第四組無機非金屬材料

1、無機非金屬材料第四組歷史發(fā)展張杰生活里的材料李松營分類與用途段浩澤未來陶瓷材料祁康祺目錄光導(dǎo)纖維錢昊洋非金屬材料之昨天、今天和明天張杰5120379003第四組非金屬材料的歷史回顧非金屬材料的現(xiàn)狀非金材材料的歷史展望總結(jié)目錄歷史回顧非金屬材料天然石材天然石材 舊石器時代人們用來制舊石器時代人們用來制作工具的天然石材是最作工具的天然石材是最早的無機非金屬材料。早的無機非金屬材料。歷史回顧非金屬材料 約約公元前公元前17世紀(jì)初世紀(jì)初約約前前11世紀(jì)有了世紀(jì)有了原始原始瓷器，瓷器，并出中國并出中國古代的陶瓷古代的陶瓷藝術(shù)藝術(shù)現(xiàn)現(xiàn)了上釉了上釉陶器。陶器。 瓷器瓷器1.公元200年（東漢時期）的青瓷是迄

2、今發(fā)現(xiàn)的最早瓷器。2.陶器的出現(xiàn)促進了人類進入金屬時代，中國夏代（約公元前22世紀(jì)末至約前21世紀(jì)初約前17世紀(jì)初）煉銅用的陶質(zhì)煉鍋，是最早的耐火材料。歷史回顧非金屬材料 瓷器瓷器歷史回顧非金屬材料 玻璃玻璃 公元前公元前 1000年前，年前，中中國有了國有了白色穿孔的玻璃白色穿孔的玻璃珠。珠。 公元公元初期羅馬已能生產(chǎn)初期羅馬已能生產(chǎn)多種形式的多種形式的玻璃玻璃制制 品品 10001200年間玻璃制年間玻璃制造技術(shù)趨于成熟，意大利造技術(shù)趨于成熟，意大利的威尼斯成為玻璃工業(yè)中的威尼斯成為玻璃工業(yè)中心。心。1600年后玻璃工業(yè)已年后玻璃工業(yè)已遍及世界各地區(qū)遍及世界各地區(qū)。歷史回顧非金屬材料 水泥

3、水泥 公元公元初期有了水硬性石初期有了水硬性石灰，火山灰膠凝灰，火山灰膠凝材料。材料。 1700年以后制成水硬性年以后制成水硬性石灰和羅馬水泥石灰和羅馬水泥。 1824年英國年英國J.阿斯普丁阿斯普丁發(fā)明波特蘭水泥。發(fā)明波特蘭水泥。 18世紀(jì)工業(yè)革命以后，隨著建筑世紀(jì)工業(yè)革命以后，隨著建筑、機械、鋼鐵機械、鋼鐵、運輸運輸?shù)裙I(yè)的興起，等工業(yè)的興起，無無機機非金屬非金屬 材料材料有了較有了較快的快的發(fā)展，發(fā)展，出現(xiàn)出現(xiàn)了了電瓷、電瓷、化工化工陶瓷、金屬陶瓷陶瓷、金屬陶瓷、平板、平板玻璃玻璃、化學(xué)、化學(xué)儀器儀器玻璃、光學(xué)玻璃、玻璃、光學(xué)玻璃、平平爐爐和和轉(zhuǎn)爐用轉(zhuǎn)爐用的的耐火材料耐火材料以及快硬早以

4、及快硬早強強等等性能優(yōu)異的性能優(yōu)異的水泥。水泥。同時，發(fā)展同時，發(fā)展了了研研磨材料、碳素及石墨制品、鑄石磨材料、碳素及石墨制品、鑄石等等?，F(xiàn)狀非金屬材料現(xiàn)狀非金屬材料 研磨材料研磨材料 碳素碳素現(xiàn)狀非金屬材料 變色玻璃變色玻璃 碳素碳素現(xiàn)狀非金屬材料 石墨石墨 鑄石鑄石 20世紀(jì)以來，隨著電子技術(shù)、航天、能源、世紀(jì)以來，隨著電子技術(shù)、航天、能源、計算計算機機、通信、激光、紅外、光電子學(xué)、通信、激光、紅外、光電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境境保護等新技術(shù)的興起，對保護等新技術(shù)的興起，對材料材料提出了更提出了更 高的要求高的要求，促進促進了特種無機了特種無機非金屬材料非金屬材料的迅速發(fā)展。的迅

