5.5点击新材料(沪粤版)PPT课件.ppt

5.5 点击新材料点击新材料1.（1）、纳米是一个长度单位：）、纳米是一个长度单位：1nm=10-9m （2）、）、1nm小到什么程度？小到什么程度？(10个分子紧密排布个分子紧密排布 的尺度，大约是一根头发丝的的尺度，大约是一根头发丝的1%)（3）、纳米材料除了其基本单元空间尺度小）、纳米材料除了其基本单元空间尺度小 外，外，在力、热、声、光、电、磁等方面表现出许多特殊在力、热、声、光、电、磁等方面表现出许多特殊的性能。的性能。一、纳米材料一、纳米材料2.1、特点、特点 当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化。能就会发生显著变化。黄金黄金黄金的纳米颗粒黄金的纳米颗粒尺寸小到尺寸小到 纳米时纳米时3.将煤炭中的原子重新排列将煤炭中的原子重新排列钻石钻石 向沙子中加入一些微量元素，并将原子重向沙子中加入一些微量元素，并将原子重新排列新排列电脑芯片电脑芯片 土壤、水和空气的原子重新排列土壤、水和空气的原子重新排列马铃薯马铃薯 细胞老化时一个分子一个分子地制造出细胞老化时一个分子一个分子地制造出来新细胞来新细胞生命无限延长生命无限延长 纳米材料在工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家纳米材料在工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家安全等方面有着广泛的应用。安全等方面有着广泛的应用。2、应用、应用4.5.6.纳米机械零件纳米机械零件7.药物做成纳米颗粒药物做成纳米颗粒 将来人们可以用纳米将来人们可以用纳米技术一个一个地将原子组技术一个一个地将原子组装起来装起来 制成各种纳米机器制成各种纳米机器 纳米镜面纳米镜面8.9.半导体半导体:介于导体和绝缘体之间的物体介于导体和绝缘体之间的物体锗、硅、砷化镓等都是半导体材料二、半导体材料二、半导体材料 半导体材料是半导体工业的基础，是信半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和产业发展的息技术和产业发展的“粮食粮食”。半导体材料应用已经成为半导体材料应用已经成为衡量一个国家衡量一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志经济发展科技进步和国防实力的重要标志。10.1、元素半导体（硅）、元素半导体（硅）特点特点：储量丰富，价格低廉，热性能和机储量丰富，价格低廉，热性能和机械性能优良，易伸长成大尺寸高纯度的晶体。械性能优良，易伸长成大尺寸高纯度的晶体。应用：应用：95%以上的半导体器件和以上的半导体器件和99%以以上的集成电路是用硅材料制作的，并且上的集成电路是用硅材料制作的，并且它是电它是电子信息产品最主要的基础材料。子信息产品最主要的基础材料。2、化合物半导体、化合物半导体 砷化镓，磷化铟，氨化镓等包括许多其砷化镓，磷化铟，氨化镓等包括许多其它它III-V族化合物半导体，其中以砷化镓技术族化合物半导体，其中以砷化镓技术较为成熟，应用也较为广泛。较为成熟，应用也较为广泛。11.评价：评价：硅（元素半导体）本身有许多难以硅（元素半导体）本身有许多难以再改善的电子特性，已经无法再充分满足人们再改善的电子特性，已经无法再充分满足人们的需求，化合物半导体逐渐受到青睐，其中砷的需求，化合物半导体逐渐受到青睐，其中砷化镓凭借着高频率，高电子迁移率，低噪音，化镓凭借着高频率，高电子迁移率，低噪音，输出功率高，耗能少，效益高以及线性度良好，输出功率高，耗能少，效益高以及线性度良好，不易失真等优越的特性，脱颖而出，开发前景不易失真等优越的特性，脱颖而出，开发前景令人鼓舞。令人鼓舞。半导体应用广泛：半导体应用广泛：小到电子表、收录机、小到电子表、收录机、数码照相机、电视机；大到汽车、火车、飞数码照相机、电视机；大到汽车、火车、飞机、宇宙飞船机、宇宙飞船 12.