无机非金属材料

无机非金属材料2006-5-9*第1页，课件共54页，创作于2023年2月硅酸盐工业的特点：(1)原料：含硅的物质、碳酸盐等。（2）反应条件：高温。(3)反应原理：复杂的物理、化学变化。(4)生成物：硅酸盐。2006-5-9*第2页，课件共54页，创作于2023年2月二、玻璃一、水泥三、陶瓷2006-5-9*第3页，课件共54页，创作于2023年2月水泥工业原料设备主要性质反应条件水泥成分水泥应用硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙石灰石、黏土、辅助原料水泥回转窑高温水硬性建筑粘合剂水泥砂浆混凝土2006-5-9*第4页，课件共54页，创作于2023年2月5、主要成分：硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOAl2O3)等

2006-5-9*第5页，课件共54页，创作于2023年2月水泥回转窑2006-5-9*第6页，课件共54页，创作于2023年2月3CaO+Al2O3====3CaOAl2O32CaO+SiO2====2CaOSiO23CaO+SiO2====3CaOSiO2水泥生料煅烧成熟料的物理化学变化的过程高温高温高温2006-5-9*第7页，课件共54页，创作于2023年2月玻璃工业2、原料3、反应原理主要原料：纯碱、石灰石和石英。1、组成：CaO·Na2O·6SiO24、反应设备5、几种常见的玻璃玻璃窑2006-5-9*第8页，课件共54页，创作于2023年2月主要化学反应：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高温[设问]这两个反应是否违反了复分解反应规律？复分解反应规律仅适用于溶液，不能套用于高温条件下的反应。2006-5-9*第9页，课件共54页，创作于2023年2月普通玻璃有色玻璃2006-5-9*第10页，课件共54页，创作于2023年2月石英玻璃2006-5-9*第11页，课件共54页，创作于2023年2月无碱玻璃纤维无捻粗纱布(以下简称为方格布)，是由2000孔漏板拉制的直接无捻粗纱织造而成的增强制品，主要用于手糊成型、模压成型等玻璃钢成型工艺，典型产品有船艇、汽车配件、贮罐、大型板材、家具等玻璃钢制品。2006-5-9*第12页，课件共54页，创作于2023年2月钢化玻璃

2006-5-9*第13页，课件共54页，创作于2023年2月

光学玻璃2006-5-9*第14页，课件共54页，创作于2023年2月几种特殊玻璃(1)石英玻璃：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光

(2)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

(3)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)PbO用途：光导纤维等2006-5-9*第15页，课件共54页，创作于2023年2月(4)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；

2006-5-9*第16页，课件共54页，创作于2023年2月玻璃纤维

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。注意：有机玻璃、水玻璃都不是玻璃。玻璃钢(5)与2006-5-9*第17页，课件共54页，创作于2023年2月几种玻璃的特性和用途

种类特性用途

石英玻璃光学玻璃玻璃纤维普通玻璃钢化玻璃高温下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等透光性能好、有折光和色散性眼镜片；凹凸透镜等光学仪器电子、通讯、核能、航空等耐高温、抗腐蚀、比重较小、延展小、绝缘好具有高的机械强度、良好的热稳定性、安全性能强门窗、幕墙、雨棚、采光顶、家具、家电、电扶梯等2006-5-9*第18页，课件共54页，创作于2023年2月三、陶瓷(China)1、主要原料：黏土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。2006-5-9*第19页，课件共54页，创作于2023年2月６、主要种类：６、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：江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：青瓷、中国宋代瓷窑

炻器：水缸、砂锅2006-5-9*第20页，课件共54页，创作于2023年2月陶瓷工业唐三彩2006-5-9*第21页，课件共54页，创作于2023年2月宋代钧瓷

2006-5-9*第22页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第23页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第24页，课件共54页，创作于2023年2月新型无机非金属材料1、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

2006-5-9*第25页，课件共54页，创作于2023年2月2、几种典型的新型无机非金属材料1、结构材料——高温结构陶瓷2、功能材料——光导纤维(光纤)2006-5-9*第26页，课件共54页，创作于2023年2月1、结构材料——高温结构陶瓷(1)氧化铝陶瓷性

能

用

途

熔点高

坩埚、高温炉管

硬度大

刚玉球磨机

透明、耐高温

高压钠灯灯管

高温结构材料与金属材料的性能比较

耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化易受腐蚀、不耐氧化、不适合高温时使用

2006-5-9*第27页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第28页，课件共54页，创作于2023年2月(2)氮化硅陶瓷

氮化硅基陶瓷具有密度小、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。2006-5-9*第29页，课件共54页，创作于2023年2月Si3N4基陶瓷球轴承2006-5-9*第30页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第31页，课件共54页，创作于2023年2月

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)。2006-5-9*第32页，课件共54页，创作于2023年2月(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷2006-5-9*第33页，课件共54页，创作于2023年2月氧化锆陶瓷2006-5-9*第34页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第35页，课件共54页，创作于2023年2月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；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2g-4g的红宝石。现在，已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。

红宝石和蓝宝石及人造宝石(4)人造宝石2006-5-9*第36页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第37页，课件共54页，创作于2023年2月

1870年，英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验：让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出，以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现，细光束不是穿出这股水流射向空气，而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。2、功能材料——光导纤维(光纤)2006-5-9*第38页，课件共54页，创作于2023年2月2006-5-9*第39页，课件共54页，创作于2023年2月(3)光导纤维的用途：

光纤除了可以用于退通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。

(2)光纤光缆与普通电缆比较(见下页)

(1)是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基石”2006-5-9*第40页，课件共54页，创作于2023年2月光纤光缆普通电缆信息量大,每根光纤理论上可同时通过10亿路电话8管同轴电缆每条通话1800路原料来源广(石英玻璃),节约有色金属资源较少质量小,每公里27g,不怕腐蚀,铺设方便每公里1.6t成本低,每公里1万元左右每公里20万元性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射光学纤维胃镜现代通信用光缆用光导纤维做手术，不用开刀2006-5-9*第41页，课件共54页，创作于2023年2月现代通信用光缆2006-5-9*第42页，课件共54页，创作于2023年2月光学纤维胃镜2006-5-9*第43页，课件共54页，创作于2023年2月用光导纤维做手术，不用开刀2006-5-9*第44页，课件共54页，创作于2023年2月展望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能源材料将实现高效化；2.集多种功能于一身的复合材料可使我们的生活质量得到进一步改善（如“白色污染”将被消除）；3.高温超导材料进入实用阶段；4.智能材料和机敏材料将得到广泛应用；5、纳米材料将在治疗癌症、存储信息等领域大显神通……

社会需要材料,材料离不开化学。2006-5-9*第45页，课件共54页，创作于2023年2月高纯氧化铝透明陶瓷管2006-5-9*第46页，课件共54页，创作于2023年2月人造金刚石锯片2006-5-9*第47页，课件共54页，创作于2023年2月金刚石钻头2006-5-9*第48页，课件共54页，创作于2023年2月金刚石2006-5-9*第49页，课件共54页，创作于2023年2月氧化铝陶瓷制品2006-5-9*第50页，课件共54页，创作于2023年2月F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。2006-5-9*第51页，课件共54页，创作于20