无机非金属材料.ppt

无机非金属材料 一 材料的分类和特点 传统无机非金属材料与新型材料的比较 1 传统的硅酸盐材料有什么优 缺点 优点 抗腐蚀 耐高温 缺点 质脆 经不起热冲击 2 新型无机非金属材料有哪些特性 承受高温 强度高 具有光学特性 具有电学特性 具有生物功能 新型无机非金属材料的特性 1 能承受高温 强度高 例如 氮化硅陶瓷在1200 左右的高温下 仍具有很高的强度 可用来制造汽轮机叶片 轴承 永久性模具等 2 具有电学特性 一些新型无机非金属材料可以作为半导体 导体 超导体等 一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板 3 具有光学特性 有些新型无机非金属材料能发出各色的光 有的能透过可见光 有的能使红外线 雷达射线穿过 处于高温下的光导纤维 4 具有生物特性 有些新型无机非金属材料强度高 无毒 不溶于水 对人体组织有较好的适应性 可直接植入人体内 用这类材料制成的人造牙齿 人造骨骼 已被应用在医疗上 人造关节 新型无机非金属材料简介 高温结构陶瓷1 氧化铝陶瓷 高压钠灯 氧化铝陶瓷 陶瓷轴承 陶瓷机械零件 光导纤维 光导纤维手术头灯 光纤面板 新材料发展趋势 1 高分子材料 资源丰富 原料广 轻质 高强 成形工艺简易 提高工作温度是研制的重要课题 各种塑料 合成橡胶和合成纤维将有很大发展 成为重要的新材料 2 特种陶瓷 高强高温结构陶瓷 电工电子功能陶瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向 3 功能材料 这是新材料中发展很快的一个重要方向 如半导体 激光 红外 超导 电子 磁性 发光 液晶 换能 传感材料等 品种繁多 前景广阔 4 能源材料 太阳能 磁流体发电 氢能等新能源发展 同时促进了各种高温热 储能 换能材料的发展 5 高性能 高强度结构材料 6 复合材料 纤维增强型 弥散粒子型 叠层复合型复合材料以及碳纤维 石墨纤维 硼纤维 金属纤维 晶须的研制发展 将使被称为 21世纪材料 复合材料更放光彩 7 金属新材料 非晶态金属 金属玻璃 记忆合金 防振合金 超导合金和金属氢等 8 极限材料 在超高压 超高温 超低温 超高真空等极端条件下应用和制取的各种材料 如超导 超硬 超塑性 超弹性 超纯 超晶格膜等材料 9 原子分子设计材料 这是在材料科学深入研究的基础上 对表面 非晶态 结构点阵与缺陷 固态杂质 非平衡态 相变以及变形 断裂 磨损等领域研究探索的发展方向 以期获得原子 分子组成结构按性能要求设计的新材料 10 稀土材料 稀土金属在激光 荧光 磁性 红外 微波 核能 特种陶瓷以及化工材料中 有奇异的性能 稀土材料已成为重要的开发领域 我国稀土资源储量居世界首位 因此稀土的开发对我国更为重要 一 水泥 1 主要原料 粘土和石灰石 2 主要设备 水泥回转窑 3 生产过程 生料研磨 高温煅烧得熟料 再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥 辅助原料 石膏 作用是调节水泥硬化速度 4 反应原理 复杂的物理 化学变化 5 主要成分 硅酸三钙 3CaO SiO2 硅酸二钙 2CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 等 6 主要性能 水硬性 7 主要用途 建筑 修路 如 水泥砂浆 混凝土 钢筋混凝土 水泥回转窑2 自动化 水泥的标号 二 玻璃 1 原料 纯碱 石灰石和石英 2 主要设备 玻璃熔炉 3 生产过程 原料粉碎 玻璃熔炉中强热 成型冷却 Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 5 主要成分 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 Na2O Ca2O 6SiO2 6 主要性能 玻璃态物质 没有固定的熔点 在一定温度范围内逐渐软化 4 反应原理 复杂的物理 化学变化 主要反应 高温 高温 6 几种特殊玻璃 石英玻璃 膨胀系数小 耐酸碱 强度大 滤光 用途 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 光学玻璃 透光性能好 有折光和色散性 铅玻璃 用途 眼镜片 望远镱用凹凸透镜等光学仪器 有色玻璃 金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里 使玻璃呈现特征颜色 蓝色 Co2O3 红色 Cu2O 淡绿色 FeO 钢化玻璃 玻璃在电炉里加热软化 再急速冷却得钢化玻璃 耐高温 耐腐蚀 强度大 质轻 抗震裂 破碎时无尖锐棱角不易伤人 用途 运动器材 微波通讯器材 玻璃纤维 玻璃在熔化状态下抽成丝成为玻璃纤维 玻璃纤维用合成树脂一层层胶合压制成一定形状 并在加压下加热固化 形成玻璃钢 强度大如钢 比钢轻 玻璃纤维耐腐蚀 不怕烧 不导电 不吸水 隔热 吸声 防虫蛀等 乌克兰撑竿跳运动员布勃卡于1957年以6 14m的优异成绩打破4 78m的世界记录 就是玻璃钢的功劳 注意 有机玻璃 水玻璃都不是玻璃 玻璃钢 与 车窗玻璃 三 陶瓷 China 1 主要原料 粘土 2 传统生产过程 混和 成型 干燥 烧结 冷却 3 反应原理 复杂的物理 化学变化 4 主要成分 硅酸盐 5 主要特性 抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型等优点 现在 景德镇的陶瓷工艺已经完全电气化了 考虑到环境保护 降低制作成本和提高成功率等方面因素 不论是仿古陶瓷 艺术瓷类 还是日用陶瓷的瓷器都在电脑的控制下用汽窑烧制而成 主要种类 土器 砖瓦 红瓦 自然冷却 Fe2O3含量较多 青瓦 淋水冷却 Fe3O4 FeO较多 陶器 彩陶 江苏宜兴的紫砂壶 秦汉兵马俑 瓷器 碗盘 茶具1 烟缸 瓷雕1 瓷雕2 瓷雕3 茶具2 收藏珍品1 卫生瓷 炻器 水缸 砂锅 瓷都景德镇 瓷雕4 收藏珍品2 注 彩釉 搪瓷不属于陶瓷 水泥的标号水泥的标号是水泥强度大小的标志 测定水泥标号的抗压强度 系指水泥砂浆硬结28天后的强度 例如检测得到28天后的抗压强度为310kg cm2 则水泥的标号定为300