无机非金属材料课件.ppt

第一节硅无机非金属材料,高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料，水泥、陶瓷、玻璃等是常见的重要的含硅无机非金属材料。你能举出用硅及硅的化合物作材料制成的产品吗？,硅芯片,石英坩埚,玻璃纤维,石英灯具,水晶原石,水晶石,氮化硅产品,氮化硅陶瓷,一、半导体材料和硅,硅,硅的导电能力介于导体和绝缘体之间，是一种广泛应用的半导体在地壳中的含量仅次于氧,1、硅的物理性质,单质硅有晶体硅和无定形硅。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。,2、硅的化学性质,常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气反应。,Si+2F2=SiF4,Si+4HF=SiF4+H2,3硅的工业制法：,工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。,4、硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,1、二氧化硅的物理性质,纯净的二氧化硅为无色透明的晶体，不溶于水，熔点高、硬度大。,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,思考,过去，人们曾应用CaF2粉末和浓H2SO4的混合物涂抹到玻璃上刻字作画，请说明原理。,2、二氧化硅的化学性质,二、二氧化硅与光导纤维,3、二氧化硅的用途：,制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。,知识介绍,1992年在美国曾提出一项关于通信方面的计划信息高速公路，而光纤、光缆是信息高速公路的基石。光纤通信发展很快，全世界总量超过1亿公里。我国在这方面起步并不算晚，1995年一年铺设了130万公里，全国已形成八横八纵的干线网。拉萨和大多数县城已经铺设了光缆。中日、中美海底光缆已经开通。另外，光纤还用于医学等许多方面，如肠镜、胃镜。甚至可以利用内窥镜观察到心脏内部的情况。,三、硅酸盐与无机非金属材料,1.传统的无机非金属材料:,2.常见的硅酸盐制品,硅酸盐材料是传统的无机非金属材料,玻璃和水泥是常见的硅酸盐材料.,列举生活中的硅酸盐产品：,列举生活中的硅酸盐产品：,陶瓷用做餐具、洁具等,玻璃制品用做饰物、容器、家居用品、实验仪器等,唐三彩是中国唐代的一种彩陶工艺品。它是继青瓷之后出现的一种彩陶，主要由黄、绿、白三色釉彩涂胎，故称唐三彩。唐代是中国封建社会的鼎盛时期，经济上繁荣兴盛，文化艺术上群芳争艳，唐三彩就是这一时期产生的一种彩陶工艺品，它以造型生动逼真、色泽艳丽和富有生活气息而著称。,知识链接,知识链接,宋钧瓷钧瓷的鼎盛时期是在宋代,知识链接,陶艺作品展示,通过以上对水泥、玻璃、陶瓷的学习，你能归纳出硅酸盐工业的特点吗？,原料：含硅物质,条件：高温烧制,Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,高温,高温,硅酸三钙（3CaOSiO2）硅酸二钙（2CaOSiO2）铝酸三钙（3CaOAl2O3）,4.普通水泥的主要成分,3.工业生产普通玻璃的主要反应原理,原料：纯碱、石灰石和石英,玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2水玻璃：硅酸钠的水溶液,5.新型无机非金属材料,1、高温结构陶瓷氮化硅、碳化硅陶