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1、1,什么是材料化学？其主要特点是什么？,材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支，是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。,材料化学的主要特点是跨学科性和实践性,2,材料与试剂的主要区别是什么？,试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质,材料则一般可重复、持续使用，除正常损耗外，它不会不可逆地转变成其他物质,3,简述材料化学的主要研究内容,结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布,性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能,制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程,应用,4,材料中的结合键有哪几种？各自的特点如何？对材料的特性有何影响？,5,
2、各种结合键主要特点比较,6,计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数,单位晶胞原子数 n = 2,bcc,（1）体心立方,7,（2）六方密堆,hcp,n = 6,8,fcc,n = 4,（3）面心立方,9,已知K+和Cl-的半径分别为0.133 nm 和0.181 nm，试分析KCl的晶体结构，并计算堆积系数,解：因为r+/ r- = 0.133/0.181 = 0.735，其值处于0.732和1.000之间，所以正离子配位数应为8，处于负离子立方体的中心，属于下面提到的CsCl型结构。,a0 = 2r+ + 2r- = 2(0.133) + 2(0.181) = 0.628 nma0 = 0
3、.363 nm,2r+2r -,10,简要回答晶体和非晶体的区别和转化,从空间结构上来说，晶体长程；短程都有序，非晶体长程无序短程有序。,宏观性质来说，（1）晶体具有整齐、规则的几何外形；非晶体没有一定的几何形状。（2）晶体具有各向异性；非晶体各向同性。（3）晶体有固定的熔点；非晶体没有。,从热力学来说，晶体为热力学稳定状态；非晶体热力学不稳定。,区别：,转化：,非晶体容易向晶体转化，而晶体只有在极端的条件下（如骤冷）才可以向晶体转化,11,Chapter2 Structure of Materials,固溶体与溶液有何异同？固溶体有机种类型？,相同点：都有两种或两种以上的组分组成；都可以形成
4、分散均匀、稳定的单一相，都存在溶解度,不同点：状态不同，溶液为液态，固溶体为固态；结构不同，固溶体的溶质结构和溶剂相似，溶液只有在稀溶液时才相同；性质不同，固溶体的性质与溶剂有关，但溶液只有在稀溶液时才相同。,分类：固溶体分为置换型固溶体和填充型固溶体,12,试述影响置换型固溶体的固溶度的因素,Hume-Rothery经验规则,当 时，溶质与溶剂之间可以形成连续固溶体；当 时，溶质与溶剂之间只能形成有限型固溶体；当 时，溶质与溶剂之间很难形成固溶体或不能形成固溶体，而容易形成中间相或化合物。,（1）原子或离子尺寸的影响,13,Chapter2 Structure of Materials,（2
5、）电价因素,一般来说，两种固体只有在离子价相同或同号离子的离子价总和相同时，才可能满足电中性的要求，生成连续固溶体。,（3）离子类型和键性,化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相近，容易形成固溶体。,（4）晶体结构类型的影响,溶质与溶剂晶体结构类型相同，能形成连续固溶体,14,Chapter2 Structure of Materials,说明下列符号的意义,VNa,Na脱离开原来的位置，形成的空位,Na+脱离开原来的位置，形成的空位，有效电荷为-1,Cl-脱离开原来的位置，形成的空位，有效电荷为+1,CaK,Ca2+ 取代K+而进入K+的位置，有效电荷为+1,CaCa,Ca取代Ca而
6、进入占据Ca的位置,Ca2+进入间隙位置，有效电荷为+2,15,Chapter2 Structure of Materials,写出CaCl2溶解在KCl中的各种可能的缺陷反应式,Ca2+取代K+，Cl-进入Cl-晶格位置：Ca2+取代K+，Cl-进入间隙位置：Ca2+进入间隙位置，Cl-占据晶格位置：,16,试求下图中所示方向的密勒指数,17,试求下图中所示面的密勒指数,A面：朝x方向平移一晶格参数，则x1，y，z 故为（1,0,0）,B面： x1，y-1，z 1/2故为（1,1,1/2），即（1,1,2）,C面： x1，y1，z -3/4 故为（1,1,-3/4），即（1,1,-4/3）
7、即（3,3,4）,18,D面：x1，y1/3，z 故为（1,1/3, ），即为（1,3,0）,E面：x0，y0，z ,故须平移，朝x方向平移一晶格参数，则x1，y-1，z 故为（1,-1, ），即为（1,1,0）,F面： x0，y0，z 1/2,故须平移，朝x方向平移一晶格参数，则x1，y-1，z 1/2故为（1,-1, 1/2 ），即为（1,1,2）,19,用固体能带理论说明什么是导体、半导体、绝缘体？,2.1.3.5 Electrical property,满带：充满电子的能带空带：部分充满或全空的能带价带：价电子填充的能带禁带：导带及满带之间的空隙,导带,20,导体：价带未满，或价带全满
