二氧化硅和硅酸定稿PPT讲稿.ppt

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1、二氧化硅和硅酸定稿第1页，共86页，编辑于2022年，星期三第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第2页，共86页，编辑于2022年，星期三在地壳中硅的含量为在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧。硅，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳大部分的岩石、的氧化物及硅酸盐构成了地壳大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。在无机非金属材料中，硅一以上。在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要角色。直扮演着主要角色。第3页，共86页，编辑于2022年，星期三+14+6CSi 硅原子既硅原子既不易失去又

2、不易得到电子不易失去又不易得到电子，主要形成，主要形成四价四价的的化合物。化合物。硅是一种硅是一种亲氧元素亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的。，在自然界中它总是与氧相互化合的。存在：没有游离态，存在：没有游离态，只有化合态只有化合态画出硅的原子画出硅的原子结结构构简图简图，分析主要化合价，我，分析主要化合价，我们们很熟悉的哪很熟悉的哪种元素最外种元素最外层电层电子数与它相同？子数与它相同？【思考与交流思考与交流】第4页，共86页，编辑于2022年，星期三你知道硅谷吗？你知道硅谷吗？高技术产业开发区高技术产业开发区,电子技术研究中心电子技术研究中心,计算机生产的重要基地计算机生产的重要基地

3、,位于加利福尼亚州位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南端。圣弗朗西斯科南端。第5页，共86页，编辑于2022年，星期三 单质硅的存在形态与碳相似，有单质硅的存在形态与碳相似，有 和和 两种，两种，结构与结构与 类似，颜色类似，颜色 ，状态，状态 ，熔点，熔点 ，硬度，硬度 ，常温下化学性质，常温下化学性质 。正四面体正四面体一、硅单质一、硅单质第6页，共86页，编辑于2022年，星期三硅的化学性质硅的化学性质常温下性质稳定常温下性质稳定Si+F2 Si+O2 Si+HF Si+NaOH+H2O 硅的工业制备硅的工业制备：SiO22C=Si2CO高温第7页，共86页，编辑于2022年，星期三用途用途

4、晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良是良好的好的半导体材料半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池硅太阳能电池电脑的中央处理器（电脑的中央处理器（CPU）第8页，共86页，编辑于2022年，星期三硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心 大规模集成电路大规模集成电路第9页，共86页，编辑于2022年，星期三硅硅芯芯片片生生产产半半导导体体生生产产第10页，共86页，编辑于2022年，星期三12结晶形结晶形无定形无定形硅石硅石二、二、二氧化硅二氧化硅 地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质地球上存在的天

5、然二氧化硅约占地壳质量的量的_%,存在形态有存在形态有 _和和_两大类，统称两大类，统称_。第11页，共86页，编辑于2022年，星期三结晶形（石英晶体）结晶形（石英晶体）无定形无定形硅藻土硅藻土水晶水晶玛瑙玛瑙（1）、存在）、存在:硅石硅石无色透明无色透明彩色环带或层状彩色环带或层状水晶水晶 SiO2是自然界中沙子、石英的主要成分。是自然界中沙子、石英的主要成分。结晶结晶的的二氧化硅二氧化硅叫石英叫石英；天然天然二氧化硅二氧化硅叫硅石叫硅石。玛瑙玛瑙1、二氧化硅、二氧化硅(SiO2)第12页，共86页，编辑于2022年，星期三每每1个个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子，原子，Si在中

6、心在中心,O在四个顶角。在四个顶角。同时每同时每1个个O原子周围结合原子周围结合2个个Si原子相结合。原子相结合。二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1，用，用SiO2来表示来表示二氧化硅的组成二氧化硅的组成,表示表示O与与Si的原子个数比的原子个数比,不是分子式是化学式。不是分子式是化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状立体网状结结构决定了构决定了SiO2具有具有优优良的物理和化学性良的物理和化学性质质（2）、）、结结构构第13页，共86页，编辑于2022年，星期三主要用作主要用作石英坩埚、光导纤维石英坩埚、光导纤维、饰品、建筑材料、饰品、建

