无机非金属材料ppt.ppt

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1、第三节第三节 无机非金属材料无机非金属材料草房高楼大厦神州 五号超 导 列 车耐热的透明陶瓷耐热的透明陶瓷高压钠灯高压钠灯一、材料的分类和特点一、材料的分类和特点 材料材料无机非金属材料无机非金属材料金属材料金属材料高分子材料高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维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水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷 高温结构陶瓷、光导纤维高温结构陶瓷、光导纤维 Fe、Cu、Al、合金等、合金等 一传统无机非金属材料一传统无机非金属材料主要是指硅酸盐等材料主要是指硅酸盐等材料 优点优点：抗腐蚀、耐高温抗腐蚀、耐高温缺点：缺

2、点：质脆质脆,经不起热冲击经不起热冲击1、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：生产水泥的原料、设备、反应原理、生产水泥的原料、设备、反应原理、生产流程生产流程 1）生产原料）生产原料少量的石膏少量的石膏 石灰石石灰石 粘土粘土 2）生产设备）生产设备 水泥回转窑水泥回转窑 3）反应原理）反应原理 高温下复杂的物理、化学变化高温下复杂的物理、化学变化4）水泥的生产流程）水泥的生产流程原料原料混合混合磨细磨细生料生料熟料熟料窑中煅烧窑中煅烧水泥水泥冷却冷却加石膏磨细加石膏磨细5）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 (

3、3)、普通水泥的主要成分、普通水泥的主要成分 硅酸三钙硅酸三钙 3CaO3CaOSiOSiO2 2硅酸二钙硅酸二钙 2CaO2CaOSiOSiO2 2 铝酸三钙铝酸三钙 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3 (4)、几种常见的水泥制品、几种常见的水泥制品名名称称水泥水泥砂浆砂浆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混凝土混凝土水泥水泥 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、玻璃、玻璃（1）、玻璃生产）、玻璃生产问题：问题：玻璃生产的原料、设备、反应原理玻璃生产的原料、设备、反应原理3）反应原

4、理）反应原理 高温下复杂的物理、化学变化高温下复杂的物理、化学变化2）生产设备）生产设备 玻璃窑玻璃窑1）生产原料）生产原料 纯碱纯碱 Na2CO3石灰石石灰石 CaCO3石英石英 SiO2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2高温高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2高温高温（2）、普通玻璃的主要成分）、普通玻璃的主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（3）、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（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。在较低温度下软化。用途：用

5、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 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 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）光学玻璃光学玻璃 特性：耐腐蚀、不怕烧、不导电、特性：耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀。不吸水、

6、隔热、吸声、防虫蛀。用途：制造太空飞行员的衣服、玻璃钢等。用途：制造太空飞行员的衣服、玻璃钢等。4）玻璃纤维）玻璃纤维玻玻璃璃纤纤维维布布玻玻璃璃纤纤维维丝丝 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。5）钢化玻璃）钢化玻璃、陶瓷、陶瓷（1）、生产原料）、生产原料 粘土粘土（2）、手工制陶瓷的生产流程）、手工制陶瓷的生产流程陶器陶器混合混合冷却冷却成型成型干燥干燥烧结烧结（3）、陶瓷的种类）、陶瓷的种类 1）土器土器3）陶器陶器4）瓷器瓷器2）炻器炻器二、新

7、型无机非金属材料二、新型无机非金属材料 新型无机非金属材料继承新型无机非金属材料继承了传统无机非金属材料的优点，了传统无机非金属材料的优点，克服了它们的缺点，被广泛应克服了它们的缺点，被广泛应用于社会的各个方面。用于社会的各个方面。新型无机非金属材料的特性新型无机非金属材料的特性1.1.承受高温，强度高承受高温，强度高2.2.具有光学特性具有光学特性 3.3.具有电学特性具有电学特性 4.4.具有生物功能具有生物功能 结构陶瓷结构陶瓷结构材料结构材料指利用其强度、硬度、韧性指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的材料。等机械性能制成的材料。(金属材料易被腐蚀，高温时金属材料易被腐蚀，高温时不耐

8、氧化，不适于高温使用。不耐氧化，不适于高温使用。)能经受高温、不怕氧化、能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨 损、密度小损、密度小 高温结构陶瓷的优点高温结构陶瓷的优点 1 1：氧化铝：氧化铝(Al(Al2 2O O3 3)陶瓷陶瓷特点特点熔点高熔点高 可用来制造耐火材料，如可用来制造耐火材料，如 坩埚、高温炉管坩埚、高温炉管透明、耐高压透明、耐高压可用于制造高压钠灯灯管可用于制造高压钠灯灯管思考：为什么从知道钠蒸汽放电思考：为什么从知道钠蒸汽放电到高压钠灯的使用经历了近到高压钠灯的使用经历了近3030年年？1.1.钠蒸汽放电会产生超过钠蒸汽放电会产生超过10

