新型无机非金属材料-2016.ppt

新的无机非金属材料，第一，无机非金属材料1，材料，材料是人类生存和发展的物质基础，是人类进步的里程碑。历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都使用材料作为时代的主要象征。石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、塑料等有机聚合物、单晶材料的各种新材料的开发，引起了人类文化和生活的新变化。没有半导体材料，就不能拥有当前的计算机技术。没有高温、高强度的特殊结构材料，就没有今天的航天工业；没有低损耗光纤，没有现代光通信；没有有机高分子材料，人们的生活也不能像今天一样丰富多彩。(1)无机非金属材料，传统无机非金属材料，新型无机非金属材料，金属材料，高分子材料：塑料，合成橡胶，合成纤维，2，材料的多种分类方法，(2)按用途，结构材料：材料的机械和化学特性利用，3，生活武器非金属材料，玻璃，水泥，陶瓷，钻石钻头，手表的“19钻”(人造红宝石轴承的数目)，“金钢”，“石英表，” 需要高温和其他特殊特性的现代科学技术的发展极大地促进了无机非金属材料的发展，在无机非金属材料领域，除了使用现有的硅酸盐材料外，还出现了大量具有特殊特性的新材料，如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等，广泛应用于建筑、冶金、机械和高新技术领域。2，几种典型的新型无机非金属材料，1，结构材料，2，功能材料光纤(光纤)，高温结构陶瓷，1，结构材料高温结构陶瓷，(1)氧化铝陶瓷，用途，坩埚，高温管由于没有特殊材料能经受高温钠蒸汽(1400)的强烈腐蚀，直到1965年，第一个高压钠灯还没有制造出来。高温、耐腐蚀性、硬度、耐磨性、不怕氧化的高温结构材料和金属材料的特性比较。金属材料：易腐蚀、不氧化、不适合高温的高纯氧化铝透明陶瓷管、氧化铝陶瓷产品、高温结构材料：(2)氮化硅陶瓷、高温结构陶瓷：氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、等。Si3N4基陶瓷球轴承、氮化硅陶瓷部件、沙漠汽车、等、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、(3)人工宝石、红宝石和蓝宝石的主要成分为Al2O3(刚玉)。红宝石是红色的，因为它混合了少量含铬的化合物。蓝宝石是蓝色的，因为掺有少量钛化合物。1900年，科学家溶解氧化铝后，添加少量氧化铬，制造出2g-4g质量的红宝石。现在可以制作到10g为止的大红宝石和蓝宝石。1870年，英国科学加丁达尔在玻璃容器侧壁的微入口进行了有趣的实验，在水自由流动的微束束束打开的正对面水平发射。丁达尔发现，细微的光线不是穿透这些水流射向空气，而是顺从地沿着水流蜿蜒扩散。这是光的全反射的结果。，2，功能材料光导纤维(光纤)，光导原理，(1)光导纤维的特性和用途：(2)光缆与普通电缆的比较，真正的光通信时代。目前，光纤通信是通过电话或电视摄像机将声音或图像转换为电信号，然后通过光学调制解调器调制激光光，将电信号转换为光信号，从光纤传输到接收端，接收端激光接收器通过光转换器将光信号恢复为电信号，然后进入电话或电视再现发送的声音或图像。未来的光纤通信，比起电信号，将声音或图像直接转换为光信号，并通过光纤传输，电力用作能量源。到那时，电话、电报、电视等电信方式将转变为“光言”、“光报”、“广西”等光通信方式，人类将进入无限美好、真正的光通信时代。现代通信用光缆，医学中使用光纤不仅是通信技术的重要材料，也是医生的得力助手。目前在医学领域普遍使用连接很多纤维的胃镜，光纤胃镜光源在体外由纤维传递，不产生热辐射，减轻患者的痛苦。光纤的一端装有精密的小透镜，可以将伪装状态传送到体外或显示在屏幕上。光纤在医学中的另一个重要应用是通过精密的纤维将高强度激光输入人体病变部位，并用激光去除病变部位。这种“手术”不切开皮肤或切断肌肉组织，而是切开正确的部位，手术效果很好。光纤胃镜、光纤纤维手术、无手术、介绍其他新型无机非金属材料、钻石目前已知最坚硬，可用于切割和雕刻其他材料，用于钻探、研磨和其他行业。但是天然钻石很少，远远不能满足生产和研究的需要。科学家通过对石墨和钻石同形结构的研究，指出了在特定条件下将石墨转化为钻石的可能性。1955年，美国首先用石墨合成钻石，这是材料合成领域的一大成就。目前世界上用石墨合成钻石的研究发展得很快，我国的研究也在快速发展，很多城市都建立了带有人造钻石的工厂和研究所，以满足生产发展的要求。钻石、钻石锯片、(2)巴基球，长久以来，人们认为碳元素只有两个同形钻石和石墨。