湖南省吉首市民族中學(xué)高一化學(xué)《第三節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料》課件

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1、一、什么是無(wú)機(jī)非金屬材料？1、材料2、材料的幾種分類(lèi)3、生活中無(wú)機(jī)非金屬材料4、新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特征二、幾種典型的新型無(wú)機(jī)非金屬材料1、結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷2、功能材料光導(dǎo)纖維（光纖） 材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類(lèi)進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑。 例如，歷史上的石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是以材料作為時(shí)代主要標(biāo)志的。一種新型材料的研制成功，可以引起人類(lèi)文化和生活的新的變化。 1、材料(1)按化學(xué)組成和特性分無(wú)機(jī)非金屬材料 傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料 新型無(wú)機(jī)非金屬材料 金屬材料高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維(2)按用途分結(jié)構(gòu)材料：利用材料的力學(xué)和理、化性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工

2、程建設(shè)、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門(mén)功能材料：利用材料的熱、光、電、磁等性能用于電子、激光、通訊、能源和生物工程等許多高新技術(shù)領(lǐng)域。2、材料的幾種分類(lèi)3、生活中的無(wú)機(jī)非金屬材料玻璃、水泥、陶瓷金剛石鉆頭手表上的“19鉆”(人造紅寶石軸承的數(shù)目)玻璃刀石英鐘表煤氣爐中的電子打火彩電（熒光材料）海底電纜（光導(dǎo)纖維）電腦的CPU（單晶硅）隱形飛機(jī)（特殊光學(xué)材料）(壓電陶瓷)水泥生產(chǎn)原料：成分：水泥沙漿的成份：混凝土的成份：反應(yīng)條件：水泥的主要性質(zhì)：黏土、石灰石、適量的石膏高溫 硅酸二鈣、 硅酸三鈣、 鋁酸三鈣(2CaOSiO2)(3CaO SiO2) (3CaO Al2O3)水硬性水泥、沙子、水水泥、沙子

3、、碎石玻璃生產(chǎn)原料：成分：反應(yīng)條件：純堿、石灰石、石英高溫主要反應(yīng)：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高溫CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高溫Na2SiO3、CaSiO3、SiO2玻璃是不是晶體？幾種常見(jiàn)玻璃簡(jiǎn)介幾種常見(jiàn)玻璃簡(jiǎn)介普通玻璃普通玻璃因混有鐵的化合物顯淺綠色因混有鐵的化合物顯淺綠色藍(lán)玻璃藍(lán)玻璃紅玻璃紅玻璃石英玻璃石英玻璃光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃鋼化玻璃鋼化玻璃玻璃纖維玻璃纖維主要是由硅酸鉀、硅酸鉛和石英組成，對(duì)原料純度要求高主要成份是二氧化硅，不怕溫度的驟然變化在原料里加入某些金屬氧化在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)

4、出特征顏色。里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。陶瓷生產(chǎn)原料：分類(lèi)：優(yōu)點(diǎn)：一般燒制的陶瓷制品，表面 比較粗糙，而且有不同程度的滲透性，怎樣彌補(bǔ)：黏土土器、陶器、炻器、瓷器抗氧化性、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等燒制前在胚體上涂上彩釉4、新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特征（1）耐高溫、強(qiáng)度高 （2）具有電學(xué)性質(zhì) （3）具有光學(xué)性質(zhì) （4）具有生物功能 二、幾種典型的新型無(wú)機(jī)非金屬材料二、幾種典型的新型無(wú)機(jī)非金屬材料1 1、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷2 2、功能材料、功能材料光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維( (光纖光纖) )1 1、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(1) 氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷性性 能能

5、 用用 途途 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高 坩堝、高溫爐管坩堝、高溫爐管 硬度大硬度大 剛玉球磨機(jī)剛玉球磨機(jī) 透明、耐高溫透明、耐高溫 高壓鈉燈燈管高壓鈉燈燈管 高溫結(jié)構(gòu)材料與金屬材料的性能比較高溫結(jié)構(gòu)材料與金屬材料的性能比較 耐高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化耐高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化易受腐蝕、不耐氧化、不適合高溫時(shí)使用易受腐蝕、不耐氧化、不適合高溫時(shí)使用 (2) 氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷具有密度小、高強(qiáng)、高硬、氮化硅陶瓷具有密度小、高強(qiáng)、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤(rùn)滑、隔熱、電絕緣等一系列優(yōu)良震、自潤(rùn)滑、隔熱、電絕緣等一