7、筑材料(沙子沙子)（3）、用途）、用途第14页，共86页，编辑于2022年，星期三光学纤维胃镜光学纤维胃镜用光导纤维做手术，用光导纤维做手术，不用开刀不用开刀第15页，共86页，编辑于2022年，星期三1、根据、根据SiO2的存在和的存在和应应用，用，请请你分析以下你分析以下问题问题：SiO2具有具有哪些物理性哪些物理性质质(从水溶性、硬度、熔点考虑从水溶性、硬度、熔点考虑)？化学？化学稳稳定性如何？定性如何？物理性质物理性质:_化学稳定性化学稳定性:_通常条件下，很稳定通常条件下，很稳定硬度大、熔点高、难溶于水硬度大、熔点高、难溶于水（4）、性）、性质质第16页，共86页，编辑于2022年，

8、星期三 用用玻璃塞玻璃塞为什么打不开呢？（提示：为什么打不开呢？（提示：玻璃含二氧化硅）玻璃含二氧化硅）SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O2、NaOH与与实验实验室里其它室里其它试剂试剂瓶有何不同？瓶有何不同？生成的生成的Na2SiO3会把会把试剂试剂瓶和玻璃塞粘瓶和玻璃塞粘连连在一起，在一起，所以打不开。所以打不开。【思考与交流思考与交流】第17页，共86页，编辑于2022年，星期三 与强碱反应与强碱反应SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O 与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应化学性质化学性质1 1、具有酸性氧化物的通性、具有酸性氧化物的通性SiO2 CaO CaSiO3高温高温

9、第18页，共86页，编辑于2022年，星期三 能与能与HFHF反应反应2 2、SiOSiO2 2的特殊性：的特殊性：SiO2+4HF SiF4+2H2O 用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）用途：刻蚀玻璃（制作玻璃工艺品）实验室用实验室用塑料瓶塑料瓶来盛装来盛装HFHF。第19页，共86页，编辑于2022年，星期三用氢氟酸用氢氟酸“刻刻”出的玻璃工艺品出的玻璃工艺品第20页，共86页，编辑于2022年，星期三3.弱氧化性弱氧化性高温高温高温高温高温高温SiO2+2C=Si+2CO4.与某些与某些盐盐反反应应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2此两

10、个反应用于工业制玻璃此两个反应用于工业制玻璃第21页，共86页，编辑于2022年，星期三二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化学式化学式化学式的化学式的意义意义通常状况通常状况下的状态下的状态硬度硬度水溶性水溶性熔沸点熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较二氧化硅和二氧化碳的比较CO2SiO2表示二氧化碳分表示二氧化碳分子及其组成子及其组成表示二氧化硅晶体中表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比硅氧原子个数比气态气态固态固态很小很小很大很大可溶于水可溶于水不溶于水不溶于水很低很低很高很高第22页，共86页，编辑于2022年，星期三二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅稳定性稳定性与水与水反应反应与碱性氧与碱性氧化物反

11、应化物反应与碱与碱反应反应与与HF反应反应高温高温稳定稳定很稳定很稳定CO2+H2O=H2CO3不反应不反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO=CaSiO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不反应不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O化学性质化学性质第23页，共86页，编辑于2022年，星期三二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅弱氧弱氧化性化性与碳与碳酸盐酸盐等反等反应应高温高温SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2高温高温高温高温CO2+C=2CO高温高温SiO2+2C=Si+2COC

12、O2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3CO2+H2O+CaCO3=Ca（HCO3）2第24页，共86页，编辑于2022年，星期三三、硅酸三、硅酸(H2SiO3)【思考与交流思考与交流】我我们们知道知道SiO2不能直接和水化合成不能直接和水化合成H2SiO3，那怎，那怎样样制制备备H2SiO3呢？呢？可溶性的硅酸可溶性的硅酸盐盐和和盐盐酸反酸反应应制得制得温馨提示：硅酸是温馨提示：硅酸是难难溶于水的弱酸溶于水的弱酸第26页，共86页，编辑于2022年，星期三 在试管中加入在试管中加入35mL饱和饱和Na2SiO3溶液溶液，滴入，滴入12滴滴酚酞酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入溶液，再用胶头滴管

