北師大版物理八上24《新材料及其應(yīng)用》(2課時(shí))-文庫吧
2024-10-29 21:53 本頁面
【正文】 術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種 特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金的開發(fā)迄今不過 20余年，但由于其在各領(lǐng)域的特效應(yīng)用，正廣為世人所矚目，被譽(yù)為 神奇的 功能材料 。 記 憶合金在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的 天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀。 記憶合金在臨床醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內(nèi)支架、栓塞器、心 臟修補(bǔ)器 、血栓過濾器、介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合線等等，記憶合金在現(xiàn)代醫(yī)療中正扮演著不可替代的角色。 記憶合金同我們的日常生活也同樣休戚相關(guān)。僅以記憶合金制成的彈簧為例，把這種彈簧放在熱水中，彈簧的長度立即伸長，再放到冷水中，它會立即恢復(fù)原狀。利用形狀記憶合金彈簧可以控制浴室水管的水溫，在熱水溫度過高時(shí)通過 記憶 功能，調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道，避免燙傷。也可以制作成消防報(bào)警裝置及電器設(shè)備的保安裝置 。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí) ,記憶合金制成的彈簧發(fā)生形變，啟動(dòng)消防報(bào)警裝置，達(dá)到報(bào)警的目的。還可以把用記憶合金制成的彈簧放在暖 氣的閥門內(nèi)，用以保持暖房的溫度，當(dāng)溫度過低或過高時(shí)，自動(dòng)開啟或關(guān)閉暖氣的閥門。 作為一類新興的功能材料，記憶合金的很多新用途正不斷被開發(fā)，例如用記憶合金制作的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復(fù)原狀。不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作。如果不小心碰癟了，只要用電吹風(fēng)加加溫就可恢復(fù)原狀，既省錢又省力，實(shí)在方便。 北師大版八年級《 新材料及其應(yīng)用 》精品師生共用教導(dǎo)學(xué)案 探究目標(biāo) 了解納米材料、“綠色”能源、記憶合金等新材料及應(yīng)用 . 與方法 經(jīng)歷上網(wǎng)查資料了解新材料的過程 . 、態(tài)度與價(jià)值觀 通過了解新材料的應(yīng)用及新的前景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展視野 . 探究指導(dǎo) 物理宮殿 （ 1）某些物質(zhì)的尺度加工到 1～ 100nm，它的物理性質(zhì)或者化學(xué)性能與較大尺度時(shí)相比，發(fā)生了異常變化，這些物質(zhì)組成的材料為納米材料； （ 2）納米技術(shù)的應(yīng)用：納米技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、醫(yī)療、國家安全等各個(gè)方面都有廣泛的應(yīng)用，如圖 ，我國和世界其他國家都在競相開發(fā)納米產(chǎn)品 .圖 是1993 年中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自行操縱原子 寫出的“中國”二字，標(biāo)志著我國開始在世界納米領(lǐng)域占有一席之地 .如：洗衣機(jī)桶的表面上用了納米尺度的氧化硅微粒和金屬離子的組合，就具有抑制細(xì)菌生長的功能；普通領(lǐng)帶的表面經(jīng)過納米方法處理后會有很強(qiáng)的自潔性能，不沾水也不沾油；陶瓷中加了納米陶瓷粉就具有一定的可韌性，如果用它制造發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體，汽車會跑得更快 . 圖 納米材料的應(yīng)用領(lǐng)域 圖 2.“綠色”能源 新材料能制成各種高效的“綠色”能源 .以電源為例，長期以來使用的干電池較輕便，但只能用一次，丟棄后會污染環(huán)境；鉛蓄電池能反復(fù)使用，但又太 笨重；而新材料做成的鋰電池是有體積小、質(zhì)量輕、能夠多次充電、對環(huán)境污染小等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地用于移動(dòng)通信、小型攝像機(jī)等設(shè)備上（如圖 ）；硅光電池能夠把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，并且完全不會造成污染，它廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星和照明（如圖 ） . 圖 圖 太陽能汽車的上表面覆蓋著很多硅光電池 （ 1）有些合金在加熱時(shí)能像彈簧一樣被拉長和扭曲，冷卻后可以保持這個(gè)形狀不變；當(dāng)再次加熱時(shí)，它們又恢復(fù)到被拉長或扭曲前的形狀 .這種合金叫做形狀記憶合金； （ 2）主要成分是：鎳 和鈦； （ 3）物理特性：當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了
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