9、001000C C的高温。的高温。2.2.钠蒸汽具有强烈的腐蚀性。钠蒸汽具有强烈的腐蚀性。3.3.氧化铝耐高温，抗腐蚀，但发明较晚。氧化铝耐高温，抗腐蚀，但发明较晚。硬度大、耐磨损硬度大、耐磨损2 2：氮化硅（：氮化硅（SiSi3 3N N4 4)陶瓷陶瓷 硬度大、抗腐蚀、抗氧硬度大、抗腐蚀、抗氧 化、能抵抗冷热冲击。化、能抵抗冷热冲击。特点：特点：耐磨损，本身耐磨损，本身具有润滑性。具有润滑性。氮化硅陶瓷是制做轴承的很氮化硅陶瓷是制做轴承的很好的材料。好的材料。氮化硅还可用于喷涂多种材料。氮化硅还可用于喷涂多种材料。3 3：碳化硅：碳化硅(SiC)(SiC)陶瓷陶瓷碳化硅陶瓷发动机的优点碳化

10、硅陶瓷发动机的优点1.1.耐热性好耐热性好2.2.工作温度高工作温度高3.3.热传导性比金属低热传导性比金属低4.4.较高的高温强度和热稳定性较高的高温强度和热稳定性4.4.光导纤维光导纤维 简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常说的光缆。光纤光缆与普通电缆的区别光纤光缆与普通电缆的区别光纤光缆光纤光缆普通电缆普通电缆信息信息信息量大，每条光缆可同信息量大，每条光缆可同时通过时通过1010亿路电话亿路电话八管同轴电缆，每条通过八管同轴电缆，每条通过1800路路原料原料来源广来源广资源较少资源较少 轻，每公里轻

11、，每公里27克克重，每公里重，每公里1.6吨吨成本成本 低，每公里低，每公里1万元左右万元左右高，每公里高，每公里20万元左右万元左右性能性能 好，抗电磁干扰好，抗电磁干扰一般有电磁干扰一般有电磁干扰特性特性无辐射，防窃听无辐射，防窃听质量质量练练 习习1 1.属于传统无机非金属材料特性属于传统无机非金属材料特性 的是（的是（）A A 耐高温耐高温B B 抗腐蚀性抗腐蚀性C C 光学特性光学特性D D 生物功能生物功能A A、B B 2、某种玻璃可以用某种玻璃可以用Na2OCaO 6SiO2来来 表示，则这种玻璃是表示，则这种玻璃是（）A.纯净物纯净物C.有三种氧化物组成有三种氧化物组成 混合

12、物混合物D.有两种硅酸盐组成的混合物有两种硅酸盐组成的混合物B.由两种硅酸盐和一种氧化物组成由两种硅酸盐和一种氧化物组成混合物混合物B.由两种硅酸盐和一种氧化物组成由两种硅酸盐和一种氧化物组成混合物混合物B练练练练 习习习习3、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是可选用的器皿是 （）A.铁坩埚铁坩埚 B.石英坩埚石英坩埚C.石墨坩埚石墨坩埚D.蒸发皿蒸发皿ACA.铁坩埚铁坩埚C.石墨坩埚石墨坩埚练练练练 习习习习4.4.光导纤维是一种能高质量传导光的光导纤维是一种能高质量传导光的 玻璃纤维，这种玻璃纤维的成分是玻璃纤维，这种玻璃纤维的成分是 （）A A

13、 硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃B B 石英玻璃石英玻璃 C C 有机玻璃有机玻璃 D D 陶瓷玻璃陶瓷玻璃 B5.金属制的发动机，燃烧的有效利用率只金属制的发动机，燃烧的有效利用率只有有28%-38%，用氮化硅或碳化硅陶瓷制，用氮化硅或碳化硅陶瓷制的的 发动机可将热效率提高发动机可将热效率提高50%，简述其，简述其原因原因?答案：答案：金属制的发动机在高温时容易损坏，因金属制的发动机在高温时容易损坏，因此必须用水来冷却，这样使大量的热散失到冷此必须用水来冷却，这样使大量的热散失到冷却水中而浪费掉，故热效率低；而高温结构陶却水中而浪费掉，故热效率低；而高温结构陶瓷材料耐高温而不易传热，不需要水冷却，从瓷材料耐高温而不易传热，不需要水冷却，从而节省了燃料，提高了热效率。而节省了燃料，提高了热效率。