复合,玻璃钢(玻璃纤维增强塑料)由无机非金属材料与有机高分子材料复合。碳纤维复合材料由树脂、陶瓷、金属、橡胶为基体与碳纤维(无机非金属材料)复合。 2.(2023·湖南)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 3.(2023·浙江)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是 A.石墨烯 B.不锈钢 C.石英光导纤维 D.聚酯纤维 4.(2022·广东)北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是 A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料H2为氧化性气体 B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子 C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化 D.核电站反应堆所用轴棒中含有的与互为同位素 A.冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料 B.火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料 C.冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料 D.短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料 6.(2022·重庆)“逐梦苍穹之上,拥抱星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是 A.“北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷是第ⅠA族元素 |
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