《型无机非金属材料》PPT课件.ppt

化学竞赛辅导讲座,2020/5/18,1,【主要内容】一、材料二、材料的分类三、生活中的无机非金属材料四、新型无机非金属材料的特征五、高温结构陶瓷六、光导纤维七、人造宝石,第三节新型无机非金属材料,02:47,2,用树枝、泥巴盖起来的房子,02:47,3,用石头建造的古罗马斗兽场,02:47,4,用砖、石头等建的古代城墙,02:47,5,用砖盖起来的城堡,02:47,6,巴黎埃菲尔铁塔,02:47,7,用各种金属材料建造的高楼大厦,02:47,8,用多种复合材料装饰的现代居室,02:47,9,用多种高科技材料制造的波音777飞机,02:47,10,高科技耐高温隔热材料,02:47,11,全塑料汽车,02:47,12,F-117隐形战斗轰炸机,02:47,13,神舟七号,02:47,14,一、材料,材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的一个重要里程碑。例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起人类文化和生活的新的变化。石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分子(如塑料等)、单晶材料等的发明，为人类进步提供重要的物质基础。,02:47,15,一、材料,可以说没有半导体材料，便不可能有目前的计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有今天的宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代的光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能像今天这样丰富多彩。材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。,02:47,16,二、材料的分类,材料除了具有重要性和普遍性以外，还具有多样性。由于多种多样，分类方法也就没有一个统一标准。1、从物理化学属性来分金属材料-金属及其合金无机非金属材料-传统和新型有机高分子材料-合成塑料、橡胶、纤维复合材料-不同类型材料所组成的,02:47,17,二、材料的分类,1、从物理化学属性来分2、从用途来分电子材料航空航天材料核材料建筑材料能源材料生物材料通信材料日用材料化工材料,02:47,18,二、材料的分类,1、从物理化学属性来分2、从用途来分3、从存在历史来分-传统材料与新型材料传统材料是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料，如钢铁、水泥、塑料等。这类材料由于其量大、产值高、涉及面广泛，又是很多支柱产业的基础，所以又称为基础材料。新型材料(先进材料)是指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。,02:47,19,二、材料的分类,3、从存在历史来分-传统材料与新型材料新型材料与传统材料之间并没有明显的界限。传统材料通过采用新技术，提高技术含量，提高性能，大幅度增加附加值而成为新型材料；新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础，而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。,02:47,20,二、材料的分类,1、从物理化学属性来分2、从用途来分3、从存在历史来分-传统材料与新型材料4、从结构性能来分-结构材料与功能材料结构材料是以力学性能为基础，以制造受力构件所用材料，当然，结构材料对物理或化学性能也有一定要求，如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。功能材料则主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。一种材料往往既是结构材料又是功能材料，如铁、铜、铝等。,02:47,21,三、生活中的无机非金属材料,玻璃、水泥、陶瓷石英钟表手表上的“19钻”(人造红宝石轴承的数目)玻璃刀金刚石钻头彩电(荧光材料)煤气炉中的电子打火(压电陶瓷)海底电缆(光导纤维)电脑的CPU(单晶硅)隐形飞机(特殊光学材料),02:47,22,四、新型无机非金属材料的特征,02:47,23,四、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,破碎机厂家提供厂家电话02:47,24,五、高温结构陶瓷,结构材料主要指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。高温结构材料与金属材料的性能比较金属材料：易受腐蚀、不耐氧化、不适合高温时使用。高温结构材料：耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。,02:47,25,五、高温结构陶瓷,1、氧化铝陶瓷-人造刚玉性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温。用途：可用作高级耐火材料如坩埚、高温炉管等，制造刚玉球磨机，高纯氧化铝透明陶瓷管可用作高压钠灯的灯管等。备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气(1400)强烈腐蚀的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。,02:47,26,五、高温结构陶瓷,高压钠灯的灯管,02:47,27,五、高温结构陶瓷,1、氧化铝陶瓷-人造刚玉2、氮化硅陶瓷性能：具有密度小、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。用途：可制成Si3N4陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷部件等用于制造发动机部位的受热面，提高柴油机的质量，节省燃料(不用水冷却，减少热散失)等。,02:47,28,六、光导纤维,功能材料光导纤维(光纤)是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基石”，信息容量非常大，抗电磁干扰、保密性强、能防窃听、不发生电辐射、不怕腐蚀、铺设方便等优点，是非常好的通讯材料。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。,02:47,29,六、光导纤维,02:47,30,七、人造宝石,红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3(刚玉)。红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物；而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。1900年，科学家曾用氧化铝熔融后加入少量氧化铬的方法，制出了质量为2g4g的红宝石。现在，已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。,02:47,31,七、人造宝石,金刚石是目前已知的最硬的材料，用来切削和刻划其他物质，被用于钻探、磨削等行业。但是，由于天然金刚石非常少，远远不能满足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金刚石同素异形体结构的研究，指出了在一定条件下使石墨转化为金刚石的可能性。1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这是材料合成领域的一项重大成就。目前，世界上用石墨合成金刚石的研究发展很快，我国在这方面的研究也在飞速发展，许多城市都建有人造金刚石的工厂和研究所，以满足生产发展的需要。,02:47,32,展望21世纪，材料科学的前景是美好的：1、光电转换材料，分解水的催化材料和储氢材料等