半导体的一些元件半导体的一些元件13.应用半导体的一些产品应用半导体的一些产品14.激光笔激光笔15.1.半导体照明技术的迅猛发展半导体照明技术的迅猛发展当前化合物半导体产业发展的当前化合物半导体产业发展的主要体现主要体现 基于基于半导体发光二极管（半导体发光二极管（LED）的半的半导体光源具有体积小，发热量低，耗电量小，导体光源具有体积小，发热量低，耗电量小，寿命长，无污染，易开发成轻薄短小产品等寿命长，无污染，易开发成轻薄短小产品等优点，具有重大的经济技术价值和市场前景。优点，具有重大的经济技术价值和市场前景。161）、）、LED 照明灯照明灯 在提倡绿色环保、节在提倡绿色环保、节能减排的产业发展思路下，能减排的产业发展思路下，LED照明将成为行业的发照明将成为行业的发展主流。展主流。LED：英文单词的缩写，主要含义：英文单词的缩写，主要含义：LED=Light Emitting Diode，发光二极管，是一种，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的能够将电能转化为可见光的固态的 半导体器件。半导体器件。那么那么LED在什么方面可以应用到呢？在什么方面可以应用到呢？17.继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源继白炽灯，荧光灯之后的新一代电光源半导半导半导半导体照明灯体照明灯体照明灯体照明灯，它极为安全，身体接触无任向危险、也可，它极为安全，身体接触无任向危险、也可，它极为安全，身体接触无任向危险、也可，它极为安全，身体接触无任向危险、也可用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红用水清洗等、非常节能，由于光谱中没有紫外线和红外线、故没有很高的热量、属于外线、故没有很高的热量、属于外线、故没有很高的热量、属于外线、故没有很高的热量、属于新型绿色照明光源，新型绿色照明光源，新型绿色照明光源，新型绿色照明光源，使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。（2）、半导体照明灯）、半导体照明灯18.路灯采用路灯采用LED与电源模块分离式设计与电源模块分离式设计易易于后面的维修保固。最佳化散热管理技术，有于后面的维修保固。最佳化散热管理技术，有效将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保效将灯具光衰现象降至最低。灯具防尘防水保护等级护等级IP66。（3）、半导体交通信号灯）、半导体交通信号灯19.2.消费类产品日新月异消费类产品日新月异 信息产业数字化、智能化、网络化的不信息产业数字化、智能化、网络化的不断推进断推进,新材料和新技术的不断涌现新材料和新技术的不断涌现,都将对都将对半导体未来的发展产生深远的影响半导体未来的发展产生深远的影响,将会从不将会从不同的侧面促进半导体同的侧面促进半导体高速、低噪声、大功率、高速、低噪声、大功率、大电流、高线性、大动态范围、高效率、高大电流、高线性、大动态范围、高效率、高灵敏度、低功耗、低成本、高可靠、微小型灵敏度、低功耗、低成本、高可靠、微小型等方面快速发展。等方面快速发展。20.全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比全球家用电子产品装备无线控制和数据连接的比例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市例越来越高，音视频装置日益无线化，这类产品的市场为场为场为场为化合物半导体化合物半导体化合物半导体化合物半导体的应用带来了庞大的新市场。的应用带来了庞大的新市场。的应用带来了庞大的新市场。的应用带来了庞大的新市场。21.