5、速發(fā)展。3040年年代代出現(xiàn)了高頻出現(xiàn)了高頻 絕緣絕緣陶瓷、陶瓷、鐵電陶瓷和壓電陶瓷鐵電陶瓷和壓電陶瓷、鐵氧體鐵氧體（又稱磁性瓷）（又稱磁性瓷）和熱敏電阻和熱敏電阻陶瓷等。陶瓷等。5060年代年代開發(fā)了碳化硅開發(fā)了碳化硅和氮化硅等高溫和氮化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷、氧化鋁氧化鋁透明陶瓷透明陶瓷、氧化鋁快氧化鋁快離子導(dǎo)體陶瓷、氣敏和濕離子導(dǎo)體陶瓷、氣敏和濕敏敏陶瓷陶瓷等。等。至今，至今，又出現(xiàn)了變色玻璃、光導(dǎo)纖維、又出現(xiàn)了變色玻璃、光導(dǎo)纖維、電光電光效應(yīng)效應(yīng)、電子發(fā)射電子發(fā)射及高溫超導(dǎo)等各種新型無機材料。及高溫超導(dǎo)等各種新型無機材料?，F(xiàn)狀現(xiàn)狀非金屬材料展望未來展望未來非金屬材料未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)

6、展，對未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對各種各種無機無機非金屬材料，尤其是對非金屬材料，尤其是對特特種種新型材料提出更多更高的新型材料提出更多更高的要要求求。材料學(xué)科有廣闊的發(fā)展前景，復(fù)合材料、定材料學(xué)科有廣闊的發(fā)展前景，復(fù)合材料、定向結(jié)晶材料、增韌陶瓷以及各種類型的表面向結(jié)晶材料、增韌陶瓷以及各種類型的表面處理和涂層的使用，將使材料的效能得到更處理和涂層的使用，將使材料的效能得到更大發(fā)揮。大發(fā)揮。 由于由于對材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的對材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的日日益益深入，各種精密測試分析深入，各種精密測試分析技術(shù)技術(shù)的的發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能設(shè)設(shè)計計材料的原子或分子組成及材料的原子或分子組

7、成及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形態(tài)形態(tài)的早日實現(xiàn)。的早日實現(xiàn)。PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文下載： 試卷下載： 教案下載： 生活里的材料李松營硅陶瓷石墨and so on目錄l半導(dǎo)體材料：二極管、計算機芯片等半導(dǎo)體材料：二極管、計算機芯片等硅硅整流二極管整流二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管l半導(dǎo)體材料：二極管、計算機芯片等半導(dǎo)體材料：二極管、計算機芯片等l光纖電纜光纖電纜（二氧化硅）（二氧化硅）硅硅性質(zhì)穩(wěn)定性質(zhì)穩(wěn)定價格低廉價格低廉半導(dǎo)體半導(dǎo)體硅硅l半導(dǎo)體材料：

8、二極管、計算機芯片等半導(dǎo)體材料：二極管、計算機芯片等l光纖電纜光纖電纜l玻璃玻璃硅硅有機玻璃有機玻璃有機玻璃有機玻璃聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯有機玻璃有機玻璃1234高度透明性高度透明性機械強度高機械強度高易于加工易于加工重量輕重量輕石墨石墨石墨石墨1234良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電性質(zhì)軟質(zhì)軟高熔點高熔點化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定石墨石墨l鉛芯鉛芯l干電池（電解電極）干電池（電解電極）l機械潤滑劑機械潤滑劑PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文