13、逐滴加入稀盐酸稀盐酸，边加，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。仔细观察变化过程及其现象。实验实验4-1现象现象结论结论化学方程式化学方程式Na2SiO3+2HCl H2SiO3(胶体胶体)+2NaClNa2SiO3呈呈碱性；碱性；硅酸难溶于水硅酸难溶于水 滴入酚酞溶液呈滴入酚酞溶液呈红色红色滴入盐酸有滴入盐酸有白色凝胶白色凝胶产生产生第27页，共86页，编辑于2022年，星期三硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较硅酸的酸性比盐酸弱，那么硅酸酸性与碳酸相比较如何呢？请你设计一个实验论证你的推断。如何呢

14、？请你设计一个实验论证你的推断。实验：将实验：将CO2通入通入Na2SiO3溶液中溶液中现象：现象：透明的硅酸凝胶生成透明的硅酸凝胶生成化学方程式：化学方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3 +Na2CO3 结论：结论：硅酸是一种很弱的酸，硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱酸性比碳酸还弱第28页，共86页，编辑于2022年，星期三不稳定，受热易分解不稳定，受热易分解SiO32-+H2O+CO2=CO32-+H2SiO3Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3SiO32-+2H+=H2SiO3Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3H2SiO3=H2O+

15、SiO2第29页，共86页，编辑于2022年，星期三生成成的的硅硅酸酸逐逐渐渐聚聚合合而而形形成成硅硅酸酸溶溶胶胶（能能流流动动），当当硅硅酸酸的的浓浓度度较较大大时时，就就会会形形成成硅硅酸酸凝凝胶胶（不不能能流流动动），硅硅酸酸凝凝胶胶经经过过干干燥燥脱脱水水就就形形成成硅硅胶胶。(硅胶的基本成份是二氧化硅硅胶的基本成份是二氧化硅)硅酸硅酸胶体胶体硅酸硅酸凝胶凝胶硅酸干凝胶硅酸干凝胶“硅胶硅胶”第30页，共86页，编辑于2022年，星期三将硅酸凝胶用将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡、干燥活化后溶液浸泡、干燥活化后制得。制得。因为无水因为无水CoCl2为蓝色，水合为蓝色，水合CoCl26H2O

16、为红色，所以根据变色硅胶由蓝变红可以为红色，所以根据变色硅胶由蓝变红可以判断硅胶的吸水程度。判断硅胶的吸水程度。硅胶是一种具有物理吸附作用的吸附剂，硅胶是一种具有物理吸附作用的吸附剂，可以再生反复使用。可以再生反复使用。第31页，共86页，编辑于2022年，星期三不不稳稳定（比定（比H2CO3稳稳定），受定），受热热易分解易分解H2SiO3=H2O+SiO2弱酸性（酸性比碳酸弱），不使指示弱酸性（酸性比碳酸弱），不使指示剂变剂变色色（1）、硅酸的性）、硅酸的性质质白色固体，不溶于水白色固体，不溶于水小结小结第32页，共86页，编辑于2022年，星期三（2）、用途：）、用途：干燥剂（吸水），干燥

17、剂（吸水），吸附剂（多孔），吸附剂（多孔），催化剂的载体。催化剂的载体。第33页，共86页，编辑于2022年，星期三1、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A.石英坩埚石英坩埚 B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.铁坩埚铁坩埚 D.氧化铝坩埚氧化铝坩埚C学以致用学以致用第34页，共86页，编辑于2022年，星期三2、要除去、要除去SiO2中的中的CaO杂质，最适宜的试剂是（杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液纯碱溶液 B 盐酸盐酸 C 硫酸硫酸 D 苛性钠溶液苛性钠溶液B1、下列物质中、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液烧

18、碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液 C学以致用学以致用第35页，共86页，编辑于2022年，星期三硅酸硅酸盐盐第36页，共86页，编辑于2022年，星期三四、硅酸盐四、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，没有固定的酸根。总称，没有固定的酸根。硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。其组成。硅酸盐大多不溶于水，化学性质稳定。硅酸盐大多不溶于水，化学性质稳定。第37页，共86页，编辑于2022年，星