8、但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。,半导体：价带全满，禁带宽度在0.1-3eV之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。,绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁,21,有一根长为5 m，直径为3mm的铝线，已知铝的弹性模量为70Gpa，求在200N的拉力作用下，此线的总长度。,=5.002m,22,试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈?,铝在空气中可以生成致密得氧化物膜，阻止与空气得进一步接触，所以不易生锈,铁在空气中生成疏松得氧化物膜，不能隔绝空气；特别是铁在潮湿得空气中能够发生电化学反应，因此加大了锈蚀，所以铁较易生锈。
9、,23,为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞?,玻璃的主要原料为SiO2， 而SiO2为酸性氧化物，因此，容易在碱性条件下发生化学反应:,SiO22NaOHNa2SiO3H2O,造成活塞失灵。,24,何种结构的材料具有高硬度？如何提高金属材料的硬度？,由共价键组成的材料具有高的硬度，离子键次之。,金属材料在形成固溶体或合金时可以有效地提高金属材料的硬度。,25,热膨胀受什么因素影响？试用势能图说明,热膨胀主要受到键强的影响，键强越强，热膨胀越弱。此外，组织结构也对热膨胀有影响。结构紧密的固体，膨胀系数大。,26,27,Cs熔体的标准吉布斯自由能（单位为J）与温度T（单位为K）的关系为 Gm2100-
10、6.95T，求熔点,到熔点时Gm0,T,2100,6.95,302.2K,即29.2,28,通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物还原剂,对于该反应式从图中可以看出，其温度越高， G0的负值越大，其稳定性也就越高，即该反应中碳的还原性越强。,29,埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，但反应C+O2=CO2的斜率为0，反应2C+O2=2CO的斜率为负，请解释原因,氧化过程气体数目不变，则S0=0, (-S0)=0，斜率为零。,G0与温度T关系式的斜率为-S0,氧化过程气体数目增加，则S00, (- S0)0，斜率为负。,30,吉布斯相律通常为f=c-p+2，为什么在固体材料的研究中，相
11、律一般可表达成f=c-p+1,相律式中的2表示温度和压力，但对于固体材料来说，压力的影响不大，只受温度的影响，所以相律表达为f=c-p+1。,31,一合金的成分为90Pb-10Sn。（a）请问此合金在100、200、300时含有哪几种相？（b）在哪个温度范围内将将只有一相存在？,300时，此合金含晶体和液体L,200时，此合金只含有晶体,100时，此合金含有晶体和,在140到275时，此合金只有一相存在。,32,固溶体合金的相图如下图所示，试根据相图确定：（a）成分为40B的合金首先凝固出来的固体成分是？（b）若首先凝固出来的固体成分含60B，合金成分为？（c）成分为70B的合金最后凝固的液体
12、成分是？（d）合金成分为50B，凝固到某温度时液相含有40 B， 固体含有80B，此时液体和固体各占多少分数？,（a）80B,（b）20B,（c）25B,（d）WL/W(C-C0)/(C0-CL),=(80%B-50%B)/(50%B-40%B),=3/1,所以液体占25，固体占75,33,黑色金属：,铁、钴、锰金属及它们的合金,有色金属：,马氏体：,奥式体：,超耐热合金：,除铁、钴、锰之外的金属,碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体,碳溶解在-Fe中形成的过饱和固溶体,能在7001200高温下仍能长时间保持所需力学性能，具抗氧化、抗腐蚀能力，且能满意工作的金属材料通称超耐热合金。,34,金属间化
13、合物：,金属固溶体：,一个（或几个）金属组元的原子溶入另一个金属组元的晶格中，而仍保持另一金属组元的晶格类型的固态晶体。,形成金属固溶体后，继续增大溶质金属的量，溶质析出与溶剂反应，形成一种晶格类型及性能与任意合金组元不同新相,35,简述形状记忆合金的原理,形状记忆效应源于某些特殊结构合金在特定温度下发生的马氏体奥氏体相组织结构的相互转化。当温度降低时，面心立方结构的母体奥氏体逐渐转变成体心立方或体心四方结构的马氏体，温度上升时，马氏体又会向奥氏体转变，最终恢复到原来的形状。,36,介绍储氢合金类别，并说明其储氢、释氢化学过程,储氢：一个金属原子能与两个、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的金
14、属氢化物，同时放出热量。释氢：将其稍稍加热，氢化物又会发生分解，将吸收的氢释放出来，同时吸收热量。,37,讨论储氢合金在镍氢电池领域的工作原理,充电时，金属作为阴极电解KOH水溶液时，生成的氢原子在材料表面吸附，继而扩散入电极材料表面进行氢化反应生成金属氢化物；放电时，金属氢化物作为阴极释放所吸收的氢原子并氧化为水。电极反应为：,充电：,M+H2O+e-,MH+OH-,Ni(OH)2+OH-,NiOOH+H2O+e-,放电：,MH+OH-,M+H2O+e-,NiOOH+H2O+e-,Ni(OH)2+OH-,38,超塑性合金一般具有怎样的结构特点？,超塑性合金的组织结构基础是晶粒一般为微小等轴的