目前，二代半技术成为移动通信技术的主流，同目前，二代半技术成为移动通信技术的主流，同目前，二代半技术成为移动通信技术的主流，同目前，二代半技术成为移动通信技术的主流，同时正在逐渐向第四代（时正在逐渐向第四代（时正在逐渐向第四代（时正在逐渐向第四代（4G4G）过渡）过渡）过渡）过渡.由于二代半技术对功放的效率和散热有更高的由于二代半技术对功放的效率和散热有更高的由于二代半技术对功放的效率和散热有更高的由于二代半技术对功放的效率和散热有更高的要求，而要求，而要求，而要求，而4G4G技术要求更高的工作频率，更宽的带宽技术要求更高的工作频率，更宽的带宽技术要求更高的工作频率，更宽的带宽技术要求更高的工作频率，更宽的带宽和高线性，这对和高线性，这对和高线性，这对和高线性，这对砷化镓技术的发展砷化镓技术的发展砷化镓技术的发展砷化镓技术的发展是有利的。是有利的。是有利的。是有利的。二代半二代半3G 3、移动通信技术正在不断朝有利于、移动通信技术正在不断朝有利于 化合物半导体产品的方向发展化合物半导体产品的方向发展22.总结：总结：总结：总结：从产业发展前景和趋势来看，由于环保从产业发展前景和趋势来看，由于环保从产业发展前景和趋势来看，由于环保从产业发展前景和趋势来看，由于环保节能减碳受到重视，使得半导体材料的应用会日益节能减碳受到重视，使得半导体材料的应用会日益节能减碳受到重视，使得半导体材料的应用会日益节能减碳受到重视，使得半导体材料的应用会日益广泛，而基于半导体材料的优点，它的发展前景，广泛，而基于半导体材料的优点，它的发展前景，广泛，而基于半导体材料的优点，它的发展前景，广泛，而基于半导体材料的优点，它的发展前景，也是令人鼓舞的。也是令人鼓舞的。也是令人鼓舞的。也是令人鼓舞的。4.军用光电子军用光电子 由于半导体激光结构简单，易于调制等优点，由于半导体激光结构简单，易于调制等优点，广泛应用于军事领域。如激光测距，激光瞄准告警，广泛应用于军事领域。如激光测距，激光瞄准告警，激光雷达，激光通信等，而在制作光纤传感器，液晶激光雷达，激光通信等，而在制作光纤传感器，液晶光阀和激光二极管原子钟等方面也有广泛的军事应用光阀和激光二极管原子钟等方面也有广泛的军事应用前景。前景。23.三、超导材料三、超导材料1、特点特点 当温度降到一定时，材料的电阻变为零。当温度降到一定时，材料的电阻变为零。当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电电阻率突然变为零阻率突然变为零，这种现象叫做，这种现象叫做超导现象超导现象，能够发，能够发生超导现象的物质称为超导体生超导现象的物质称为超导体24.2、超导材料的应用：、超导材料的应用：（）利用超导零电阻特性实现远距离大功（）利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。率输电可无损耗输送强电流。（）超导材料种类多，应用广泛。如（）超导材料种类多，应用广泛。如25.超导电流引线超导电流引线 高温超导磁体高温超导磁体 26.超导磁悬浮列车：用超导实现交通工超导磁悬浮列车：用超导实现交通工具的无摩擦运行。具的无摩擦运行。27.信息浏览：信息浏览：隐性材料隐性材料1、特点、特点 能将雷达发射出的电磁波大部分吸能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉，反射回去很少，使雷达成收掉，反射回去很少，使雷达成“睁眼睁眼瞎瞎”。2、应用、应用飞机、坦克等重要军事目标或武器上。飞机、坦克等重要军事目标或武器上。28.隐形战斗机是利用新型的隐形战斗机是利用新型的隐性材料隐性材料制成的制成的重要军事武器，重要军事武器，涂有隐性材料涂有隐性材料的战斗机能将的战斗机能将雷达发射出的无线电波大部分吸收掉，反射雷达发射出的无线电波大部分吸收掉，反射回去的却很少，使雷达变成了回去的却很少，使雷达变成了“睁眼瞎睁眼瞎”.我我国正在研制试飞中的国正在研制试飞中的歼歼-20-20和和歼歼-31-31就属于此就属于此类飞机。而普通飞机反射回去的无线电波信类飞机。