无机非金属材料7

第三节无机非金属材料制作者：邓俊锋2007。11。30什么是材料？材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的一个重要里程碑。（制的第一种材料：陶）材料的分类无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料金属材料高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维（硅酸盐材料）生活中的无机非金属材料⑴玻璃、水泥、陶瓷⑷金刚石钻头⑶手表上轴承(人造红宝石)⑵石英钟表⑹煤气炉中的电子打火⑸彩电（荧光材料）⑺海底电缆（光导纤维）⑻电脑的CPU（单晶硅）⑼隐形飞机（特殊光学材料）(压电陶瓷)AlO23石英手表金刚石钻头压电陶瓷现代通信用光缆玻璃、陶瓷和水泥传统无机非金属材料：以含硅物质为原料加热制成纯碱、石灰石、石英反应原理Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形的玻璃态物质（或者Na2O·CaO·6SiO2）Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高温普通玻璃的成分设备玻璃的性质物性：表面光滑、致密、硬而脆，没有固定熔点化性：性质稳定，但易被氢氟酸和强碱腐蚀一、玻璃主要生产原料玻璃窑几种玻璃的特性和用途种类特性用途普通玻璃石英玻璃光学玻璃玻璃纤维钢化玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等膨胀系数小耐酸碱强度大、滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等透光性能好有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸镜等光学仪器耐腐蚀、不怕烧、不导电不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服玻璃钢等耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等Fe2+Cu2OCo2O3思考：玻璃为什么会被人工吹制成各种形状？普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起形成的物质，主要成分是SiO2。玻璃不是晶体，而是玻璃态物质，这类物质没有固定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可被吹制成任何形状的制品。二、陶瓷原料粘土生产过程粘土混合成型干燥烧结成品冷却性质抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型用途艺术品、餐具、建筑材料、化学仪器等陶瓷分类江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑土器：瓷器：炻器：陶器：彩陶水缸、砂锅瓷都景德镇碗盘茶具烟缸瓷雕卫生瓷砖瓦三、水泥性能其它水泥具有水硬性原料石灰石、粘土（石膏）生产过程普通水泥的成分硅酸三钙3CaO●SiO2硅酸二钙2CaO●SiO2铝酸三钙3CaO●Al2O3原料研磨混合煅烧(回转窑)成品加入石膏水泥沙浆、混凝土新型无机非金属材料的特征（1）耐高温、强度高（2）具有电学性质（3）具有光学性质（4）具有生物功能继承有点，克服缺点结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢?因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料非常合适，而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。几种典型的新型无机非金属材料1、高温结构陶瓷特点：耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。(1)氧化铝陶瓷性能用途熔点高坩埚、高温炉管硬度大刚玉球磨机透明、耐高温高压钠灯灯管高纯氧化铝透明陶瓷管氧化铝陶瓷制品(2)氮化硅陶瓷特点：密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能。Si3N4基陶瓷球轴承沙漠车氮化硅陶瓷部件｛氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、不易传热等优点。用它做的柴油机，不需用水冷却，热效率高。目前，世界上只有我国等少数国家能够制造这种柴油机。除此之外，还有碳化硅陶瓷等。Si3N4基陶瓷球轴承(3)光导纤维的用途：光纤除了可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控照明等许多方面。(2)光纤光缆与普通电缆比较(1)是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基石”。2、光导纤维（光纤）光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀光纤光缆普通电缆信息量大,每根光纤理论上可同时通过10亿路电话8管同轴电缆每条通话1800路原料来源广(石英玻璃),节约有色金属资源较少质量小,每公里27g,不怕腐蚀,铺设方便每公里1.6t成本低,每公里1万元左右每公里20万元性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀1.光电转换材料，分解水的催化材料和储氢材料等能源材料将实现高效化；4.智能材料和机敏材料将得到广泛应用；展望未来，材料科学的前景是美好的：2.集多种功能于一身的复合材料可使我们的生活质量得到进一步改善（如“白色污染”将被消除）；3.高温超导材料进入实用阶段超导磁悬浮列车和超导船利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。由于这些交通工具将在无磨擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性能。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验，1987年开始，日本国开始试运行，但经常出现失效现象，出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航，目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍，但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。1、熔融烧碱应选用的仪器是：（）A、石英坩埚B、普通玻璃坩埚C、生铁坩埚D、陶瓷坩埚课堂练习C2、下列物质不属于硅酸盐的是：（）A、粘土、B、石英、C、Al2(Si2O5)OH)4D、Mg2SiO4B4、与普通玻璃的成分相同的是（）A、钢化玻璃B、有色玻璃C、光学玻璃D、石英玻璃A3、石灰石是许多工业原料之一，但制取下列物质不需要石灰石的是：（）A、制硅酸、B、制水泥、C、制玻璃、D、制生石灰A6、下列不属于硅酸盐产品的是：（）A、水泥B、砖瓦C、陶瓷D、硫酸D5、下列物质具有固定熔沸点的是：（）A、钢化玻璃B、漂白粉C、消石灰D、水玻璃C在多年使用的厨房里，久未更换的玻璃往往失去光泽，严重的还会形成白色斑点，这种现象叫做碱析，产生碱析的化学原因是什么呢？(玻璃中含有Na2SiO3)