1985年，科学家发现了60个碳原子组成的分子3354C60，由于建筑师巴克敏斯特富勒设计的圆形拱形屋顶的启示，人们对这个结构的理解亲切地称为“巴基球”巴基球现在发展成了C60、C70、C90等大家族。C60由于其结构的特殊性，在超导、磁、光学、催化剂等方面具有卓越的性能。碱金属卡在C60分子之间的缝隙中形成K3C60、Rb3C60等，是临界温度高的好超导体。科学家预言掺杂的C240、C540可以成为室温超导体。C60具有强大的耐压性、良好的恢复性和高稳定性，并且分子没有边缘，成为最佳润滑剂。将C60作为新的功能组引入聚合物系统，可以获得具有优秀导电和光学特性的新功能高分子材料。随着对巴基球的研究的深入，其奇妙的性能和潜在的应用价值陆续被发现，认为未来是无限的。(3)纳米材料，纳米材料是指粒子直径为10-7-10-9m的材料，具有奇怪的光、电、磁、热、力和化学性质。实验结果表明，如果将金属铜或铝制成几个纳米粒子，只要遇到空气，就会发生强烈的燃烧，发生爆炸。有人观测说，使用纳米粒子作为新型火箭的固体燃料将具有更大的推动力。另外，将纳米金属粒子用作催化剂可以加快化学反应过程，大大提高化学合成的生产率。将纳米颗粒粉末制成块状金属材料，比普通金属强十倍以上，像橡胶一样有弹性。纳米金属具有惊人的性能秒塑性延展性，纳米铜在室温下不折断，可扩展50倍以上。用这种物质制造飞机、汽车、船只，其质量会减少到1/10。碳纳米管是由石墨的一层或多层碳原子卷曲而成的笼状纤维，内部是空的，外径只有几到几十纳米。这种材料轻便又结实。其密度是钢的1/6，强度是钢的100倍。做防弹背心更好。碳纳米管的细微端非常容易发射电子，用于制造电子枪，可以制成几厘米厚的壁挂式电视。如果建筑物表面或窗玻璃结合透明、耐油、防水的纳米材料粒子，建筑物不会被空气中的油弄脏，玻璃会被水蒸气污染，永远不透明。纳米材料在医学上很有前途。被多层纳米材料包裹的智能药物进入人体后，可以积极寻找癌细胞，进行攻击或治愈受损的组织。在人工器官外涂上纳米粒子，可以防止移植后的排斥反应。利用纳米技术的新诊断仪器只能检查少量血液，诊断各种疾病。纳米粒子也可用于身体的细胞分离或细胞染色，也可用于携带DNA治疗基因缺陷症。(4)智能材料，主要利用电子、激光、通信、能源和生物工程领域的材料的热、光、电、磁等特性。功能资料的最新开发是具有环境判断功能、自我修复功能和时间线功能的智能资料。智力材料不仅能像人的五官一样探测客观世界，还能自发地进行外部活动，释放声波、电子波或热能，还能促进像化学反应或颜色变化等生命物质等智力反应。(5)生物材料、生物材料的目标是通过人体组织的定型、修复和再生来保持原有功能。生物材料除了人体组织或器官的功能外，必须与人体组织兼容，对肌肉的免疫排斥反应、血液的相容性、不溶血、凝固反应(如人工血液)不会引起代谢作用异常，对人体没有无毒或致癌性。现在发展起来的生物合金、生物聚合物和生物陶瓷(优于生物陶瓷)基本上满足了这些要求，并使用这些材料制造了许多人工器官，例如肾脏、肝脏、肺和骨骼。(6)超导材料，超导材料是一种在低温下(23.2K以下)电阻可能完全消失的材料。超导材料制成电线后，电阻几乎为零，可以远距离无损传输；超导材料能产生用于制造磁悬浮列车的强磁场。用超导材料制造的发电机将比现有发动机输出功率高100倍以上。超导现象发生在很低的温度下，应用受到很大的限制，因此在更高的临界温度下具有超导性的材料开发成为近30年科学家研究的重要课题。1986年，瑞士IBM公司实验室JGbend norz和KAm tiller在研究高温氧化物超导体方面取得了重大突破。ax by；CuzOw(A=La=la，y).B=ba，Sr.等)的钙钛矿结构体系到临界温度Tc 35K的超导体，荣获1987年诺贝尔物理学奖。1987年，美国休斯顿大学主警事务组、中科院物理研究所曹冲县等发现了临界温度为90K的y-ba-Cu-o材料，在液氧(77K)中实现了超导性。展望21世纪，材料科学的前景很好。1.光电转换材料、分解水的催化材料、储氢材料等能源物质将得到高效化；2.多种功能复合的复合体可以进一步提高我们的生活质量(例如“白色污染”将被清除)；高温超导材料进入了实用阶段。智能材料和智能材料被广泛使用。5、纳米材料将在癌症治疗、信息存储领域崭露头角.社会需要物质，材料离不开化学。开发新材料，每个人都要学好化学。比较传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的特性，高纯氧化铝透明陶瓷管，退货，氧化铝陶瓷产品，退货，高压钠灯管，退货，1 .灯的内部温度最高为1400 。钠蒸汽有很强的腐蚀效果。基于Si3N4的