合成高分子材料中的化学纤维

化学纤维是指用天然的或人工合成的高分子化合物为原料，经化学加工制成的纤维，又称人造纤维，简称化纤。根据原料来源的不同，化纤可分为两类：再生纤维与合成纤维。

合成高分子材料的概况

合成高分子材料是指通过化学合成的方法得到分子量在一万到百万甚至更高的一类化合物，它常由一种或多种单体以共价键重复地连接而成。高分子在自然界中大量存在，吃的淀粉、蛋白质，穿的棉、麻、丝、毛，住的竹和木都是高分子，连人体本身大部分的结构物质也是高分子。通过化学方法合成所得的高分子，从20世纪后半叶起得到了迅速发展，除人们已熟知的塑料、橡胶、纤维三大类合成材料外，还包括涂料、胶黏剂、液晶、离子交换树脂、生物医用高分子材料、复合材料以及各种高功能高分子。

金属材料中的钛合金

钛具有其他金属难以比拟的特性，它熔点高达1668℃，密度较小，为4．5g／cm3，介于铝和铁之间；线膨胀系数小，为8．5×10（-6次方）／℃，是铝的1／3，铁的2／3；金属钛受热时热应力小；导热性差，仅为铁的1／5，铝的1／13。钛的强度高，加入适量的合金元素，可得强度极高的合金，在－253℃－600℃之间，比强度居常用金属材料之首。

金属材料中的铝材

铝是地表蕴藏量最多的金属元素。由于铝是活泼金属，极易和氧气反应结合，冶金化学家采用电解熔融氧化物生产。三氧化二铝（晶体名称为刚玉）熔点很高，2050℃，需熔化在冰晶石（ Na3AlF6）中，在950－960℃进行电解得到金属铝。铝是一种银白色金属，熔点660℃，沸点2519℃，密度2．702g／cm3，仅为铁的1／3，其比强度可与合金钢相比。铝的导电性、电热性及耐蚀性均较优良。

金属材料中的钢铁

大量的铁是在炼铁高炉中用焦炭还原铁矿石得到的。冶炼时为了除去杂质和造渣的需要，需加石灰石和二氧化硅等原料。为了能源的充分利用和降低成本，炼铁高炉规模很大，是人工制造的最大的化学反应器，一个大型高炉每天可生产一万多吨生铁，而且一旦开炉冶炼，就要求日夜不停地生产，不能停顿冷却。图5．1．1示出炼铁高炉的结构及其中不同高度上主要的化学反应。

地球上储量丰富的核能源

核能又称原子能或原子核能，是核反应过程中原子核结构发生变化所释放的能量。核结构变化有两类：一类是核裂变，另一类是核聚变。原子弹爆炸产生巨大威力靠的是核裂变；氢弹爆炸则是核聚变。现在全世界已建成和在建的核电站都是依靠核裂变释放的能量。核聚变释放的能量的利用，由于技术上的困难，正在进行研究，人们盼望本世纪能实现核聚变发电站的实现。

可再生能源中的醇能

可再生能源中的醇能;甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）可以替代部分汽油，作内燃机燃料。乙醇制成车用的乙醇汽油或称生物燃料，在世界上已很普遍。巴西利用本国盛产的甘蔗生产乙醇，是世界上最大的车用乙醇汽油的生产国和消费国，该国生产的乙醇燃料已替代本国40％以上的汽油消耗，还大量出口，国内已没有使用纯汽油的汽车。乙醇汽油的使用是科学技术上的一项成果，世界每年生产乙醇汽油已超过千万吨级规模，使人们增加了一种调制能源的手段。

可再生能源中的生物质能和沼气

植物、动物和微生物都是生物质。生物质分解或转化时将其中蕴藏的能量释放出来，即为生物质能。植物是生物质能的创造者，它在阳光下，依靠光合作用，将二氧化碳和水生成有机质。在这过程中，将太阳能转化为化学能储藏在生物质中，成为生物质能。

重要能源中的氢能

氢元素几乎都以化合物的状态存在，主要存在于水和碳氢化合物中，是取之不尽、用之不竭的元素。氢气是清洁、高效燃料，燃烧产物是水，没有其他污染物。

重要能源中的太阳能

太阳是距离地球最近的一颗恒星，它的质量是地球质量的33万倍，占整个太阳系质量的99．7％。太阳核心温度达1500万摄氏度，压力超过地球大气压的340亿倍，是一个核聚变的熔炉，不断地进行着核聚变反应，即由4个氢核聚变成1个氦核的反应。每秒钟约有7亿吨氢变成氦，这过程约有400万吨的质量变成能量。这些能量转移到太阳表面向外发出辐射能，其中大约有22亿分之一到达地球。每秒到达地球的辐射能相当于500万吨煤燃烧放出的化学能。