功能各异的无机非金属材料tang.ppt

丰富多彩的生活材料 第二单元功能各异的无机非金属材料 生活中的硅酸盐材料光导纤维和新型陶瓷材料 无机非金属材料种类繁多 功能各异 应用十分广泛 其历史可追溯到远古时代 从我们的祖先用黏土制作陶器 到现代人通过光导纤维通讯联系 人类利用自然界提供的各种资源 研制了许许多多的无机非金属材料 我们日常生活中使用的陶瓷 玻璃器皿 煤气炉具点火装置使用的压电陶瓷 电器设备中的半导体材料 电视显像管中的荧光粉 磁带和磁性陶瓷使用的磁性材料 医疗中使用的人造牙齿等 都属于无机非金属材料 一 生活中的硅酸盐材料 石器 燧石取火 硅酸盐 陶瓷 玻璃 水泥 二氧化硅 光导纤维 单晶硅 集成电路 传统材料 人类文明发展史 新型材料 信息材料 1 普通玻璃和水泥是用什么原料 采用什么方法制造的 2 日常生活中使用的哪些器具是由硅酸盐材料制成的 3 你能列举硅酸盐材料在现代高科技领域的应用吗 陶器 瓷器 1 主要原料 2 主要成分 3 反应原理 4 传统生产过程 5 主要特性 黏土 混和 成型 干燥 烧结 冷却 复杂的物理 化学变化 硅酸盐 抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型等优点 1 从黏土到陶瓷 一 生活中的硅酸盐材料 制陶过程 1 混合 2 成型 3 干燥 4 烧结 5 冷却 6 筛选 1 从黏土到陶瓷 红陶罐 新时期时代 灰陶纹豆 崧泽文化 硬陶罐 战国 三彩骆驼 唐 跪射俑 秦 陶瓷分类 彩陶 秦汉兵马俑江苏宜兴的紫砂壶 水缸 砂锅 瓷都景德镇 砖瓦 1 从黏土到陶瓷 一 生活中的硅酸盐材料 2 形形色色的玻璃 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 纯碱 石灰石和石英 玻璃熔炉 原料粉碎 玻璃熔炉中强热 成型冷却 复杂的物理 化学变化 主要反应 玻璃态物质 没有固定的熔点 Fe2 Cu2O Co2O3 几种玻璃的特性和用途 普通玻璃石英玻璃光学玻璃玻璃纤维钢化玻璃 SiO2 SiO2 BaO B2O3 ZnO Pb2O3 二氧化硅 氧化铝 氧化钙 氧化硼 氧化镁 氧化钠等 几种玻璃的制作及原理 变色玻璃 玻璃雕刻 SiO2 4HF SiF4 2H2O 玻璃上镀银 AgNO3 NH3 H2O AgOH NH4NO3 AgOH 2NH3 H2O Ag NH3 2 OH 2H2O 银氨溶液 1949 1998年我国水泥产量示意图 6420 产量 亿吨 1949197919851998时间 年 0 0066 0 6542 1 46 3 硅酸盐水泥 3 硅酸盐水泥 粘土 石灰石 适量石膏 水泥回转窑 高温 复杂的物理 化学变化 硅酸三钙 3CaO SiO2硅酸二钙 2CaO SiO2铝酸三钙 3CaO Al2O3 水硬性 建筑 修路 石膏 调节水泥的硬化速度 水泥不宜久放 易受潮结块 几个概念 水泥砂浆混凝土钢筋混凝土 水泥的分类 水泥 沙子和水的混合物 水泥 沙子 碎石和水的混合物 混凝土和钢筋混合在一起 普通硅酸盐水泥矿渣水泥沸石岩水泥 一般水泥白水泥彩色水泥 3 硅酸盐水泥 水泥的强度等级 42 5 52 5 62 5 等级越高 水泥的性能越好 炼钢厂排出的炉渣主要含有哪些成分 为什么在炼钢厂附近常建有水泥厂 请从资源充分利用的角度谈谈这样布局的好处 炼钢厂排出的炉渣含有多种化学成分 其中以氧化钙 二氧化硅 硅酸钙为主 氧化钙含量一般都在50 以上 这些都可用作水泥的生产原料 生产矿渣硅酸盐水泥 同时还可以利用产生的粉煤灰生产粉煤灰水泥 因此 为了提高原料的利用率 实现绿色工业的目标 创造更多的效益 通常可在炼钢厂周围建水泥厂以便合理利用炼钢炉渣 二 光导纤维和新型陶瓷材料 1 光导纤维 主要成份 二氧化硅 光导纤维原理示意图 光纤光缆与普通电缆的比较 光纤通信有哪些优点呢 1 信息量大 每根光纤理论上可同时通过10亿路电话 2 质量小 每公里27g 不怕腐蚀 4 成本低 每公里1万元左右 3 性能好 抗电磁干扰 保密性强 用途 光纤通信 传输激光 制造传感器等 1 制取 1300 SiCl4 g O2 g SiO2 s 2Cl2 g 2 新型陶瓷 结构陶瓷 工程陶瓷 功能陶瓷 结构陶瓷制品 生物陶瓷制品 氮化硅陶瓷 A 结构陶瓷 工程陶瓷 2 新型陶瓷材料 具有机械功能 热功能和部分化学功能的陶瓷 如纳米陶瓷 陶瓷发动机 以氮化硅为材料的陶瓷发动机 发动机的工作温度能稳定在1300度左右 由于燃料充分燃烧而又不需要水冷却 使热效率大幅度提高 这种陶瓷发动机能够节约20 至30 燃料 具有重量轻 无需润滑和冷却等优点 此外 还有氧化铝 碳化硅和二氧化锆等高温结构陶瓷 高温结构陶瓷 高压钠灯 透明陶瓷 高温结构材料与金属材料的性能比较 高温结构材料 耐高温 耐腐蚀 硬度大 耐磨损 不怕氧化 金属材料 易受腐蚀 不耐氧化 不适合高温时使用 高温结构陶瓷 B 功能陶瓷 性能 具有电 光 磁 化学和生物的功能 且有相互转换功能的陶瓷 如生物陶瓷具有良好的生物兼容性 对肌体无免疫排异反应 无溶血 凝血反应 对人体无害 用途 可用于人体器官和组织的修复和再造 透明陶瓷和纳米陶瓷一般陶瓷因为内部有杂质和气孔而不透明 用高纯度的原料可获得透明陶瓷 这些透明陶瓷不仅光学性能优异 而且耐高温 熔点一般都在2000 以上 透明陶瓷的透明度 强度 硬度都高于普通玻璃 用透明陶瓷制造高压钠灯 发光效率比高压汞灯高一倍 使用寿命可达2万小时 人们把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级 便得到了纳米陶瓷 纳米陶瓷成功地解决了陶瓷易碎的问题 纳米陶瓷还具有延展性 如室温下合成的Ti02陶瓷可以弯曲 塑性 韧性好 纳米氧化锆陶瓷颗粒 传统无机非