无机非金属材料的主角-硅第二课时.ppt

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1、第一节第一节 无机非金属材料无机非金属材料_硅硅 第二课时第二课时二、硅酸盐：二、硅酸盐：由硅、氧和金属组成的化合物的总称由硅、氧和金属组成的化合物的总称1 1、硅酸盐组成的表示（课本、硅酸盐组成的表示（课本P77P77）用金属氧化物用金属氧化物 二氧化硅二氧化硅 水水 的化学式表示的化学式表示钾云母：钾云母：K2 H4 Al6 Si6 O24K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2 On n77实实验验2、硅酸钠：水溶液俗称、硅酸钠：水溶液俗称“水玻璃水玻璃”，具有，具有粘性粘性和和阻燃性阻燃性。用作肥皂填料、木材防火剂及胶粘。用作肥皂填料、木材防火剂及胶粘剂等。剂等。放入蒸馏水放入蒸馏水放

2、入放入Na2SiO3饱和溶液饱和溶液现象现象结论结论n n观观察察现现象并填写下表象并填写下表木条先变干，后燃烧木条先变干，后燃烧木条先变干，后燃烧木条先变干，后燃烧木条变干，不燃烧木条变干，不燃烧木条变干，不燃烧木条变干，不燃烧NaNa2 2SiOSiO3 3的水溶液可用作木材的防火剂的水溶液可用作木材的防火剂的水溶液可用作木材的防火剂的水溶液可用作木材的防火剂3、硅酸盐产品及用途硅酸盐产品及用途：陶瓷、玻璃、水泥：陶瓷、玻璃、水泥（1）玻璃）玻璃原料：纯碱、石灰石、石英原料：纯碱、石灰石、石英设备：玻璃窑设备：玻璃窑条件：高温熔融条件：高温熔融主要反应：主要反应：主要成份：硅酸钠、硅酸钙、

3、主要成份：硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅高温SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2 SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 高温（2）水泥）水泥原料：黏土、石灰石、石膏原料：黏土、石灰石、石膏设备：水泥回转窑设备：水泥回转窑条件：煅烧条件：煅烧主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝主要成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等酸三钙等（3）陶瓷）陶瓷原料：黏土原料：黏土条件：高温烧结条件：高温烧结玻璃玻璃玻璃玻璃有色玻璃有色玻璃钢化玻璃钢化玻璃加入了不同的金属氧化物金属氧化物普通玻璃加热接近熔化熔化再急速冷却急速冷却水泥水泥陶器陶器瓷器瓷器描述景德镇的描述景德镇的陶瓷有这样一

4、陶瓷有这样一句话句话:薄如纸薄如纸,声声如磬如磬,色如色如玉玉.产产品品主要原料主要原料主要主要设备设备反反应应条件条件主要成分主要成分水水泥泥粘土、石灰粘土、石灰石、石膏石、石膏水泥回水泥回转转窑窑 高温高温硅酸三硅酸三钙钙：3CaOSiO3CaOSiO2 2硅酸二硅酸二钙钙：2CaOSiO2CaOSiO2 2铝铝酸三酸三钙钙：CaOAlCaOAl2 2O O3 3玻玻璃璃纯纯碱、石灰碱、石灰石、石英石、石英玻璃窑玻璃窑高温高温NaNa2 2SiOSiO3 3 、CaSiOCaSiO3 3 、SiOSiO2 2硅酸盐产品简介 新型新型无机非金属材料的优点：无机非金属材料的优点：1、能承受高温

5、，强度高、能承受高温，强度高2 2、具有电学特性、具有电学特性3 3、具有光学特性、具有光学特性4 4、具有生物功能、具有生物功能新型无机非金属材料之一：新型无机非金属材料之一：高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷新型陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等79 科学视野：新型陶瓷l、高温结构陶瓷、高温结构陶瓷l、压电陶瓷、压电陶瓷l、透明陶瓷、透明陶瓷l、超导陶瓷、超导陶瓷新型陶瓷的用途之一新型陶瓷的用途之一:航天飞机的航天飞机的“防火衣防火衣”防热防热瓦瓦生产过程：使用硅土黏合剂将低密度生产过程：使用硅土黏合剂将低密度非晶硅增强纤维粘合成长非晶硅增强纤维粘合成长15cm