而普通飞机反射回去的无线电波信号很强，雷达接收屏能接收到，因此能显示号很强，雷达接收屏能接收到，因此能显示出普通飞机的存在态。出普通飞机的存在态。29.30.加热后能随意拉长和扭曲，冷却加热后能随意拉长和扭曲，冷却后形状不变；再次加热可恢复到原来形状。后形状不变；再次加热可恢复到原来形状。1 1、主要成分是：、主要成分是：镍和钛镍和钛；2 2、物理特性：当温度达到某一数值、物理特性：当温度达到某一数值时，材料时，材料内部的晶体结构内部的晶体结构会发生变化，会发生变化，从而导致了外形的变化从而导致了外形的变化.形状记忆合金形状记忆合金:31.3 3、应用、应用：（）、热水器的出水阀门：（）、热水器的出水阀门 （）、管接头、形状复杂的接头、联（）、管接头、形状复杂的接头、联轴节、连接鞘、紧固件、夹具、定位器、止轴节、连接鞘、紧固件、夹具、定位器、止动器、电路连接器、记忆铆钉等。动器、电路连接器、记忆铆钉等。32.记忆合金管的接头记忆合金管的接头记忆铆钉记忆铆钉33.（）、人造卫星或宇宙飞船上的半球（）、人造卫星或宇宙飞船上的半球形的网状自展天线。形的网状自展天线。先把天线在低温下折叠成一小团，放在先把天线在低温下折叠成一小团，放在卫星或飞船里，发射或升空后，太阳的热量使卫星或飞船里，发射或升空后，太阳的热量使它从发射的折叠状态展开成半球形的工作状况。它从发射的折叠状态展开成半球形的工作状况。34.（4 4）、）、月面天线月面天线。发射前天线被发射前天线被压缩成压缩成小球团小球团，到达月球表面后，能，到达月球表面后，能展开成半球面状展开成半球面状正常工作。正常工作。35.（5 5）、科普展览会上有一种神奇的金属花，科普展览会上有一种神奇的金属花，记忆合金记忆合金”花朵花朵”，它的花瓣是用记忆合金制，它的花瓣是用记忆合金制成的，具有记忆能力，灯光一照会绽开。成的，具有记忆能力，灯光一照会绽开。36.（6 6）、医疗上用镍钛形状记忆合金制造牙）、医疗上用镍钛形状记忆合金制造牙齿的矫正器、凝血过滤器，脑动脉瘤手术夹钳、齿的矫正器、凝血过滤器，脑动脉瘤手术夹钳、人造心脏瓣膜、脊椎矫正器、骨折部位的定位人造心脏瓣膜、脊椎矫正器、骨折部位的定位夹具等，给病人带来福音。夹具等，给病人带来福音。将将“记忆金属记忆金属”做成做成“金属食道支架金属食道支架”，能在患者喉部膨胀成新的食道，必要时只要，能在患者喉部膨胀成新的食道，必要时只要向食道里加冰块，向食道里加冰块，“食道食道”又会遇冷收缩，从又会遇冷收缩，从而可轻易取出。而可轻易取出。37.弹性好弹性好38.电阻电阻超导转变超导转变超导临界超导临界TC超导磁悬浮超导磁悬浮1100nm电阻为零电阻为零电能电能超导磁悬浮超导磁悬浮课堂练习课堂练习39.6、关于超导材料的下列说法中错误的是（、关于超导材料的下列说法中错误的是（）A、超导材料是一种电阻为零的材料、超导材料是一种电阻为零的材料 B、用很细的超导丝可以输送强大的电流、用很细的超导丝可以输送强大的电流 C、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零、超导材料电阻只能接近零，不可能等于零 D、用超导材料输电时，输送电路中无损耗、用超导材料输电时，输送电路中无损耗7、下列关于纳米的叙述错误的是（）、下列关于纳米的叙述错误的是（）、纳米是一个长度单位，符号是、纳米是一个长度单位，符号是nm B、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技、人们在纳米尺度内发现了很多的新现象，给技术上术上带带 来很多新发展来很多新发展 C、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面、纳米技术是现代化科学的前沿，我国在这方面的研究具有世界先进水平的研究具有世界先进水平 D、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关、所有的高分子科技产品都与纳米技术有关CD40.