无机非金属材料课件第一章第二节化工原料.ppt

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1、第二节第二节 化工原料化工原料第二节第二节 化工原料化工原料Al2O3、ZrO2、TiO2、ZnO、Pb3O4稀土氧化物稀土氧化物硼化物、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐盐盐 类：类：氧化物类氧化物类：第二节第二节 化工原料化工原料（1）ZrO2 熔点高（2750），莫氏硬度89，化学稳定性好，是最耐高温的氧化物之一。为高温 结构陶瓷、氧化锆增韧复合陶瓷及 铁电、非铁电、优质耐火材料的重要原料。性质：应用：第二节第二节 化工原料化工原料多晶型多晶型 ZrOZrO2 2有三种晶型：有三种晶型：单斜晶系、四方晶系和立方晶系单斜晶系、四方晶系和立方晶系。晶型转化：晶型转化：低温低温中温中温高温高温第二节第二节

2、 化工原料化工原料说明说明：第二节第二节 化工原料化工原料制备：将锆石英用碱（NaOH）分解，在600以上反应按下式进行：ZrO2SiO2+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O Na2ZrO3经水解形成水合氢氧化物，再用硫酸浸出并纯化，得到浓锆氧基硫酸盐。加氨水调整pH值获得Zr5O8(SO4)2xH2O沉淀，经焙烧便制得纯ZrO2粉。原料：锆石英ZrSiO4晶矿碱金属氧化物分解法碱金属氧化物分解法制备方法制备方法碱金属氧化物分解法；碱金属氧化物分解法；氯化和热分解法；石灰熔融法等。第二节第二节 化工原料化工原料l特种陶瓷领域用作电容器陶瓷及半导体瓷的原料l普通陶瓷领域作坯料着色

3、剂l其他陶瓷原料中，一般被视为有害质，在还原气氛条件还原气氛条件下呈现暗淡的土灰色。（2）TiO2TiOTiO2 2俗称钛白粉，高的折射率、反射率，强色散；俗称钛白粉，高的折射率、反射率，强色散；熔点18301850，化学性质相当稳定，不溶于水、有机酸和弱无机酸，可溶于浓硫酸、碱和氢氟酸。性质：应用：第二节第二节 化工原料化工原料多晶型多晶型 TiOTiO2 2有三种晶型：有三种晶型：板钛矿、锐钛矿和金红石型板钛矿、锐钛矿和金红石型。晶型转化：晶型转化：说明：说明：以金红石晶体金红石晶体的结构在高温下最稳定高温下最稳定，若TiO2原料中锐钛矿或板钛矿为主晶相，则为防止制品开裂，要进行热热处理处

4、理。第二节第二节 化工原料化工原料制备方法制备方法硫酸法；硫酸法；熔融法；还原法。熔融法；还原法。原料：天然钛铁矿（FeOTiO2）制备：将FeOTiO2破碎-干燥-过筛-磁选磁选（去除氧化亚铁和高铁杂质）-加8595%的硫酸反应：硫酸法第二节第二节 化工原料化工原料（3）稀土氧化物稀土氧化物 稀土元素在门捷列夫周期表中位于第六周期，稀土元素在门捷列夫周期表中位于第六周期，包括包括17个元素，其中，钷（个元素，其中，钷（Pm）是放射性元素。）是放射性元素。由于稀土元素氧化物具有一系列特殊性能，在无机由于稀土元素氧化物具有一系列特殊性能，在无机非金属材料中的应用日益广泛。非金属材料中的应用日益广

5、泛。第二节第二节 化工原料化工原料 稀土元素包括：钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土；钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重 稀土。稀土在工业中的地位极为重要。几乎所有的电动机械，从尖端的军事机械一直到普通的家用电器，都离不开稀土！自从人们发现稀土是极为重要的战略物资后，各国都在秘密研究稀土的提取和应用，包括高性能的磁性材料、高性能的储氢材料、高性能的发光材料和通讯材料等。第二节第二节 化工原料化工原料-显示器的发光材料：稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主 要原料，广泛应用于彩色电视机、计 算机及各种显示器。-激光材料

6、：稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料 的最主要的激活剂，其中以掺Nd3+的激光材料 研究得最多，精密陶瓷：氧化钇部分稳定的氧化锆是性能十分优异的结 构陶瓷，可制作各种特殊用途的刀剪；可以制 作汽车发动机，稀土元素在高新技术产业中应用稀土元素在高新技术产业中应用 第二节第二节 化工原料化工原料电光源工业领域：稀土作为荧光灯的发光材料，是节能性的光 源，特点是光效好、光色好、寿命长。石油化工领域：稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化 催化剂，特点是活性高、选择性好、汽油的 生产率高。稀土在这方面的用量很大。冶金工业领域：稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。磁性材料：钕、钐、

7、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的 主要原料，其磁性高出普通永磁材料410倍，广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。第二节第二节 化工原料化工原料 农业领域：目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生 理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂，对农作物具有 增产、改善品质和抗逆性三大特征；同时稀土属低 毒物质，对人畜无害，对环境无污染；合理使用稀 土，可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。催化剂：稀土除用于制造石油裂化催化剂外，广泛应用于 很多化学反应 第二节第二节 化工原料化工原料氧化物氧化铈氧化镧氧化钇氧化镨氧化钕化学式CeO2La2O3Y2O3Pr6O11Nd2O3熔点26002307241020421900密度7.1326.515.016.887.24性质不溶于水、有机酸溶于酸、乙醇，不溶于水、酮，易吸CO2和水。不溶于水和碱，溶于酸，易吸CO2和水。不溶于水，溶于酸。不溶于水，溶于酸。在陶瓷釉料和玻璃中的作用在玻璃中可增加折射率，降低膨胀系数，提高机械强度。可制作陶瓷色料。提高玻璃的机械强度，用于制造光学玻璃灯。用于生产电子陶瓷电子陶瓷、结构陶瓷、发光材料等。生产电子电子陶瓷陶瓷，光学玻璃。生产激光玻璃、变色玻璃、变色陶瓷釉料等。第二节第二节 化工原料化工原料重点内容重点内容1.ZrO2、TiO2的多晶型。