無(wú)機(jī)非金屬材料

第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料制作者：鄧俊鋒2007。11。301什么是材料？材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑。（制的第一種材料：陶）2材料的分類無(wú)機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)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）3生活中的無(wú)機(jī)非金屬材料⑴玻璃、水泥、陶瓷⑷金剛石鉆頭⑶手表上軸承(人造紅寶石)⑵石英鐘表⑹煤氣爐中的電子打火⑸彩電（熒光材料）⑺海底電纜（光導(dǎo)纖維）⑻電腦的CPU（單晶硅）⑼隱形飛機(jī)（特殊光學(xué)材料）(壓電陶瓷)AlO

234石英手表56金剛石鉆頭7壓電陶瓷8現(xiàn)代通信用光纜9玻璃、陶瓷和水泥傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料：以含硅物質(zhì)為原料加熱制成10純堿、石灰石、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(diǎn)化性：性質(zhì)穩(wěn)定，但易被氫氟酸和強(qiáng)堿腐蝕一、玻璃主要生產(chǎn)原料玻璃窯11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(xué)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(qiáng)度大、濾光化學(xué)儀器；高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；光導(dǎo)纖維、壓電晶體等透光性能好有折光和色散性眼鏡片；照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡用凹凸鏡等光學(xué)儀器耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)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(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂運(yùn)動(dòng)器材；微波通訊器材；汽車、火車窗玻璃等12Fe2+Cu2OCo2O313思考：玻璃為什么會(huì)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(diǎn)，而是在某個(gè)溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時(shí)，可被吹制成任何形狀的制品。14二、陶瓷原料粘土生產(chǎn)過(guò)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、化學(xué)儀器等15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16三、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(guò)程普通水泥的成分硅酸三鈣3CaO●SiO2硅酸二鈣2CaO●SiO2鋁酸三鈣3CaO●Al2O3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171819新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特征（1）耐高溫、強(qiáng)度高（2）具有電學(xué)性質(zhì)（3）具有光學(xué)性質(zhì)（4）具有生物功能繼承有點(diǎn)，克服缺點(diǎn)20

結(jié)構(gòu)材料，是指利用其強(qiáng)度、硬度、韌性等機(jī)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，為什么會(huì)這樣呢?21因?yàn)楦邷亟Y(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(diǎn)，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(shí)不耐氧化，不適合在高溫時(shí)使用。22幾種典型的新型無(wú)機(jī)非金屬材料1、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷特點(diǎn)：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(diǎn)高坩堝、高溫爐管硬度大剛玉球磨機(jī)透明、耐高溫高壓鈉燈燈管23高純氧化鋁透明陶瓷管24氧化鋁陶瓷制品2526(2)氮化硅陶瓷特點(diǎn)：密度小、高強(qiáng)、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤(rùn)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｛27氮化硅陶瓷也是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、不易傳熱等優(yōu)點(diǎn)。用它做的柴油機(jī)，不需用水冷卻，熱效率高。目前，世界上只有我國(guó)等少數(shù)國(guó)家能夠制造這種柴油機(jī)。除此之外，還有碳化硅陶瓷等。

28Si3N4基陶瓷球軸承2930(3)光導(dǎo)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(cè)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(dǎo)光的玻璃纖維，信息高速公路的“基石”。2、光導(dǎo)纖維（光纖）光學(xué)纖維胃鏡用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開刀31光纖光纜普通電纜信息量大,每根光纖理論上可同時(shí)通過(guò)10億路電話8管同軸電纜每條通話1800路原料來(lái)源廣(石英玻璃),節(jié)約有色金屬資源較少質(zhì)量小,每公里27g,不怕腐蝕,鋪設(shè)方便每公里1.6t成本低,每公里1萬(wàn)元左右每公里20萬(wàn)元性能好,抗電磁干擾保密性強(qiáng),能防竊聽,不發(fā)生電輻射32光學(xué)纖維胃鏡33用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開刀341.光電轉(zhuǎn)換材料，分解水的催化材料和儲(chǔ)氫材料等能源材料將實(shí)現(xiàn)高效化；4.智能材料和機(jī)敏材料將得到廣泛應(yīng)用；

展望未來(lái)，材料科學(xué)的前景是美好的：2.集多種功能于一身的復(fù)合材料可使我們的生活質(zhì)量得到進(jìn)一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導(dǎo)材料進(jìn)入實(shí)用階段35超導(dǎo)磁懸浮列車和超導(dǎo)船利用超導(dǎo)材料的抗磁性，將超導(dǎo)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(guò)超導(dǎo)體，磁體和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使超導(dǎo)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(dǎo)磁懸浮列車。由于這些交通工具將在無(wú)磨擦狀態(tài)下運(yùn)行，這將大大提高它們的速度和安靜性能。超導(dǎo)列車已于70年代成功地進(jìn)行了載人可行性試驗(yàn)，1987年開始，日本國(guó)開始試運(yùn)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(dǎo)船已于1992年1月27日下水試航，目前尚未進(jìn)入實(shí)用化階段。利用超導(dǎo)材料制造交通工具在技術(shù)上還存在一定的障礙，但它勢(shì)必會(huì)引發(fā)交通工具革命的一次浪潮。

361、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(xí)C2、下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是：（）A、粘土、B、石英、C、Al2(Si2O5)OH)4D、Mg2SiO4

B374、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(xué)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A386、下列不屬于硅酸鹽產(chǎn)品的是：（）A、水泥B、磚瓦C、陶瓷D、硫酸D5、下列物質(zhì)具有固定熔沸點(diǎn)的是：（