新型材料种类、性能特点及应用解析

知识目标

● 掌握新型材料的种类、性能特点及应用。

技能目标

● 能够根据零件使用的特殊条件，选择适合的新型材料。

素养目标

● 培养学生积极上进、刻苦钻研的精神，积极接受新知识，勇于开拓创新。

● 培养学生坚忍不拔的品格，执于追求，敢于提出疑问和挑战，并通过实践进行检验。

● 培养学生的思考能力、探究能力，养成善于观察、积极反思的职业品格。

任务导航

● 任务8.1 形状记忆合金认知学习

● 任务8.2 超导材料认知学习

● 任务8.3 非晶态金属认知学习

● 任务8.4 储氢合金认知学习

● 任务8.5 纳米材料认知学习

● 任务8.6 吸能合金认知学习(www.xing528.com)

● 任务8.7 实践技能训练

引导案例

案例1

在美国加利福尼亚州的道格拉斯宇航用品公司，有台发动机不烧油，不烧天然气，也不用电，而是单靠温水就能工作。中国科技馆也有件展品，名叫“魔力水车”，如图8-1所示。一个大大的轮子下部浸在温水中，它没有任何动力驱动，却在自动地、永不停息地旋转着。你一定会感到很奇怪，为什么它会无动力地自动旋转？是永动机吗？如不是，那动力来自何方？它们都由某神秘合金制作。近几十年来，全世界有几十个实验室默默地，有时甚至是秘密地，对此神秘合金进行研究。

以上这些是怎么回事？难道合金也具有类似人类的记忆力？

案例2

从古至今，中国人对月亮有过无数浪漫想象。2004年中国探月工程正式立项，从2007年嫦娥一号发射升空实现了中国首次绕月飞行，到2020年嫦娥五号发射升空，开启了我国首次地外天体采样返回之旅，而后携带月球样本平安返乡，中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实，使我国成为第三个实现月球采样返回的国家，图8-2所示为我国嫦娥四号探测器。目前，我国已经完成了探月工程的“绕、落、回”，后续还有“勘、研、建”。未来，月球科研站、月球基地、月球村等都将是我们探索的方向。然而，月球环境复杂、表面凹坑密布，着陆过程是整个探测任务中难度最大的过程之一，不管何种型号，何时何地发射，我们都将会面临这样一个问题，探测器要如何落？怎么落？才能保证设备平稳安全可靠地落地，难道探测器的腿能自动伸缩调节吗？其实它们是由某神秘合金材料制作的支撑腿来保证的，近年来，国内外科研工作者都在对此材料大力研制，并进一步推广应用。

图8-1　魔力水车

图8-2　嫦娥四号

众所周知，人类几乎一切生存或活动都离不开材料，材料产业的不断壮大推动着时代和社会文明的进步。新型材料是指新出现的或正在发展中具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料，或采用新技术（工艺、装备）使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料。随着技术的不断进步和现代化建设的迫切需要，新材料产业如今正值蓬勃发展势头，产值逐年提升，如图8-3所示，我们势必有必要关注了解掌握有关新型材料的相关知识。

图8-3　2011—2020年中国新材料产业产值情况

知识导学