19、期三Na2OSiO2CaO3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2CaONa2O6SiO2Al2O32SiO22H2O活泼金属氧化物活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O1.硅酸盐组成表示硅酸盐组成表示第38页，共86页，编辑于2022年，星期三 白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，无色粘稠的液体，是一种矿物胶称泡花碱，无色粘稠的液体，是一种矿物胶物理性物理性质质2.硅酸硅酸钠钠（Na2SiO3）第39页，共86页，编辑于2022年，星期三与盐反应与盐反应与酸反应与酸反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H

20、2SiO3CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl化学性化学性质质与碱反应与碱反应Ca(OH)2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaOH第40页，共86页，编辑于2022年，星期三现象现象结论结论水份蒸发后燃烧水份蒸发后燃烧水份蒸发后不燃烧水份蒸发后不燃烧水份蒸发后，水份蒸发后，失去防火作用失去防火作用防火效果好防火效果好用作防火剂用作防火剂实验实验4-2放入蒸馏水放入蒸馏水放入放入Na2SiO3溶液溶液化学性化学性质质化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好化学性质相对稳定，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好第41页，共86页，编辑于2022年，星期三用途用途可以作制可

21、以作制备备硅胶的原料，硅胶的原料，还还可以用做建筑、可以用做建筑、纸张纸张的黏合的黏合剂剂和木材、和木材、织织物的防腐物的防腐剂剂及防火及防火剂剂第42页，共86页，编辑于2022年，星期三无机非金属材料无机非金属材料硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷陶瓷水泥水泥玻璃玻璃4.硅酸盐材料硅酸盐材料用含硅物质作原料经加热制成硅酸盐材料。用含硅物质作原料经加热制成硅酸盐材料。第43页，共86页，编辑于2022年，星期三材料材料(组成组成)金属材料金属材料无机非金属材料无机非金属材料有机高分子材料有机高分子材料传统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新型无机非金属材料新型无机非金属材料：新型无机非

22、金属材料：光导纤维光导纤维、新型陶瓷硅酸盐材料：玻璃、陶瓷硅酸盐材料：玻璃、陶瓷(土器、陶器、炻器、土器、陶器、炻器、瓷器瓷器)、水泥、水泥传统无机非金属材料传统无机非金属材料:材料的分类材料的分类第44页，共86页，编辑于2022年，星期三（一）、玻璃（一）、玻璃1、玻璃生产、玻璃生产问题：问题：玻璃生产的主要原料、主要设备、反应玻璃生产的主要原料、主要设备、反应原理分别是什么？原理分别是什么？第45页，共86页，编辑于2022年，星期三（3）反）反应应原理原理（2）生）生产设备产设备玻璃熔炉玻璃熔炉（1）生产原料）生产原料 纯纯碱碱Na2CO3石灰石石灰石CaCO3石英石英SiO2Na2C

23、O3+SiO2Na2SiO3+CO2高温高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2高温高温第46页，共86页，编辑于2022年，星期三玻璃熔炉玻璃熔炉第47页，共86页，编辑于2022年，星期三设问设问这两个反应是否违反了复分解反应规律？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复分解反应规律仅适用于溶液溶液，不能套用于，不能套用于高高温温条件下的反应。条件下的反应。Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2高温高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2高温高温第48页，共86页，编辑于2022年，星期三2、普通玻璃的主要成分、普通玻璃的主要成分Na2SiO3、CaSiO

24、3、SiO23、玻璃的特点、玻璃的特点 不是晶体、没有固定的熔点不是晶体、没有固定的熔点第49页，共86页，编辑于2022年，星期三几几种种常常见见玻玻璃璃简简介介普通玻璃普通玻璃因混有铁的化合物显浅绿色因混有铁的化合物显浅绿色蓝玻璃蓝玻璃红玻璃红玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如试管等如试管等光学仪器玻璃光学仪器玻璃如放大镜如放大镜钢化玻璃钢化玻璃光纤玻璃光纤玻璃光导纤维光导纤维：1964年年8月华裔科月华裔科学家高锟首先提出用玻璃纤学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为维代替金属导线，被誉为“纤维光学之父纤维光学之父”。比头发丝。比头发丝还细的一对光导纤维上同时还细的一对光导纤维上同时

