化学与技术无机非金属材料第2课时

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1、第三章化学与材料的发展第一节无机非金属材料第2课时选修2化学与技术2021/7/151江西省鹰潭市第一中学桂耀荣教学目标1、了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。2、能举例说明无机非金属材料的特点。3、讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。新型无机非金属材料定义：特性：种类：具有特殊结构和特殊功能（性质）的新材料。能承受高温、强度大：氮化硅陶瓷（耐1200OC)具有光学特性：光导纤维具有电学特性：K3C60超导体具有生物功能：如Ca3(PO4)2系陶瓷用途：氮化硅陶瓷光导纤维医学、日常

2、生活、交通、通讯、机械、建筑航空、航天等二、新型无机非金属材料新型无机非金属材料传统无机非金属材料与新型材料的比较传统的硅酸盐材料优、缺点优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。新型无机非金属材料特性①承受高温，强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。新型无机非金属材料新型无机非金属材料的特性（1）.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。新型无机非金属材料（2）.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

3、缘性材料常被用于集成电路的基板。新型无机非金属材料元贝驾考http://www.ybjx.net元贝驾考2016科目一科目四驾考宝典网http://www.jkbdw.net/驾考宝典2016科目一科目四2021/7/157江西省鹰潭市第一中学桂耀荣（3）.具有光学特性。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新型无机非金属材料（4）.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，

4、已被应用在医疗上。人造关节新型无机非金属材料新型陶瓷材料习惯上把陶瓷(ceramics)分为传统陶瓷和特种陶瓷。传统陶瓷是以粘土、长石、石英等天然矿物为原料经烧结而成的。特种陶瓷是以人工合成的氧化物、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物超细微粒为原料特制而成。又称精细陶瓷、精密陶瓷。新型陶瓷碳化硅SiC,俗称金刚砂。熔点高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工业磨料。如其中掺入某些杂质,会使之出现半导体,作为高温半导体,用于电热元件。作为高温结构陶瓷,日益受到人们的重视。它最适宜的应用领域是高温、耐磨和耐蚀的环境,现已用作火箭喷嘴,热电偶保护

5、管,热交换器和耐磨、耐蚀的零件。碳化硅制成的涡轮叶片1、新型陶瓷新型陶瓷氮化硅陶瓷（Si3N4）是灰白色固体，硬度为9，是最硬的材料之一。它的导热性好且膨胀系数小，可经受低温高温、骤冷骤热反复上千次的变化而不破坏，因此是十分理想的高温结构材料。新型陶瓷科技人员发现，如果用耐高温的陶瓷，如氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机，其工作温度可达1300℃～1500℃。美国军方曾做过一次有趣的实验：在演习场200米跑道的起跑线上，停放着两辆坦克，一辆装有500马力的钢质发动机，而另一辆装有同样马力的陶瓷发动机。陶瓷发动机果然身手不凡，那辆坦克仅用了

6、19秒钟就首先到达终点，而钢质发动机坦克在充分预热运转后，用了26秒才跑完全程。其奥秘就在于陶瓷发动机的热效率高，不仅可节省30％的热能，而且工作功率比钢质发动机提高45％以上。另外，陶瓷发动机无需水冷系统，其密度也只有钢的一半左右，这对减小发动机自身重量也有重要意义。新型陶瓷氧化铝陶瓷性能用途熔点高坩埚、高温炉管硬度大刚玉球磨机透明、耐高温高压钠灯灯管新型陶瓷高纯氧化铝透明陶瓷管新型陶瓷高压钠灯新型陶瓷交流1、新兴陶瓷材料具有那些优良的性能？2、碳化硅结构同硅相似，分析其可能的性质。3、写出制取碳化硅、氮化硅的化学反应方程式。SiO2+3C

7、=SiC+2CO↑3Si+2N2=Si3N43SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl原子晶体新型陶瓷功能陶瓷(functionalceramics)材料是以特定的性能或通过各种物理因素（如声、光、电、磁）作用而显示出独特功能的材料。功能陶瓷新型陶瓷TiO2、ZrO2、LaCrO3等高温电子陶瓷，用于制造电容器和电子工业中的高温高频器件。如BaTiO3类陶瓷用于制造温度传感材料；CdS、PbTiO3系陶瓷用于制造光敏传感材料；ZnO系陶瓷，SiC、BaTiO3系陶瓷用于制造压力和振动传感材料等。功能陶瓷的用途：新型陶瓷生物陶瓷是用于

8、人体器官替换、修补，及外科矫形的陶瓷材料。主要包括羟基磷灰石、氧化铝、生物活性玻璃陶瓷等。生物陶瓷材料羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]陶瓷的用途：它具有