无机非金属材料[上学期]
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课件43张PPT。无机非金属材料第三节硅酸盐工业的定义：
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷。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。一、水泥：1、主要原料：粘土和石灰石 2、主要设备：水泥回转窑 3、生产过程：
生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度一、水泥：1、主要原料：粘土和石灰石 2、主要设备：水泥回转窑 3、生产过程：
生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度4、反应原理：复杂的物理、化学变化 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3CaO + Al2O3 ==== 3CaO?Al2O3
2CaO + SiO2==== 2CaO?SiO2
3CaO + SiO2 ==== 3CaO?SiO25、主要成分：
硅酸三钙(3CaO?SiO2)、
硅酸二钙(2CaO?SiO2)、
铝酸三钙(3CaO?Al2O3)等 二、玻璃1、原??料：纯碱、石灰石和石英 2、主要设备：玻璃熔炉 3、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，
成型冷却 4、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要
反应高温高温Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==== CaSiO3+CO2↑5、主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 6、主要性能：玻璃态物质，没有固定的
熔点，在一定温度范围内逐渐软化。 (Na2O?CaO?6SiO2)7、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(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； 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)与三、陶瓷(china)1、主要原料：粘土 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。 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：彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：茶具炻器：水缸、砂锅瓷雕收藏珍品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 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)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 (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。 Si3N4基陶瓷球轴承 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)。(3) 氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷氧化锆陶瓷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 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)(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”光学纤维胃镜现代通信用光缆用光导纤维做手术，不用开刀现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀展望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。高纯氧化铝透明陶瓷管人造金刚石锯片金刚石钻头金刚石氧化铝陶瓷制品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。祝你进步
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷。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。一、水泥：1、主要原料：粘土和石灰石 2、主要设备：水泥回转窑 3、生产过程：
生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度一、水泥：1、主要原料：粘土和石灰石 2、主要设备：水泥回转窑 3、生产过程：
生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度4、反应原理：复杂的物理、化学变化 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3CaO + Al2O3 ==== 3CaO?Al2O3
2CaO + SiO2==== 2CaO?SiO2
3CaO + SiO2 ==== 3CaO?SiO25、主要成分：
硅酸三钙(3CaO?SiO2)、
硅酸二钙(2CaO?SiO2)、
铝酸三钙(3CaO?Al2O3)等 二、玻璃1、原??料：纯碱、石灰石和石英 2、主要设备：玻璃熔炉 3、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，
成型冷却 4、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要
反应高温高温Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==== CaSiO3+CO2↑5、主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 6、主要性能：玻璃态物质，没有固定的
熔点，在一定温度范围内逐渐软化。 (Na2O?CaO?6SiO2)7、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(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； 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)与三、陶瓷(china)1、主要原料：粘土 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。 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：彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：茶具炻器：水缸、砂锅瓷雕收藏珍品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 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)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 (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。 Si3N4基陶瓷球轴承 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)。(3) 氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷氧化锆陶瓷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 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)(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”光学纤维胃镜现代通信用光缆用光导纤维做手术，不用开刀现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做手术，不用开刀展望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。高纯氧化铝透明陶瓷管人造金刚石锯片金刚石钻头金刚石氧化铝陶瓷制品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。祝你进步