25、传送传送3万门电话且中继距离长万门电话且中继距离长达达2050Km，保密性能好。，保密性能好。在原料里加入某些金属氧化物均匀在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出使玻璃呈现出特征颜色。特征颜色。把普通玻璃放在电把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比化玻璃。其机械强度比普通玻璃大普通玻璃大46倍，不倍，不易破碎。易破碎。第50页，共86页，编辑于2022年，星期三4 4、几种玻璃的特性和用途、几种玻璃的特性和用途（1）普通玻璃普通玻璃特性：特性：在较低温度下软化。在较低温

26、度下软化。用途：用途：制造玻璃窗、玻璃瓶、玻璃杯等制造玻璃窗、玻璃瓶、玻璃杯等玻璃器皿玻璃器皿第51页，共86页，编辑于2022年，星期三特性：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光。特性：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光。用途：可制造化学仪器用途：可制造化学仪器;高压水银灯高压水银灯,紫外灯紫外灯的灯壳等。的灯壳等。（2）石英玻璃）石英玻璃石英玻璃坩埚石英玻璃坩埚第52页，共86页，编辑于2022年，星期三特性：透光性能好、有折光和色散性。特性：透光性能好、有折光和色散性。用途：可制造眼镜片、照相机、显微用途：可制造眼镜片、照相机、显微镜、望远镜等光学仪器。镜、望远镜等光学仪器。（3）光学玻璃光学

27、玻璃第53页，共86页，编辑于2022年，星期三特性：耐高温、耐特性：耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、腐蚀、强度大、质轻、抗震。抗震。用途：制造运动器用途：制造运动器材，微波通讯，汽车、材，微波通讯，汽车、火车玻璃窗。火车玻璃窗。（4）钢化玻璃）钢化玻璃第55页，共86页，编辑于2022年，星期三洛阳蓝地钢化玻璃厂洛阳蓝地钢化玻璃厂第56页，共86页，编辑于2022年，星期三（二）陶瓷：（二）陶瓷：以以粘粘土土（Al2O3.2SiO2.2H2O）为为主主要要原原料料以以及及各各种种天天然然矿矿物物经经过过粉粉碎碎混混炼炼、成成型型和和煅煅烧烧制制得得的的材材料料以以及及各各种种制品制品第57页，

28、共86页，编辑于2022年，星期三餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗日用陶瓷日用陶瓷瓷器欣瓷器欣赏赏第58页，共86页，编辑于2022年，星期三花瓶、雕塑品、园林陶瓷、器皿、花瓶、雕塑品、园林陶瓷、器皿、陈设品陈设品工艺陶瓷工艺陶瓷第59页，共86页，编辑于2022年，星期三工业陶瓷工业陶瓷建筑一卫生陶瓷：建筑一卫生陶瓷：如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁具等如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁具等第60页，共86页，编辑于2022年，星期三 用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖

29、、灰等；阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等；化工陶瓷化工陶瓷 第61页，共86页，编辑于2022年，星期三 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘子、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，支柱绝缘子、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等；无线电用绝缘子等；电瓷电瓷 第62页，共86页，编辑于2022年，星期三 用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷

30、、以及磁性瓷、金属陶瓷等。质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。特种陶瓷特种陶瓷第63页，共86页，编辑于2022年，星期三由由陶陶瓷瓷硬硬质质相相与与金金属属或或合合金金粘粘结结相相组组成成的的结结构构材材料料。从从金金属属陶陶瓷瓷英英文文单单词词Cermets来来，是是由由Ceramic（陶陶瓷瓷）和和Metal（金属）（金属）结结合构成的。合构成的。金属陶瓷金属陶瓷既既保保持持了了陶陶瓷瓷的的高高强强度度、高高硬硬度度、耐耐磨磨损损、耐耐高高温温、抗抗氧氧化和化学化和化学稳稳定性等特性，又具有定性等特性，又具有较较好的金属好的金属韧韧性和可塑性。性和可塑性。第64页，共86页，编辑于2022年，

