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    专题二 第一节 无机非金属材料【中职专用】高中化学(高教版2021加工制造类) 课件+同步练习含解析卷
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    中职化学高教版(2021)加工制造类第一节 无机非金属材料完整版课件ppt

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    这是一份中职化学高教版(2021)加工制造类第一节 无机非金属材料完整版课件ppt,文件包含专题二第一节无机非金属材料课件中职专用高中化学高教版2021加工制造类pptx、专题二第一节无机非金属材料习题中职专用高中化学高教版2021加工制造类原卷版docx、专题二第一节无机非金属材料习题中职专用高中化学高教版2021加工制造类解析版docx等3份课件配套教学资源,其中PPT共21页, 欢迎下载使用。

    1.能从原子的结构和组成出发,初步
    【学习目标】1.能依据典型材料的组成和性质辨识半导体材料、特种陶瓷和激光材料等无机非金属材料。2.了解我国在半导体材料、特种陶瓷和激光材料等无机非金属材料领域的研究发展、应用、发展水平和发展前景,了解化学对社会发展和人类生产、生活的重大贡献
    【核心素养】通过了解特种陶瓷、半导体材料以及激光材料的性质和发展水平,培养学生科学态度与社会责任等化学学科核心素养
    LED(发光二极管 )显示屏、人工关节和舞台激光,你知道它们都是由什么材料制造的吗?
    特种陶瓷是以氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等为主要原料,采用现代材料工艺制备而成的新型陶瓷,具备光、电、磁、化学和生物学等方面的特性和功能。
    高温陶瓷是一类熔点为1700 ~ 4000 ℃的高温材料,具有抗热震性好、高温强度好、致密度高等特性。可以用于金属冶炼的氧化物材料或者耐火耐高温材料。
    超硬陶瓷是一类硬度接近金刚石的材料,它耐磨损,热稳定性和化学稳定性好。如氮化硅陶瓷制成的陶瓷发动机部件,硬度高、耐磨损,不需要水冷系统,使热效率大幅度提高,并节省燃料,减轻汽车质量。
    生物陶瓷是一类对健康无害、机体无排斥反应且不能被生化作用破坏的陶瓷材料。生物陶瓷可用于制作人造骨骼、牙齿、牙根、关节、心脏的心瓣、血管、眼睛等。例如,用氧化铝陶瓷做成的陶瓷假牙、膝关节、肘关节、肩关节等,外层坚硬、里面有微孔,便于骨髓与体液浸入,更接近人体组织结构,机体排斥反应小。
    电子陶瓷是一类具有压电、光电和电光功能的陶瓷材料。它能实现光电信号或者机械信号与电信号的相互转换。例如压电陶瓷传感器它十分敏感,可以将极其微弱的机械振动转化成电信号,常用于声呐系统、气象探测、环境保护、家用电器和医学检验等。
    在教师组织下,分小组走访附近的切削工具市场、电器市场,并查阅资料,了解特种陶瓷材料在切削工具、微波器件、介电材料等领域的应用,制作演示文稿,在班级中交流。
    半导体材料是指电阻率在10-3~109 Ω·cm,介于金属和绝缘体之间的材料。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料,支撑着通信、计算机、家电与网络技术等电子信息产业的发展。半导体材料主要有硅、砷化镓、磷化铟、磷化镓、氮化镓、碳化硅和金刚石等。
    单晶硅和多晶硅是最早使用的半导体材料,用于制作二极管、晶体管、集成电路、太阳能电池等。最早问世的太阳能电池就是单晶硅太阳能电池,之后出现多晶硅太阳能电池,在公路、铁路、航运交通信号灯和日常照明中广泛应用。硅材料储备丰富、价格低廉、热性能和机械性能优良,目前,硅半导体材料仍是电子信息产业最主要的基础材料。
    在硅晶体中,每个硅原子最外层有4个电子,与其他硅原子的电子形成共价键,电子不能自由运动,因此纯晶体硅不是电的良导体。
    如果在纯晶体硅中掺入五价元素(如磷)取代晶格中硅原子的位置,那么就会多出来1个电子,这个电子成为自由电子,在晶体中自由运动,硅也就能够导电。这种靠自由电子导电的半导体就是n型半导体。
    如果在硅晶体中掺入三价元素(如硼),它会从临近的硅原子中吸引1个电子形成共价键,硅晶体中就形成了1个带正电荷的“空穴”,这时硅也能导电,这种有空穴的半导体就是p型半导体。
    将p型半导体与n型半导体制作在同一块硅片上,它们的交界面能形成pn结。pn结具有单向导电性,可以制作半导体整流管。pn结受到光照后能产生电动势,利用这一特性可制造太阳能光电池。
    砷化镓制作的半导体器件具有硅半导体器件所不具有的高频、高速和光电性能,并可在同一芯片同时处理光电信号,是新一代通信材料,用于制作各种微波管、激光管、红外发光管、高速集成电路等,是雷达、微波通信、光纤通信、磁场控制、高速计算机、移动通信等领域广泛应用的新一代半导体材料。
    3.碳化硅和氮化镓半导体材料
    碳化硅和氮化镓半导体材料,可以研制不同光谱的LED(发光二极管)、高温大功率电子器件和高频微波器件,这些器件可以在高温环境中工作,并且易冷却,有高频操作的优势。
    激光是一种受激发辐射放大的光,具有高定向性、高单色性、高相干性、高亮度性以及可调谐等特点,在军事、工业、医疗等领域广泛应用。激光材料由掺杂离子(活性离子)和基质材料组成。掺杂离子通常是稀土离子或过渡金属离子,基质材料一般是晶体和玻璃。
    利用激光进行多种特殊的非接触特种加工作业。目前比较成熟的应用有激光焊接、激光划片、激光表面处理、激光打孔和激光切割等
    在大型装备和建筑施工中,激光准直与定向技术有广泛的应用。利用氦氖激光器制成的激光指向仪、激光铅直仪、激光水准仪和激光经纬仪等,在大型船舶制造、大型建筑和筑路施工、管道和电缆铺设以及隧道开凿和矿井掘进等工程中应用效果很好。
    1.SiC材料与Si材料相比,性能更加优良,它的应用能有效实现我国节能降耗的目标。分小组查阅资料了解SiC器件主要应用于哪些领域,它对节能降耗做出了哪些贡献?
    2.激光可进行多种特殊的非接触特种加工作业,你知道这些行业包括哪些吗?激光给这些行业带来哪些方便?
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