第一节 无机非金属材料.ppt

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1、第三单元第三单元 化学与材料的发展化学与材料的发展1 无机非金属材料无机非金属材料一、传统硅酸盐材料一、传统硅酸盐材料 生活中的硅酸盐材料特点（生活中的硅酸盐材料特点（SiO44-）稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀。水、绝缘、耐腐蚀。原料：原料：制作过程：制作过程：混合混合成型成型干燥干燥烧结烧结冷却冷却陶瓷器陶瓷器了解：陶都了解：陶都 瓷都瓷都江苏宜兴市江苏宜兴市江西景德镇江西景德镇黏土黏土1 陶瓷陶瓷特点：具有抗氧化、耐高温、绝缘、易成型等优点特点：具有抗氧化、耐高温、绝缘、易成型等优点2 玻璃原料原料:主要成分：主要化学方程式：主要化学方程

2、式：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2纯碱纯碱(Na2CO3)、石灰石、石灰石 （CaCO3）、）、石英石英（SiO2）高温高温高温高温Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2 熔点：（玻璃态物质）熔点：（玻璃态物质）没有固定的熔点没有固定的熔点，可在一定温度范围内，可在一定温度范围内溶化溶化分类：硼酸盐玻璃分类：硼酸盐玻璃-化学仪器化学仪器-铅玻璃铅玻璃-光学玻璃光学玻璃-有色玻璃有色玻璃 红色红色-蓝色蓝色-乳白色乳白色-紫色紫色-变色玻璃变色玻璃(AgBr)-钢化玻璃（骤冷）钢化玻璃（骤冷）-汽车、火车车窗汽车、火车车窗 雕刻玻璃雕刻玻

3、璃(玻璃磨砂易被碱腐蚀）玻璃磨砂易被碱腐蚀）-B2O3-PbOCu2OCo2O3光2AgBr=2Ag+Br2 2Ag+Br2=2AgBrSiO2+4HF=SiF4+2H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O)CaF2MnO23 水泥水泥原料：原料：主要成分：主要成分：制作过程中加入生石膏作用：制作过程中加入生石膏作用：水泥硬化特点：水泥硬化特点：混凝土：混凝土：石灰石（石灰石（CaCO3）、黏土（主）、黏土（主SiO2)硅酸二钙（硅酸二钙（2CaOSiO2）硅酸三钙（硅酸三钙（3CaOSiO2）铝酸三钙（铝酸三钙（3CaOl2O3）调节水泥硬化的速度调节水泥硬化的速度具有水硬性具有

4、水硬性水泥、沙子和碎石水泥、沙子和碎石二、新型无机非金属材料的特征二、新型无机非金属材料的特征（1 1）耐高温、强度高）耐高温、强度高 （2 2）具有）具有电学电学性质性质 （3 3）具有）具有光学光学性质性质 （4 4）具有）具有生物生物功能功能 光导纤维光导纤维-超纯石英玻璃（超纯石英玻璃（SiO2）新型陶瓷新型陶瓷结构陶瓷（工程陶瓷）：纳米陶瓷结构陶瓷（工程陶瓷）：纳米陶瓷功能陶瓷：生物陶瓷功能陶瓷：生物陶瓷1 1、金刚砂（、金刚砂（SiCSiC）-耐磨耐磨 -航天器涂层材料航天器涂层材料3 3、半导体材料、半导体材料（硅）硅）-芯片及集成电路芯片及集成电路2 2、氮化硅（、氮化硅（Si

5、Si3 3N N4 4）-轮轴、汽轮机叶片、发轮轴、汽轮机叶片、发动机受热面动机受热面SiO2+3C=SiC+2CO19003Si+2N2=Si3N413003SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HClSiO2+2C=Si+2CO16001800Si+3HCl=SiHCl3+H2250300Cu粉或粉或Ag粉粉SiHCl3+H2=Si+3HCl110012004、石墨、金刚石和、石墨、金刚石和C60-同素异形体同素异形体化学气象沉淀法化学气象沉淀法-制造金刚石薄膜制造金刚石薄膜CH4C(金刚石金刚石)+2H2微波或直流放电微波或直流放电基体温度约基体温度约950，氢气、稀有气体，氢气、

6、稀有气体C60：分子：分子5、硅单质 单质硅有晶体硅和无定形两种。单质硅有晶体硅和无定形两种。结结构类似于金刚石构类似于金刚石，是带有金属光泽的灰，是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点黑色固体，熔点1410，硬度大、有脆，硬度大、有脆性，在常温下化学性质不活泼。性，在常温下化学性质不活泼。处于金属与非金属的过渡位置。晶处于金属与非金属的过渡位置。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料是良好的半导体材料4 4、制备：、制备：SiOSiO2 2+2C=Si+2CO+2C=Si+2COSi+3HCl=SiHClSi+3HCl=SiHCl3 3 +H+H2

7、 216001800200300Cu或Ag粉练习练习7有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（）A 高温结构陶瓷具有能耐高温、不怕氧化、耐酸碱高温结构陶瓷具有能耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度小、耐磨损、密度大的特点腐蚀、硬度小、耐磨损、密度大的特点B 氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，它不与任何无机酸反氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，它不与任何无机酸反应应C 氧化硅陶瓷的熔点低，硬度小氧化硅陶瓷的熔点低，硬度小D 光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通信，光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通信，能同时传导大量信息能同时传导大量信息D练习练习8在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是（在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原料是（）A 纯碱纯碱 B石灰石石灰石 C石英石英 D焦炭焦炭D练习练习9下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A玻璃是玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和和SiO2熔合成的晶体熔合成的晶体B水玻璃在空气中能变浑浊，水泥无论在空气中还水玻璃在空气中能变浑浊，水泥无论在空气中还是水中都能硬化是水中都能硬化C制备光导纤维的重要原料是玻璃制备光导纤维的重要原料是玻璃D水泥工业中最重要的设备是高炉水泥工业中最重要的设备是高炉B