高一化学无机非金属材料2

孙应伦2020年6月12日星期五,第二课时,无机非金属材料,二、新型无机非金属材料,学习提纲：1、什么是传统无机非金属材料？有什么优点和弱点？2、什么是新型无机非金属材料？有哪些特征？3、高温结构陶瓷有什么特性和用途？4、光导纤维有什么特性和用途？,新华网北京2月2日电1日，“哥伦比亚号”航天飞机在美国东部时间9时(北京时间22时)许返回地面过程中与地面控制中心失去了联系，后在得克萨斯州中北部地区上空解体坠毁，航天飞机上的7名宇航员全部遇难。这是1月16日美国“哥伦比亚号”航天飞机在肯尼迪航天中心发射升空时的资料照片,大约在哥伦比亚号点火起飞的81秒之后，外部燃料箱附着点附近的物体脱落，击中了航天飞机左侧机翼的底部。,?,为什么航天飞机上的防护片受损会导致这个悲剧呢?防护片是什么材料制成的呢?,氧化铝陶瓷（人造刚玉Al2O3）熔点高，可作高级耐火材料；硬度高，可作研磨材料。经特殊烧结，可制成微晶氧化铝，透光性很强，用作高压钠灯灯管等高温透明部件。,氮化硅陶瓷（Si3N4）是灰白色固体，硬度为9，是最硬的材料之一。它的导热性好且膨胀系数小，可经受低温高温、骤冷骤热反复上千次的变化而不破坏，因此是十分理想的高温结构材料。,科技人员发现，如果用耐高温的陶瓷，如氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机，其工作温度可达13001500。美国军方曾做过一次有趣的实验：在演习场200米跑道的起跑线上，停放着两辆坦克，一辆装有500马力的钢质发动机，而另一辆装有同样马力的陶瓷发动机。陶瓷发动机果然身手不凡，那辆坦克仅用了19秒钟就首先到达终点，而钢质发动机坦克在充分预热运转后，用了26秒才跑完全程。其奥秘就在于陶瓷发动机的热效率高，不仅可节省30的热能，而且工作功率比钢质发动机提高45以上。另外，陶瓷发动机无需水冷系统，其密度也只有钢的一半左右，这对减小发动机自身重量也有重要意义。,步兵战车用绝热陶瓷发动机可使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁，提高了生存率,碳化硅SiC,俗称金刚砂。熔点高(2450),硬度大(9.2),是重要的工业磨料。如其中掺入某些杂质,会使之出现半导体,作为高温半导体,用于电热元件。作为高温结构陶瓷,日益受到人们的重视。它最适宜的应用领域是高温、耐磨和耐蚀的环境,现已用作火箭喷嘴,热电偶保护管,热交换器和耐磨、耐蚀的零件。,碳化硅制成的涡轮叶片,生物陶瓷,光导纤维,光通信是当代新技术革命的重要内容，也是信息社会的重要标志。光通信的关键是性能优异的光导纤维。光导纤维要求质轻，柔软弯曲自如，传光效率高，抗机械振动，耐蚀性好，能量损耗小，抗（雷电）干扰力强，保密性好。,一根头发丝细的光纤能一次传送625000路电话；一公里光纤才重27克，造价为1万元左右。,医疗上用光纤作内窥镜,知识竞答,1、传统无机非金属材料有什么优点和弱点？新型无机非金属材料有哪些主要特点?,传统无机非金属材料具有抗腐蚀、耐高温等许多优点，但也有质脆、经不起热冲击等弱点。新型无机非金属材料主要特点：a、能承受高温，强度高b、具有电学特性c、具有光学特性d、具有生物功能。,知识竞答,2、用金属做材料有什么弱点？,易受腐蚀、在高温时不耐氧化等。,3、高温结构陶瓷有什么优点？,能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。,可直接植于人体内，如制成人造牙齿、人造骨骼、人造心脏瓣膜等,4、生物陶瓷在医疗上有何用途？,课堂练习,1、下列物质中，不属于新型无机非金属材料的是：A、普通玻璃B、氧化铝陶瓷C、光导纤维D、氮化硅陶瓷2、制造光导纤维的原料是：A、碳酸钙B、硅酸钠C、普通纤维D、二氧化硅,A,D,小结,二、新型无机非金属材料：1、无机非金属材料,2、新型无机非金属材料的特征：a、能承受高温，强度高b、具有电学特性c、具有光学特性d、具有生物功能,3、