無機非金屬材料7精選課件

1、第三節(jié) 無機非金屬材料制作者：鄧俊鋒2019。11。30什么是材料？ 材料是人類賴以生 存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類 進步的一個重要里程碑。（制的第一種材料：陶）材料的分類無機非金屬材料 傳統(tǒng)無機非金屬材料 新型無機非金屬材料 金屬材料高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維（硅酸鹽材料）生活中的無機非金屬材料玻璃、水泥、陶瓷金剛石鉆頭手表上軸承(人造紅寶石)石英鐘表煤氣爐中的電子打火彩電（熒光材料）海底電纜（光導纖維）電腦的CPU（單晶硅）隱形飛機（特殊光學材料）(壓電陶瓷)Al O 23石英手表金剛石鉆頭壓電陶瓷現(xiàn)代通信用光纜玻璃、陶瓷和水泥傳統(tǒng)無機非金屬材料 ：以含硅物質(zhì)為原料加熱制成純堿、石

2、灰石、石英反應(yīng)原理Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形的玻璃態(tài)物質(zhì)（或者Na2O CaO 6SiO2）Na2CO3+ SiO2 = Na2SiO3 + CO2高溫CaCO3+ SiO2 = CaSiO3 + CO2高溫普通玻璃的成分設(shè)備玻璃的性質(zhì)物性：表面光滑、致密、硬而脆，沒有固定熔點化性：性質(zhì)穩(wěn)定，但易被氫氟酸和強堿腐蝕一、玻璃主要生產(chǎn)原料玻璃窯幾種玻璃的特性和用途種類特 性用 途普通玻璃石英玻璃光學玻璃玻璃纖維鋼化玻璃在較高溫度下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等膨脹系數(shù)小耐酸堿強度大、濾光化學儀器；高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；光導纖維、壓電晶體等透光性能好有折光和色散性眼鏡

3、片；照相機、顯微鏡、望遠鏡用凹凸鏡等光學儀器耐腐蝕、不怕燒、不導電不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服玻璃鋼等耐高溫、耐腐蝕、強度大、質(zhì)輕、抗震裂運動器材；微波通訊器材；汽車、火車窗玻璃等Fe2+Cu2OCo2O3思考：玻璃為什么會被人工吹制成各種形狀？ 普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起形成的物質(zhì)，主要成分是SiO2。玻璃不是晶體，而是玻璃態(tài)物質(zhì)，這類物質(zhì)沒有固定的熔點，而是在某個溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時，可被吹制成任何形狀的制品。二、陶 瓷原料粘土生產(chǎn)過程粘土混合成型干燥燒結(jié)成品冷卻性質(zhì)抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型用途藝術(shù)品、餐具、建筑材料

4、、化學儀器等陶瓷分類江蘇宜興的紫砂壺、 秦漢兵馬俑土器：瓷器：炻器：陶器：彩陶水缸、砂鍋瓷都景德鎮(zhèn)碗盤茶具煙缸瓷雕衛(wèi)生瓷磚瓦三、水 泥性能其它水泥具有水硬性原料石灰石、粘土 （石膏）生產(chǎn)過程普通水泥的成分硅酸三鈣 3CaOSiO2硅酸二鈣 2CaOSiO2鋁酸三鈣 3CaOAl2O3原料研磨混合 煅燒(回轉(zhuǎn)窯)成品加入石膏水泥沙漿、混凝土新型無機非金屬材料的特征（1）耐高溫、強度高 （2）具有電學性質(zhì) （3）具有光學性質(zhì) （4）具有生物功能 繼承有點，克服缺點 結(jié)構(gòu)材料，是指利用其強度、硬度、韌性等機械性能制成的各種材料。以往用的最多的結(jié)構(gòu)材料是金屬。但現(xiàn)在，它卻逐漸讓位于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，為什么