31、星期三金属陶瓷：金属陶瓷：第65页，共86页，编辑于2022年，星期三（三）、（三）、水泥水泥1、水泥的特性、水泥的特性水硬性水硬性2、水泥生产、水泥生产思考问题：思考问题：生产水泥的主要原料、主要设备。生产水泥的主要原料、主要设备。第66页，共86页，编辑于2022年，星期三（1）生产原料）生产原料石灰石石灰石 黏土黏土 少量的石膏少量的石膏 （2）生产设备）生产设备 水泥回转窑水泥回转窑（3）石膏的作用）石膏的作用调节水泥硬化速率调节水泥硬化速率 第67页，共86页，编辑于2022年，星期三第68页，共86页，编辑于2022年，星期三3、普通水泥的主要成分、普通水泥的主要成分硅酸三硅酸三钙

32、钙3CaOSiO2硅酸二硅酸二钙钙2CaOSiO2铝铝酸三酸三钙钙3CaOAl2O3第69页，共86页，编辑于2022年，星期三4、几种常、几种常见见的水泥制品的水泥制品名名称称水泥水泥砂浆砂浆 混凝土混凝土钢筋钢筋混凝土混凝土原原料料水泥水泥沙子沙子 水水用用途途建筑建筑粘合剂粘合剂水泥水泥 沙子沙子碎石碎石 水水 建造厂房建造厂房钢筋钢筋混凝土混凝土建造高楼建造高楼桥梁桥梁 水坝水坝第70页，共86页，编辑于2022年，星期三混凝土输送车混凝土输送车1、运输混凝土的车辆为什么在不断的旋转？运输混凝土的车辆为什么在不断的旋转？第71页，共86页，编辑于2022年，星期三2、用水泥可以筑成水、

33、用水泥可以筑成水库库的大的大坝坝，这说这说明水泥的什明水泥的什么性么性质质？水库大坝水库大坝第72页，共86页，编辑于2022年，星期三思考题思考题对照三种硅酸盐工业，总结硅酸盐对照三种硅酸盐工业，总结硅酸盐工业的共同特点？工业的共同特点？（1）生成物都是硅酸盐；）生成物都是硅酸盐；（2）原料都是含硅物质；）原料都是含硅物质；（3）反应条件都是高温；）反应条件都是高温；（4）反应原理都是发生了复杂的物理、化学变化。）反应原理都是发生了复杂的物理、化学变化。第73页，共86页，编辑于2022年，星期三1、硅酸、硅酸盐盐材料：材料：水泥、玻璃、陶瓷等。水泥、玻璃、陶瓷等。2、水泥、玻璃、陶瓷的原料

34、和主要成分、水泥、玻璃、陶瓷的原料和主要成分水泥主要成分：水泥主要成分：3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3玻璃主要成分：玻璃主要成分：Na2SiO3CaSiO3SiO23、制造玻璃的两个主要反、制造玻璃的两个主要反应应的化学方程式的化学方程式小小 结结Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2高温高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2高温高温第74页，共86页，编辑于2022年，星期三传统与新型无机非金属材料特性对比传统与新型无机非金属材料特性对比材料材料特性特性种类种类传统传统无机无机非金非金属材属材料料抗腐蚀，耐高温抗腐蚀，耐高温质脆、经不起热冲质脆、经不起热冲击击

35、普通玻璃普通玻璃普通水泥普通水泥粘土陶瓷粘土陶瓷新型新型无机无机非金非金属材属材料料耐高温、高强度耐高温、高强度具有电学特性具有电学特性具有光学特性具有光学特性具有生物特性具有生物特性高温结构陶瓷：高温结构陶瓷：氧化铝陶瓷（人造刚玉）氧化铝陶瓷（人造刚玉）氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷光导纤维（光导纤维（SiOSiO2 2）第75页，共86页，编辑于2022年，星期三氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷光导纤维光导纤维Si3N4Al2O3SiO2新型无机非金属材料新型无机非金属材料第76页，共86页，编辑于2022年，星期三特点：特点：密度小、高密度小、高强强、高硬、高、高硬、高韧韧性、耐磨性、耐磨