15、晶粒。,39,非晶态金属材料一般如何制得？它具有什么突出性能特点？结构上是热力学稳定体系吗？,非晶态合金一般通过电镀、激光法及熔体旋辊急冷法制备。,性能特点:（1）高强度高韧性的力学性能（2）高导磁、低铁损的软磁性能（3）耐强酸、强碱腐蚀的化学特性（4）电性能提高,结构上为热力学亚稳体系,40,一般金属材料是否为单晶态金属结构？,一般金属材料为多晶态金属结构,41,玻璃体：,熔体冷却后呈坚硬无定形状态的无机物,陶瓷：,所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品,-型半导体：,以空穴为载流子的半导体,蒙脱土：,两个四面体片夹一八面体片组成一个晶片，八面
16、体片中，部分Mg取代Al而使层片带负电，多余电荷由层间阳离子中和。,42,结构陶瓷:,作为工程结构材料使用的陶瓷材料,高岭土：,四面体片与八面体片通过共用氧原子结合成一个晶片，晶片间以氢键相连，水化时基本不膨胀。,介电陶瓷：,具有介电性能的陶瓷，即在电场作用下带电粒子只能产生微观上的位移而不能进行宏观上的迁移的性质的陶瓷。,铁电陶瓷：,具有铁电性能的陶瓷，即在除去外电场后仍保持部分极化状态的陶瓷,43,压电陶瓷：,具有压电效应，能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。,超导体：,具有在超低温下失去电阻性质的物质。,44,材料科学中得三大基础材料是什么？,金属材料、无机非金属材料及高分子材料,
17、45,硅酸盐玻璃与硅酸盐陶瓷结构上有哪些区别？,在结构上，硅酸盐玻璃是非晶态的，而硅酸盐陶瓷是晶态的。,46,功能陶瓷按其功能性质不同，可以分为哪几大类？各举一例说明,功能陶瓷按其功能性质不同，可分为介电陶瓷、导电陶瓷、敏感性陶瓷、光学陶瓷以及生物陶瓷。,47,“白石墨”是指何种陶瓷？,六方氮化硼陶瓷,48,根据陶瓷概念得描述，下列哪些物质不属于陶瓷？,纯石墨,金刚石,Si3N4,GaAs,GaN,干冰,硫磺,单晶硅,TiC,单质,49,热敏陶瓷按其响应性质可分为哪两类？,热敏陶瓷分为热敏电容、热敏电阻及热释电材料三种,50,51,11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏
18、通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标
19、导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士
20、曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之
21、者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课
22、下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的
23、香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握
24、文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段
25、有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能
26、与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条
27、抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其分明，抒情淋漓尽致，“也”“而”的反复运用，形成回环往复的韵律，使读者在诵读中获得美的享受。(3)文章写景优美，又多韵律，使人读来不仅能感受到绘画美，也能感受到韵律美。目标导学七：探索文本虚词，
28、把握文言现象虚词“而”的用法用法文本举例表并列1.蔚然而深秀者；2.溪深而鱼肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧哗者表递进1.而年又最高；2.得之心而寓之酒也表承接1.渐闻水声潺潺，而泻出于两峰之间者；2.若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝；3.野芳发而幽香，佳木秀而繁阴；4.水落而石出者；5.临溪而渔；6.太守归而宾客从也；7.人知从太守游而乐表修饰1.朝而往，暮而归；2.杂然而前陈者表转折1.而不知人之乐；2.而不知太守之乐其乐也虚词“之”的用法用法文本举例表助词“的”1.泻出于两峰之间者；2.醉翁之意不在酒；3.山水之乐；4.山间之朝暮也；5.宴酣之乐位于主谓之间，取消句子独立性而不知太守之乐其
29、乐也表代词1.望之蔚然而深秀者；2.名之者谁(指醉翁亭)；3.得之心而寓之酒也(指山水之乐)【教学提示】更多文言现象请参见我的积累本。三、板书设计路线：环滁琅琊山酿泉醉翁亭风景：朝暮之景四时之景山水之乐(醉景)风俗：滁人游太守宴众宾欢 太守醉宴游之乐(醉人)心情：禽鸟乐人之乐乐其乐与民同乐(醉情) 可取之处重视朗读，有利于培养学生的文言语感，并通过节奏划分引导学生理解文意，突破了仅按注释疏通文义的桎梏，有利于引导学生自主思考；不单纯关注“直译”原则，同时培养学生的“意译”能力，引导学生关注文言文的美感，在一定程度上有助于培养学生的核心素养。不足之处文章难度相对较高，基础能力低的学生难以适应该教学。,会员免费下载,