5、會這樣呢?因為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷具有能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點，作為高溫結(jié)構(gòu)材料非常合適，而金屬材料易受腐蝕，在高溫時不耐氧化，不適合在高溫時使用。幾種典型的新型無機非金屬材料1、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷特點：耐高溫、耐腐蝕、硬度大、 耐磨損、不怕氧化。 (1)氧化鋁陶瓷性 能 用 途 熔點高 坩堝、高溫爐管 硬度大 剛玉球磨機 透明、耐高溫 高壓鈉燈燈管 高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品(2)氮化硅陶瓷特點：密度小、高強、高硬、高韌性、耐 磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、 自潤滑、隔熱、電絕緣等一系列優(yōu) 良性能。 Si3N4基陶瓷球軸承沙漠車氮化硅陶瓷部件 氮化硅陶瓷也是一

6、種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、不易傳熱等優(yōu)點。用它做的柴油機，不需用水冷卻，熱效率高。目前，世界上只有我國等少數(shù)國家能夠制造這種柴油機。除此之外，還有碳化硅陶瓷等。Si3N4基陶瓷球軸承(3)光導纖維的用途： 光纖除了可以用于通訊外，還用于 醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控 照明等許多方面。 (2)光纖光纜與普通電纜比較(1)是高質(zhì)量傳導光的玻璃纖維， 信息高速公路的“基石”。2、光導纖維（光纖）光學纖維胃鏡用光導纖維做手術(shù)，不用開刀光 纖 光 纜 普 通 電 纜 信息量大,每根光纖理論上可同時通過10億路電話 8管同軸電纜每條通話1800路 原料來源廣(石英玻璃),節(jié)約有色金

7、屬 資源較少 質(zhì)量小,每公里27 g,不怕腐蝕,鋪設(shè)方便 每公里1.6 t 成本低,每公里1萬元左右 每公里20萬元 性能好,抗電磁干擾保密性強,能防竊聽,不發(fā)生電輻射 光學纖維胃鏡用光導纖維做手術(shù)，不用開刀1.光電轉(zhuǎn)換材料，分解水的催化材料和儲氫材料 等能源材料將實現(xiàn)高效化；4.智能材料和機敏材料將得到廣泛應(yīng)用； 展望未來，材料科學的前景是美好的：2.集多種功能于一身的復合材料可使我們的生活 質(zhì)量得到進一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導材料進入實用階段超導磁懸浮列車和超導船利用超導材料的抗磁性，將超導材料放在一塊永久磁體的上方，由于磁體的磁力線不能穿過超導體，磁體和超導體之間會

8、產(chǎn)生排斥力，使超導體懸浮在磁體上方。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導磁懸浮列車。由于這些交通工具將在無磨擦狀態(tài)下運行，這將大大提高它們的速度和安靜性能。超導列車已于70年代成功地進行了載人可行性試驗，1987年開始，日本國開始試運行，但經(jīng)常出現(xiàn)失效現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于高速行駛產(chǎn)生的顛簸造成的。超導船已于1992年1月27日下水試航，目前尚未進入實用化階段。利用超導材料制造交通工具在技術(shù)上還存在一定的障礙，但它勢必會引發(fā)交通工具革命的一次浪潮。 1、熔融燒堿應(yīng)選用的儀器是： （ ） A、石英坩堝 B、普通玻璃坩堝C、生鐵坩堝 D、陶瓷坩堝課堂練習C2、下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是： （ ） A、粘土、 B、石英、 C、Al2(Si2O5)OH)4 D、Mg2SiO4 B4、與普通玻璃的成分相同的是 （ ） A、鋼化玻璃 B、有色玻璃 C、光學玻璃 D、石英玻璃A3、石灰石是許多工業(yè)原料之一，但制取下列物質(zhì)不需要石灰石的是： （ ） A、制硅酸、 B、制水泥、 C、制玻璃、 D、制生石灰A6、下列不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是： （ ） A、水泥 B、磚瓦