化学人教版（2019）必修第二册5.3 无机非金属材料 课件（共19张ppt）

(共19张PPT)
必修第二册
第五章 第三节
无机非金属材料
宜都一中暑期社会实践活动
“沉浸式”体验工厂生产
——当阳三峡新材
——宜都惠宜陶瓷
——宜都华新水泥
玻璃
陶瓷
水泥
传统的无机非金属材料
三大 传 统硅酸盐材料 主要原料 制备 主要成分 性能
黏土(含水的铝硅酸盐）
纯碱、石灰石、
石英砂
黏土、石灰石
玻璃窑
水泥窑
高温煅烧
硅酸盐
Na2SiO3、SiO2、CaSiO3
硅酸盐
硬度高、熔点高、难溶于水、耐腐蚀
水泥
陶瓷
玻璃
高温烧结
思考与讨论
为什么三大硅酸盐材料表现出这样的性能？
——稳定的硅氧四面体结构
结构决定性质
中美“芯片”博弈战
问题一：芯片为什么以高纯硅为原料？
1
元素周期表中的位置
2
性质
03
用途
第三周期、第ⅣA族
金属与非金属的过渡位置
导电性介于导体和绝缘体之间
应用广泛的半导体材料
主要用于制作成芯片和硅太阳能电池板
Si
问题二：如何制得高纯硅呢？—“从沙滩到用户”
硅元素主要以化合态(氧化物、硅酸盐）存在于自然界，如岩石、沙子、水晶、玛瑙等。
石英砂（SiO2） Si
制备提纯
石英砂
纯度98％的粗硅
高纯硅
粗硅的杂质会影响其性能
精馏
1100℃
1800 ~ 2000℃
300℃
HCl
如何制得高纯硅呢？
石英砂
粗硅
SiHCl3(粗)
高纯硅
焦炭
H2
SiO2 + 2C Si + 2CO↑
高温
粗硅
Si + 3HCl SiHCl3 + H2
300 0C
SiHCl3 + H2 Si + 3HCl
1100 0C
HCl
SiHCl3(纯)
杂质
问题2：生产流程中得到高纯硅的提纯步骤是哪些？
精馏、气(HCl)固(高纯硅)分离
问题1：制取粗硅得到的另一产物为什么是CO
高温环境下，过量的焦炭会与CO2反应，最终得到的是CO
石英砂（SiO2）
高纯硅
芯片
华为最新麒麟9000E芯片
SiO2广泛存在于自然界中
沙子
水晶
石英
玛瑙
SiO2
光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息高速公路在全球迅猛发展。 SiO2 可用来生产光导纤维， 它是现代信息技术的基础材料。
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
SiO2重要的用途：生产光导纤维
生活中的SiO2
咖啡中的二氧化硅：抗凝结
纳米级SiO2:添加到各种涂料中
牙膏中的摩擦剂
晶体形SiO2
无定形SiO2
硅藻土
石英
玛瑙
水晶
光导纤维
新型硅化合物材料
耐高温的碳化硅陶瓷轴承
高温结构氮化硅陶瓷
耐高温碳化硅纤维复合材料
火箭发动机
碳纳米管
碳纳米管可以制成透明导电的薄膜,
作为触摸屏的材料
碳纳米管电池重量轻、非常薄。
奇特之处在于其功能既像高能量电源，
又像大功率超级电容器。
材料界新星
石墨烯
传统无机非金属材料
陶瓷
玻璃
水泥
特殊功能的
新型无机非金属材料
Si
SiO2
SiC
碳纳米管
石墨烯
…………
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