1、无机非金属材料无机非金属材料的的探探 索索docin/sundae_mengdocin/sundae_meng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材料的分类材料的分类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 硅酸盐材料 半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等 金属、合金 塑料、合成橡胶、合成纤维docin/sundae_meng传统无机非金属材料传统无机非金属材料硅酸盐材料硅酸盐材料1、水泥、水泥主要主要原料原料主要主要设备设备反应反应条件条件普通水泥普通水泥主要成分主要成分主要主要性质性质黏土黏土石灰石石灰石石膏石膏（辅料）
2、（辅料）水泥回水泥回转窑转窑高温高温硅酸三钙：硅酸三钙：3CaO*SiO2硅酸二钙：硅酸二钙：2CaO*SiO2铝酸三钙：铝酸三钙：3CaO*Al2O3水硬性水硬性docin/sundae_meng1.建筑用粘合剂建筑用粘合剂水泥沙浆的水泥沙浆的 成分是成分是什么？什么？2.混凝土又是什么做成的？混凝土又是什么做成的？水泥、沙子、和水的混合物水泥、沙子、和水的混合物水泥、沙子、和碎石混合而成水泥、沙子、和碎石混合而成docin/sundae_meng19492019年我国水泥年产量示意图年我国水泥年产量示意图docin/sundae_meng2、玻璃、玻璃主要主要原料原料反应反应条件条件玻璃窑
3、中发生的玻璃窑中发生的主要反应主要反应成分成分传统无机非金属材料硅酸盐材料传统无机非金属材料硅酸盐材料纯碱纯碱石灰石石灰石石英石英高温高温Na2CO3+SiO2 Na2SiO+CO2高温CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2高温Na2SiO3 CaSiO3SiO2docin/sundae_mengdocin/sundae_meng几几 种种 玻玻 璃璃 的的 特特 性性 和和 用用 途途种类种类特性特性用途用途普通玻璃在高温下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器，高压水银灯，紫外灯，光导纤维，压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片，照相
4、机，显微镜，望远镜用凸凹透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀，不怕烧，不导电，不吸水，隔热，吸声，防蛀虫太空飞行员的衣服，玻璃钢等钢化玻璃耐高温，耐腐蚀，强度大，质轻，抗震裂运动器材，微波通讯器材，汽车，火车窗玻璃等docin/sundae_mengdocin/sundae_meng石英玻璃石英玻璃docin/sundae_meng光学玻璃光学玻璃docin/sundae_meng玻璃纤维玻璃纤维docin/sundae_meng看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？玻璃是介于结晶态和无定型态之间的一玻璃是介于结晶态和无定型态之间的一种物质状态，一般称为玻璃态物质种物质状
5、态，一般称为玻璃态物质docin/sundae_meng3、陶瓷、陶瓷主要主要原料原料生产过生产过程程反应条反应条件件种类种类性能性能传统无机非金属材料硅酸盐材料传统无机非金属材料硅酸盐材料黏土黏土混合、混合、成型、成型、干燥、干燥、烧结、烧结、冷却冷却高温高温土陶、土陶、陶器、陶器、炻器、炻器、瓷器瓷器抗氧化、抗抗氧化、抗酸碱腐蚀、酸碱腐蚀、耐高温、绝耐高温、绝缘、易成型缘、易成型docin/sundae_meng1.我国最著名的陶器产地在什么地我国最著名的陶器产地在什么地方？有什么之称？方？有什么之称？2.我国素有我国素有“瓷都瓷都”之称的地方在之称的地方在那里？那里？江苏宜兴，江苏宜兴，
6、有陶都之称有陶都之称江西景德镇江西景德镇docin/sundae_mengn1.1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？n2.2.手表中的手表中的 钻钻 指的是什么材料的多少？指的是什么材料的多少？n3.3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？煤气炉中电子打火靠的是什么材料？n4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？答案：人造金刚石；人造宝石答案：人造金刚石；人造宝石；压电陶瓷；压电陶瓷；光导纤维；光导纤维 docin/sundae_meng1传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？优点：抗腐蚀、耐高温；优点：抗腐
7、蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。缺点：质脆、经不起热冲击。2新型无机非金属材料有哪些特性？新型无机非金属材料有哪些特性？承受高温，强度高。承受高温，强度高。具有光学特性。具有光学特性。具有电学特性。具有电学特性。具有生物功能。具有生物功能。docin/sundae_mengn1.能承受高温、强度高。例如：氮化硅陶瓷在1200左右的高温下仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。docin/sundae_mengn2.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。docin/sundae_mengn3.具有光学特
8、性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。处于高温下的光导纤维docin/sundae_mengn4.具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。人造关节docin/sundae_meng新型无机非金属材料简介新型无机非金属材料简介n高温结构陶瓷例如：氧化铝陶瓷高压钠灯docin/sundae_meng1、氧化铝陶瓷（人造刚玉）、氧化铝陶瓷（人造刚玉）主要特性主要特性高熔点；高硬度；可制成透明高熔点；高硬度；可制成透明陶瓷；无毒、不溶