9、下載： 試卷下載： 教案下載： 段浩澤5120519011無機非金屬材料的分類陶瓷相關(guān)定義定義：定義： 陶瓷陶瓷是以天然粘土以及各種天然礦物為主要原料經(jīng)過粉是以天然粘土以及各種天然礦物為主要原料經(jīng)過粉碎混煉、成型和煅燒制得的材料的各種制品。碎混煉、成型和煅燒制得的材料的各種制品。傳統(tǒng)陶瓷：傳統(tǒng)陶瓷： 在對硅在對硅鋁酸鹽的選擇要求不高，純度不大，顆粒的粒度鋁酸鹽的選擇要求不高，純度不大，顆粒的粒度也不均一，成型壓強不也不均一，成型壓強不高的條件下制得的陶瓷。高的條件下制得的陶瓷。先進（精細(xì)）陶瓷：先進（精細(xì)）陶瓷： 純度純度高，粒度小且均一，成型壓強高，進行燒結(jié)得到的高，粒度小且均一，成型壓強高

10、，進行燒結(jié)得到的燒結(jié)燒結(jié)體。體。陶瓷的特性陶瓷特性：1. 硬度：是各類材料中最高的。2. 剛度：是各類材料中最高的。耐壓、抗彎、不耐拉。3. 塑性：在室溫內(nèi)幾乎沒有塑性。4. 韌性大，脆性差。（最大缺點）5. 熱膨脹性低，導(dǎo)電性差。（多為較好的絕熱材料）6. 熱穩(wěn)定性：即抗熱振性，較低。7. 化學(xué)穩(wěn)定性：耐高溫，耐火，不可燃燒，抗蝕。8. 導(dǎo)電性：大多數(shù)是良好的絕緣體，同時也有一些半導(dǎo)體。陶瓷的用途1、日常生活（傳統(tǒng)陶瓷為主）2、化工陶瓷： 用于各種化學(xué)工業(yè)的耐酸容器、管道，塔、泵、閥以及搪砌反應(yīng)鍋的耐酸磚、灰等；3、電瓷： 用于電力工業(yè)高低壓輸電線路上的絕緣子。電機用套管，支柱絕緣子、低壓電

11、器和照明用絕緣子，以及電訊用絕緣子，無線電用絕緣子等；4、特種陶瓷： 用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的特種陶瓷制品。普通陶瓷應(yīng)用實例結(jié)構(gòu)陶瓷與功能陶瓷（特種陶瓷）結(jié)構(gòu)陶瓷：具有力學(xué)力學(xué)和機械機械性能及部分熱學(xué)和化學(xué)功能的先進陶瓷。特性：具有優(yōu)越的強度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強度等特色（物理性質(zhì)）功能陶瓷：那些利用電、磁、聲、光、熱、力等直接效應(yīng)直接效應(yīng)及其耦合效耦合效應(yīng)應(yīng)所提供的一種或多種性質(zhì)來實現(xiàn)某種功能的先進陶瓷。特性：依照使用領(lǐng)域以及使用要求的變化，具有特異的針對性的性質(zhì)。 先進先進陶瓷材料還有高絕緣陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、陶瓷材料還有高絕緣陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷

12、、超導(dǎo)陶瓷、介電陶瓷、耐熱透明陶瓷、發(fā)光陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、介電陶瓷、耐熱透明陶瓷、發(fā)光陶瓷、濾光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、濾光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推進劑陶瓷、太陽能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶推進劑陶瓷、太陽能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜陶瓷、纖維補強陶瓷、燒蝕陶瓷、特種功能薄膜陶瓷、纖維補強陶瓷、燒蝕陶瓷等。瓷等。 其他先進陶瓷特種陶瓷應(yīng)用實例玻璃的定義與分類定義：定義： 一種透明的一種透明的半固體，半液體物質(zhì)，在熔融時半固體，半液體物質(zhì)，在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻

13、過程中粘度逐漸增大并形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學(xué)氧化物的組成化學(xué)氧化物的組成(Na(Na2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2),),主要成主要成份是二氧化硅份是二氧化硅。分類：分類：普通普通玻璃、深加工玻璃玻璃、深加工玻璃玻璃的特性1、各向同性：玻璃的原子排列是無規(guī)則的，在理想狀態(tài)下，均質(zhì)玻璃的物理、化學(xué)性質(zhì)在各方向都是相同的。2、無固定熔點：玻璃由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域（即軟化溫度范圍）內(nèi)進行的，它與結(jié)晶物質(zhì)不同，沒有固定的熔點。3、漸變性與可逆性:玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融態(tài)到固體狀態(tài)