6、，宽，宽15cm，厚，厚210cm的拱形瓦，经过的拱形瓦，经过高温烧结，再在表面涂上一层高温结高温烧结，再在表面涂上一层高温结构陶瓷，就成了一块防热瓦构陶瓷，就成了一块防热瓦高温结构陶瓷的应用高温结构陶瓷的应用防热瓦的优点：防热瓦的优点：l耐热（可承受耐热（可承受2000）l防潮防潮l耐磨耐磨l超群的隔热能力超群的隔热能力l反射太阳光反射太阳光l可重复使用可重复使用高温结构陶瓷的应用高温结构陶瓷的应用航天飞机航天飞机高温结构陶瓷的应用高温结构陶瓷的应用资料资料:正是由于塑料泡沫部件在发射时撞坏了一正是由于塑料泡沫部件在发射时撞坏了一片防热瓦，导致美国的片防热瓦，导致美国的“哥伦比亚哥伦比亚”号

7、返航时号返航时在空中解体。在空中解体。高温结构陶瓷之所以在航天事业上的有高温结构陶瓷之所以在航天事业上的有如此优秀的表现如此优秀的表现,因为它具有耐高温、耐因为它具有耐高温、耐氧化、超强、超硬等优点，它可以在各氧化、超强、超硬等优点，它可以在各种恶劣环境下使用，同时，也是制造汽种恶劣环境下使用，同时，也是制造汽车发动机，喷气发动机的理想材料，可车发动机，喷气发动机的理想材料，可以大大提高能源的利用率，可以使汽车以大大提高能源的利用率，可以使汽车跑得更快，飞机飞得更高。跑得更快，飞机飞得更高。高温结构陶瓷的应用高温结构陶瓷的应用超导陶瓷：超导陶瓷：l所谓超导现象就是金属的电阻随温度的升所谓超导现

8、象就是金属的电阻随温度的升高而增大，当金属的温度降低时，它的电高而增大，当金属的温度降低时，它的电阻减小阻减小,当温度降到当温度降到-269（液氮温度，为（液氮温度，为4K）左右时，水银的电阻变为零，这种现左右时，水银的电阻变为零，这种现象叫超导现象象叫超导现象l我国研制的超导陶瓷的临界温度为我国研制的超导陶瓷的临界温度为77K，处处于世界领先水平。于世界领先水平。超导陶瓷生物陶瓷生物陶瓷l这种陶瓷强度大这种陶瓷强度大,韧性好韧性好,与人体亲和与人体亲和力好，目前它是人体骨骼和牙齿的重力好，目前它是人体骨骼和牙齿的重要移植材料。要移植材料。l在这一领域我国处于世界领先水平。在这一领域我国处于世

9、界领先水平。压电陶瓷压电陶瓷l利用陶瓷，还可实现多种功能互换。利用陶瓷，还可实现多种功能互换。如安放在打火机中的压电陶瓷，一经如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。转变成电能。三、硅（三、硅（SiSi）硅有晶体硅和无定形硅两种硅有晶体硅和无定形硅两种、物理性质：、物理性质：（1 1）灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体）灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体（2 2）熔、沸点高、硬度大）熔、沸点高、硬度大（3 3）晶体硅是良好的半导体）晶体硅是良好的半导体、化学性质：、化学性质：(不活泼）不活泼）常温下，硅的化学性质不活泼，常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。些非金属反应。Si+4HF=SiF4 +2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H23 3、硅的用途、硅的用途集成电路、晶体管、硅整流器等半集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还可以制成太阳能电池、导体材料，还可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压器铁芯等硅的合金可用来制造变压器铁芯等。集成电路集成电路 晶体管晶体管