9、于水，强度高；陶瓷；无毒、不溶于水，强度高；对人体有较好的适应性对人体有较好的适应性 主要用途主要用途高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等瓣膜、人造关节等docin/sundae_meng2.氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷主要特性主要特性超硬度，耐磨损；抗腐蚀，高温时超硬度，耐磨损；抗腐蚀，高温时也抗氧化；抗冷热冲击而不碎裂；也抗氧化；抗冷热冲击而不碎裂；耐高温且不易传热；本身具有润滑性耐高温且不易传热；本身具有润滑性 主要用途主要用途制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、制造轴承、汽轮机叶片、机械密
10、封环、永久性模具等机械构件。用于制造柴油永久性模具等机械构件。用于制造柴油机中发动机部件的受热面等机中发动机部件的受热面等docin/sundae_meng陶瓷轴承docin/sundae_meng3、光导纤维（二氧化硅）、光导纤维（二氧化硅）主要特性主要特性抗干扰性能好，不发生辐射；通讯质抗干扰性能好，不发生辐射；通讯质量好；量好；质量轻、耐腐蚀质量轻、耐腐蚀主要用途主要用途用于通讯外，还用于医疗、信息处理、遥用于通讯外，还用于医疗、信息处理、遥测遥控等测遥控等docin/sundae_meng光导纤维手术头灯光导纤维的视频docin/sundae_meng光纤光缆光纤光缆 普通电缆普通电缆
11、 信息量大，每根光缆上理论上可信息量大，每根光缆上理论上可同时通过同时通过10亿路电话亿路电话 8管同轴电缆每条通话管同轴电缆每条通话1800路路 原料来源广（石英玻璃），节约原料来源广（石英玻璃），节约有色金属有色金属 资源较少资源较少 质量小，每质量小，每km27g，不怕腐蚀，不怕腐蚀，铺设方便铺设方便 每每km1.6t 成本低，每成本低，每km 10000元左右元左右 普通光缆每普通光缆每km 200000元左右元左右 性能好，抗电磁干扰保密性强性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射能防窃听，不发生电辐射 docin/sundae_meng新材料发展趋势新材料发展趋势（1）高
12、分子材料。资源丰富、原料广，轻质、高强度，成形工艺）高分子材料。资源丰富、原料广，轻质、高强度，成形工艺简易。提高工作温度是研制的重要课题。各种塑料、合成橡胶和合简易。提高工作温度是研制的重要课题。各种塑料、合成橡胶和合成纤维将有很大发展，成为重要的新材料。成纤维将有很大发展，成为重要的新材料。（2）特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷和复合陶）特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向。瓷是新材料中普遍注重的发展方向。（3）功能材料。这是新材料中发展很快的一个重要方向，如半导）功能材料。这是新材料中发展很快的一个重要方向，如半导体、激光、红外、
13、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材体、激光、红外、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材料等，品种繁多，前景广阔。料等，品种繁多，前景广阔。docin/sundae_meng（4）能源材料。太阳能、磁流体发电、氢能等新能源发展，同时）能源材料。太阳能、磁流体发电、氢能等新能源发展，同时促进了各种高耐热、高储能、高换能材料的发展。促进了各种高耐热、高储能、高换能材料的发展。（5）高性能、高强度结构材料。）高性能、高强度结构材料。（6）复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料）复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的
14、研制发展，以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的研制发展，将使被称为将使被称为“21世纪材料世纪材料”的复合材料更放光彩。的复合材料更放光彩。（7）金属新材料。非晶态金属）金属新材料。非晶态金属(金属玻璃金属玻璃)、记忆合金、防振合金、记忆合金、防振合金、超导合金等。超导合金等。docin/sundae_meng（8）极限材料。在超高压、超高温、超低温、超高真空等极端条）极限材料。在超高压、超高温、超低温、超高真空等极端条件下应用和制取的各种材料。如超导、超硬、超塑性、超弹性、超件下应用和制取的各种材料。如超导、超硬、超塑性、超弹性、超纯、超晶格膜等材料。纯、超晶格膜等材料。（9）原子
15、分子设计材料。这是在材料科学深入研究的基础上，对）原子分子设计材料。这是在材料科学深入研究的基础上，对表面、非晶态、结构点阵与缺陷、固态杂质、非平衡态、相变以及表面、非晶态、结构点阵与缺陷、固态杂质、非平衡态、相变以及变形、断裂、磨损等领域研究探索的发展方向，以期获得原子、分变形、断裂、磨损等领域研究探索的发展方向，以期获得原子、分子组成结构按性能要求设计的新材料。子组成结构按性能要求设计的新材料。（10）稀土材料。稀土金属在激光、荧光、磁性、红外、微波、核）稀土材料。稀土金属在激光、荧光、磁性、红外、微波、核能、特种陶瓷以及化工材料中，有奇异的性能，稀土材料已成为重能、特种陶瓷以及化工材料中，有奇异的性能，稀土材料已成为重要的开发领域。我国稀土资源储量居世界首位，因此稀土的开发对要的开发领域。我国稀土资源储量居世界首位，因此稀土的开发对我国更为重要。我国更为重要。docin/sundae_meng欢迎大家一起努力欢迎大家一起努力走入科学的殿堂走入科学的殿堂docin/sundae_meng
