5.3无机非金属材料（课件）(共20张PPT)高一化学人教版2019必修二

(共20张PPT)
无机非金属材料
1
I long to alleviate this evil, but I cannot, and I too suffer. This has been my life. I have found it worth living
硅酸盐材料
传统无机非金属材料
陶瓷
玻璃
水泥
一、陶瓷
陶瓷
原料
历史
应用
黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
青花瓷、唐三彩
生产建筑材料、
绝缘材料、
日用器皿、
卫生洁具等
China
反应条件
高温烧结
瓷都
玻璃
原料
工业设备
应用
纯碱、石灰石和石英砂
玻璃窑
主要成分
生产建筑材料、
光学仪器、
各种器皿，
制造玻璃纤维用于高强度复合材料等
Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
二、玻璃
水泥
原料
工业设备
黏土和石灰石
水泥回转窑
混凝土
水泥、沙子和碎石等与水混合
石膏的作用
条件
高温煅烧
调节水泥硬化速率
三、水泥
2
I long to alleviate this evil, but I cannot, and I too suffer. This has been my life. I have found it worth living
新型无机非金属材料
存在 原子结构 示意图 周期表中位置
含量 存在形态 地壳中 居第___位 _________ __________ _______
_______
二
氧化物
和硅酸盐
第三周期、
第ⅣA族
(1) 硅元素的存在与结构
1.硅和二氧化硅
自然界中的硅：
硅酸盐矿石
水晶（ SiO2 ）
玛瑙（ SiO2 ）
半导体材料
(2) 硅的应用
集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等
1.硅和二氧化硅
高纯硅的制备
工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅。
SiO2+2C ========= Si+2CO↑
1800~2000 ℃
Si+3HCl ===== SiHCl3+H2↑
300 ℃
SiHCl3+H2 ===== Si+3HCl
1100 ℃
高纯硅的制备
(3) 二氧化硅
二氧化硅可用来生产光导纤维。光导纤维的通信容量大，抗干扰性能好，传输的信号不易衰减，能有效提高通信效率。
1.硅和二氧化硅
结构
性能
高温抗氧化性能
碳原子和硅原子通过共价键连接
硬度大
砂纸和砂轮的磨料
耐高温结构材料
耐高温半导体材料
碳化硅陶瓷
2.新型陶瓷
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。
一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
高温结构陶瓷
压电陶瓷
主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。
在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域。
透明陶瓷
超导陶瓷
碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。
3.碳纳米材料
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其中的C60是富勒烯的代表物。C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。
富勒烯
3.碳纳米材料
石墨烯
石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。
3.碳纳米材料
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第六章第三节