6、系列優(yōu)良性能。性能。 Si3N4陶瓷球軸承陶瓷球軸承 制造發(fā)動(dòng)機(jī)部位的受熱面，提制造發(fā)動(dòng)機(jī)部位的受熱面，提高柴油機(jī)的質(zhì)量，節(jié)省燃料高柴油機(jī)的質(zhì)量，節(jié)省燃料(不用不用水冷卻，減少熱散失水冷卻，減少熱散失)。紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分都是紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。（剛玉）。紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；藍(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。藍(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。1900年，科學(xué)家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻年，科學(xué)家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質(zhì)量為的方法，制出了質(zhì)量為2g-

7、4g的紅寶石。現(xiàn)在，已經(jīng)的紅寶石。現(xiàn)在，已經(jīng)能制造出大到能制造出大到10g的紅寶石和藍(lán)寶石。的紅寶石和藍(lán)寶石。 (3)人造寶石人造寶石 18701870年，英國(guó)科學(xué)家丁達(dá)爾做了一個(gè)有趣的實(shí)年，英國(guó)科學(xué)家丁達(dá)爾做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：讓一股水流從玻璃容器的側(cè)壁細(xì)口自由流出，驗(yàn)：讓一股水流從玻璃容器的側(cè)壁細(xì)口自由流出，以一束細(xì)光束沿水平方向從開(kāi)口處的正對(duì)面射入水以一束細(xì)光束沿水平方向從開(kāi)口處的正對(duì)面射入水中。丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn)，細(xì)光束不是穿出這股水流射向空中。丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn)，細(xì)光束不是穿出這股水流射向空氣，而是順從地沿著水流彎彎曲曲地傳播。這是光氣，而是順從地沿著水流彎彎曲曲地傳播。這是光的全反射造成的結(jié)果。的全

8、反射造成的結(jié)果。2、功能材料、功能材料光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維(光纖光纖)(3)光導(dǎo)纖維的用途：光導(dǎo)纖維的用途： 光纖除了可以用于退通訊外，還用于醫(yī)療光纖除了可以用于退通訊外，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等許、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等許多方面。多方面。 (2)光纖光纜與普通電纜比較光纖光纜與普通電纜比較(見(jiàn)下頁(yè)見(jiàn)下頁(yè)) (1) 是高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維，信息高速是高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維，信息高速公路的公路的“基石基石”光光 纖纖 光光 纜纜 普普 通通 電電 纜纜 信息量大信息量大, ,每根光纖理論上可同時(shí)通每根光纖理論上可同時(shí)通過(guò)過(guò)1010億路電話(huà)億路電話(huà) 8 8管同軸

9、電纜每管同軸電纜每條通話(huà)條通話(huà)18001800路路 原料來(lái)源廣原料來(lái)源廣( (石英玻璃石英玻璃),),節(jié)約有色金節(jié)約有色金屬屬 資源較少資源較少 質(zhì)量小質(zhì)量小, ,每公里每公里27 g,27 g,不怕腐蝕不怕腐蝕, ,鋪設(shè)鋪設(shè)方便方便 每公里每公里1.6 t 1.6 t 成本低成本低, ,每公里每公里1 1萬(wàn)元左右萬(wàn)元左右 每公里每公里2020萬(wàn)元萬(wàn)元 性能好性能好, ,抗電磁干擾保密性強(qiáng)抗電磁干擾保密性強(qiáng), ,能防竊能防竊聽(tīng)聽(tīng), ,不發(fā)生電輻射不發(fā)生電輻射 光學(xué)纖維胃鏡用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開(kāi)刀 展望21世紀(jì)，材料科學(xué)的前景是美好的：1.光電轉(zhuǎn)換材料，分解水的催化材料和儲(chǔ)氫材料等能源材料將實(shí)現(xiàn)高效化；2.集多種功能于一身的復(fù)合材料可使我們的生活質(zhì)量得到進(jìn)一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導(dǎo)材料進(jìn)入實(shí)用階段；4.智能材料和機(jī)敏材料將得到廣泛應(yīng)用；5、納米材料將在治療癌癥、存儲(chǔ)信息等領(lǐng)域大顯神通 社會(huì)需要材料,材料離不開(kāi)化學(xué)。