初中物理知識點:新材料及其應用(半導體、超導體、納米材料、綠

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

新型材料:
新材料之一:納米材料
①納米定義:納米是長度單位,1nm=10-9m即:十億分之一米;
②當材料的微粒小到納米尺寸時,材料的性能就會發(fā)生顯著變化.如:黃金在正常情況下呈金黃色,而它的納米顆粒卻變成了黑色,且熔點顯著下降;

新材料之二:超導材料
①超導材料:是一種電阻為零的材料
②超導材料的應用:
a、利用超導零電阻特性實現(xiàn)遠距離大功率輸電可無損耗輸送強電流。
b、超導材料種類多,應用廣泛。(如:超導磁懸浮列車)

新材料之三:半導體材料
有些材料,它的導電性能介于導體和絕緣體之間,這類材料稱為半導體,鍺、硅、砷化鎵等都是半導體材料。

新材料之四:形狀記憶合金
①形狀記憶合金:形狀記憶合金:加熱后能隨意拉長和扭曲,冷卻后形狀不變;再次加熱可恢復到原來形狀。
②主要成分是:鎳和鈦;
③物理特性:當溫度達到某一數(shù)值時,材料內部的晶體結構會發(fā)生變化,從而導致了外形的變化.

新材料之五:隱性材料
隱性材料:能吸收電磁波、彈性好、耐拉而壓硬度大



超導材料的特性:
1.零電阻
超導材料處于超導態(tài)時電阻為零,能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導環(huán)中引發(fā)感生電流,這一電流可以毫不衰減地維持下去。這種“持續(xù)電流”已多次在實驗中觀察到。

2.抗磁性
超導材料處于超導態(tài)時,只要外加磁場不超過一定值,磁力線不能透入,超導材料內的磁場恒為零。

3.同位素效應
超導體的臨界溫度Tc與其同位素質量M有關。M越大,Tc越低,這稱為同位素效應。例如,原子量為199.55的汞同位素,它的Tc是4.18開,而原子量為203.4的汞同位素,Tc為4.146開。



記憶合金的應用:
1. 記憶合金已用于管道結合和自動化控制方面,用記憶合金制成套管可以代替焊接,方法是在低溫時將管端內全擴大約4%,裝配時套接一起,一經(jīng)加熱,套管收縮恢復原形,形成緊密的接合。美國海軍飛機的液壓系統(tǒng)使用了10萬個這種接頭,多年來從未發(fā)生漏油和破損。船艦和海底油田管道損壞,用記憶合金配件修復起來,十分方便。在一些施工不便的部位,用記憶合金制成銷釘,裝入孔內加熱,其尾端自動分開卷曲,形成單面裝配件。

2. 記憶合金特別適合于熱機械和恒溫自動控制,已制成室溫自動開閉臂,能在陽光照耀的白天打開通風窗,晚間室溫下降時自動關閉。記憶合金熱機的設計方案也不少,它們都能在具有低溫差的兩種介質間工作,從而為利用工業(yè)冷卻水、核反應堆余熱、海洋溫差和太陽能開辟了新途徑,F(xiàn)在普遍存在的問題是效率不高,只有4%~6%,有待于進一步改進。


3. 記憶合金在醫(yī)療上的應用也很引人注目。例如接骨用的骨板,不但能將兩段斷骨固定,而且在恢復原形狀的過程中產生壓縮力,迫使斷骨接合在一起。齒科用的矯齒絲,結扎腦動脈瘤和輸精管的長夾,脊柱矯直用的支板等,都是在植入人體內后靠體溫的作用啟動,血栓濾器也是一種記憶合金新產品。被拉直的濾器植入靜脈后,會逐漸恢復成網(wǎng)狀,從而阻止95%的凝血塊流向心臟和肺部。


4. 人工心臟是一種結構更加復雜的臟器,用記憶合金制成的肌纖維與彈性體薄膜心室相配合,可以模仿心室收縮運動,F(xiàn)在泵送水已取得成功。


4. 由于記憶合金是一種“有生命的合金”,利用它在一定溫度下形狀的變化,就可以設計出形形色色的自控器件,它的用途正在不斷擴大。



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