36、损损、耐腐、耐腐蚀蚀、抗氧化、抗抗氧化、抗热热震、自震、自润润滑、隔滑、隔热热、电绝缘电绝缘等一系列等一系列优优良性能。良性能。Si3N4基陶瓷球基陶瓷球轴轴承承沙漠沙漠车车氮化硅陶瓷部件氮化硅陶瓷部件1、高温、高温结结构陶瓷构陶瓷（1）氮化硅陶瓷（）氮化硅陶瓷（Si3N4）第77页，共86页，编辑于2022年，星期三氮化硅陶瓷刀具氮化硅陶瓷刀具氮化硅轴承球氮化硅轴承球氮化硅陶瓷涡轮转子氮化硅陶瓷涡轮转子 氮化硅陶瓷吸管氮化硅陶瓷吸管第78页，共86页，编辑于2022年，星期三性性能能用用途途熔点高熔点高坩坩埚埚、高温炉管、高温炉管硬度大硬度大刚刚玉球磨机玉球磨机透明、耐高温透明、耐高温高高压

37、钠压钠灯灯管灯灯管（2）、氧化）、氧化铝铝陶瓷（陶瓷（Al2O3）第79页，共86页，编辑于2022年，星期三高纯氧化铝透明陶瓷管高纯氧化铝透明陶瓷管 高压钠灯高压钠灯高纯型氧化铝陶瓷高纯型氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷电阻氧化铝陶瓷电阻 第80页，共86页，编辑于2022年，星期三普通型氧化铝陶瓷普通型氧化铝陶瓷第81页，共86页，编辑于2022年，星期三 光导纤维是现代科学创造的奇迹之一，是使光像电光导纤维是现代科学创造的奇迹之一，是使光像电流一样沿着导线传输。不过，这种导线不是一般的金属导流一样沿着导线传输。不过，这种导线不是一般的金属导线，而是一种特殊的玻璃丝，人们称它为光导纤维，又叫线，而是一

38、种特殊的玻璃丝，人们称它为光导纤维，又叫光学纤维，简称光纤光学纤维，简称光纤 。2、光、光导纤维导纤维（SiO2）第82页，共86页，编辑于2022年，星期三光光 纤纤 光光 缆缆 普普 通通 电电 缆缆 信息量大信息量大,每根光纤理论上可同时每根光纤理论上可同时通过通过10亿路电话亿路电话 8管同轴电缆每条管同轴电缆每条通话通话1800路路 原料来源广原料来源广(石英玻璃石英玻璃),节约有色节约有色金属金属 资源较少资源较少 质量小质量小,每公里每公里27 g,不怕腐蚀不怕腐蚀,铺铺设方便设方便 每公里每公里1.6 t 成本低成本低,每公里每公里1万元左右万元左右 每公里每公里20万元万元

39、性能好性能好,抗电磁干扰保密性强抗电磁干扰保密性强,能能防窃听防窃听,不发生电辐射不发生电辐射 第83页，共86页，编辑于2022年，星期三光导纤维的用途：光导纤维的用途：高质量传导光的玻璃纤维高质量传导光的玻璃纤维,信息高速公路的信息高速公路的“基石基石”。可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、。可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控照明等许多方面。传能传像、遥测遥控照明等许多方面。第84页，共86页，编辑于2022年，星期三光纤导管胃镜光纤导管胃镜 利用光纤作手术利用光纤作手术 第85页，共86页，编辑于2022年，星期三碳化硅碳化硅(金刚砂金刚砂,SiC)：硬度大硬度大硅钢：硅钢：高导磁性，用作变压器铁芯高导磁性，用作变压器铁芯硅橡胶：硅橡胶：良好弹性，耐高温低温，用作火箭零件良好弹性，耐高温低温，用作火箭零件分子筛：分子筛：吸附剂、催化剂吸附剂、催化剂特殊功能的含硅物质特殊功能的含硅物质第86页，共86页，编辑于2022年，星期三