14、的過程是漸變的，其物理、化學(xué)性質(zhì)的變化也是連續(xù)的和漸變的?？偨Y(jié)：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、透光、表面光滑、可塑性高普通玻璃應(yīng)用實例深加工玻璃應(yīng)用實例水泥的定義與分類定義：定義： 細(xì)磨細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后，可成為塑性成粉末狀，加入適量水后，可成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等能將砂、石等材料材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，通稱為水泥凝材料，通稱為水泥。分類：分類：通用通用水泥、特種水泥水泥、特種水泥 1、通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB1752007規(guī)定的六大類水泥，

15、即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。2、特性水泥： 某種性能比較突出的水泥。如：快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、磷鋁酸鹽水泥和磷酸鹽水泥。通用水泥與特種水泥水泥特性硅酸鹽水硅酸鹽水泥泥1.凝結(jié)硬化快2.抗凍性好3.早期強度高4.水化熱大普通水泥普通水泥 1.早期強度高2.水化熱大3.抗凍性好礦渣水泥礦渣水泥1.抗浸蝕、耐水性好2.耐熱性好3.水化熱低4.蒸汽養(yǎng)護強度發(fā)展較快5.后期強度較大火山灰質(zhì)火山灰質(zhì)水泥水泥1.抗浸蝕能力強2.抗?jié)B性好3.水化熱低4.后期強度較大粉煤灰水粉煤灰水泥泥1.抗?jié)B性較好2.干縮

16、性小3.水化熱低4.抗浸蝕能力較好水泥應(yīng)用實例未來陶瓷材料及其意想不到的用途祁康祺陶瓷材料未來陶瓷用途目錄陶瓷陶瓷材料定義定義其他其他 陶瓷材料分類結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷陶瓷材料分類透明陶瓷透明陶瓷陶瓷材料分類光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維陶瓷材料分類生物陶瓷生物陶瓷陶瓷材料分類納米陶瓷納米陶瓷未來陶瓷生物陶瓷生物陶瓷納米陶瓷納米陶瓷未來生物陶瓷當(dāng)下當(dāng)下不足不足未來生物陶瓷 發(fā)展方向（1）通過研究與人體組織結(jié)構(gòu)具）通過研究與人體組織結(jié)構(gòu)具有相同有機和無機成分的復(fù)合材料，有相同有機和無機成分的復(fù)合材料，提高現(xiàn)有生物陶瓷的可靠性、強度，提高現(xiàn)有生物陶瓷的可靠性、強度，改善韌性，使之與人體內(nèi)部組織具改善韌性，使之與人體

17、內(nèi)部組織具有相似的力學(xué)性能。有相似的力學(xué)性能。 （2）開展人工骨應(yīng)用基礎(chǔ)理論研）開展人工骨應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究，深入探索種植與骨界面的作用究，深入探索種植與骨界面的作用過程以及種植與骨和軟組織結(jié)合的過程以及種植與骨和軟組織結(jié)合的機理，開發(fā)與人體組織力學(xué)相適應(yīng)機理，開發(fā)與人體組織力學(xué)相適應(yīng)性好，又具有促進組織生長的生物性好，又具有促進組織生長的生物陶瓷材料。陶瓷材料。未來生物陶瓷 發(fā)展方向（3）由于生物材料大多直接植入）由于生物材料大多直接植入人體，這就要求其在人體內(nèi)可以降人體，這就要求其在人體內(nèi)可以降解，不排異，研究在人體內(nèi)可生物解，不排異，研究在人體內(nèi)可生物半降解的無機生物材料。半降解的無機生物

18、材料。（4）在移植陶瓷應(yīng)用范圍不斷擴）在移植陶瓷應(yīng)用范圍不斷擴大基礎(chǔ)上，人造血管和人造氣管等大基礎(chǔ)上，人造血管和人造氣管等軟組織材料的應(yīng)用將是今后的應(yīng)用軟組織材料的應(yīng)用將是今后的應(yīng)用重點。重點。 未來納米陶瓷當(dāng)下當(dāng)下特點特點納米陶瓷的應(yīng)用123利用其高強度和高韌性可制作發(fā)動機部利用其高強度和高韌性可制作發(fā)動機部件等件等利用納米陶瓷復(fù)合材料，強度和硬度利用納米陶瓷復(fù)合材料，強度和硬度都提高了很多，可應(yīng)用于軍工裝甲上都提高了很多，可應(yīng)用于軍工裝甲上耐高溫特性，用于航空航天耐高溫特性，用于航空航天目前目前,陶瓷在航空陶瓷在航空和航天器件中的和航天器件中的應(yīng)用還是有限的。應(yīng)用還是有限的。實際上實際上,

19、除高溫應(yīng)除高溫應(yīng)用外用外,如火箭噴嘴如火箭噴嘴和重返大氣層火和重返大氣層火箭的熱防護層箭的熱防護層,幾幾乎所有陶瓷的應(yīng)乎所有陶瓷的應(yīng)用都只限于實驗用都只限于實驗部件中。部件中。納米陶瓷的未來用途探索探索更深處的更深處的宇宙宇宙THANK YOUPPT模板下載：模板下載： 行業(yè)行業(yè)PPT模板：模板： 節(jié)日節(jié)日PPT模板：模板： PPT素材下載：素材下載： PPT圖表下載：圖表下載： 優(yōu)秀優(yōu)秀PPT下載：下載： PPT教程：教程： Word教程：教程： Excel教程：教程： 資料下載：資料下載： PPT課件下載：課件下載： 范文下載：范文下載： 試卷下載：試卷下載： 教案下載：教案下載： 光導(dǎo)纖

20、維簡介錢昊洋 概述光纖傳輸原理和特點 目錄光纖應(yīng)用概述介紹介紹光纖傳輸原理和特點光纖是圓柱形的介質(zhì)波導(dǎo)，光纖是圓柱形的介質(zhì)波導(dǎo)，應(yīng)用全反射原理來傳導(dǎo)光線。應(yīng)用全反射原理來傳導(dǎo)光線。光纖的結(jié)構(gòu)大致分為里面的光纖的結(jié)構(gòu)大致分為里面的核心部分與外面的包覆部分。核心部分與外面的包覆部分。為了要局限光信號于核心，為了要局限光信號于核心，包覆的折射率必須小于核心包覆的折射率必須小于核心的折射率。的折射率。漸變光纖漸變光纖的折射的折射率是緩慢改變的，從軸心到率是緩慢改變的，從軸心到包覆，逐漸地減??；而包覆，逐漸地減??；而突變突變光纖光纖在核心在核心-包覆邊界區(qū)域包覆邊界區(qū)域的折射率是急劇改變的。的折射率是急劇改變的。特點頻帶寬頻帶寬損耗低損耗低重量輕重量輕抗干擾能力強抗干擾能力強保真度高保真度高工作性能可靠工作性能可靠成本不斷下降成本不斷下降應(yīng)用12 光導(dǎo)纖維可制成公路、鐵路、交通標(biāo)志和信號；海洋、光導(dǎo)纖維可制成公路、鐵路、交通標(biāo)志和信號；海洋、河流航標(biāo)燈；機場燈塔；機場各種跑到燈；高障礙物報河流航標(biāo)燈；機場燈塔；機場各種跑到燈；高障礙物報警燈；防燃防爆燈等特種照明、警告裝置。警燈；防燃防爆燈等特種照明、警告裝置。光導(dǎo)纖維最廣泛的應(yīng)用在通信領(lǐng)域，即光導(dǎo)纖維通信。光導(dǎo)纖維最廣泛的應(yīng)用在通信領(lǐng)域，即光導(dǎo)纖維通信。自自20世紀(jì)世紀(jì)60年代