高中化学 《无机非金属材料》文字素材2 新人教版选修2.doc

《高中化学 《无机非金属材料》文字素材2 新人教版选修2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.无机非金属材料无机非金属材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物(包括硫化物、硒化物及碲化物)和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现，其概念的外延也不断扩大。最广义的陶瓷概念几乎与无机非金属材料的含意相同。无机非金属材料是当代材料体系中的一个重要组成部分。无机非金属材料的名目繁多，用途各异，目前尚没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为传统(普通)

2、无机非金属材料和新型(特种)无机非金属材料两大类(见表7-2)。前者指以硅酸盐为主要成分的材料并包括一些生产工艺相近的非硅酸盐材料，如碳化硅、氧化铝陶瓷、硼酸盐、硫化物玻璃、镁质或铬质耐火材料和碳素材料等。这一类材料通常生产历史较长、产量较高、用途也较广。后者主要指20世纪以来发展起来的、具有特殊性质和用途的材料，如压电、铁电、导体、半导体、磁性、超硬、高强度、超高温、生物工程材料以及无机复合材料等。上述这种分类并不是绝对的，由于新型材料是从传统材料逐渐发展起来的，有些材料的归属很难确定。习惯上无机非金属材料沿

3、用传统生产工艺分为陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、碳素材料等类，同时，新型材料按其生产工艺、用途和发展状况，又逐步形成一些新的材料类别，如无机复合材料、无机多孔材料等。有些品种按习惯并入传统分类中，如铁电、压电陶瓷并入陶瓷；微晶玻璃、光导纤维等并入玻璃。有时又可按照材料的主要成分分类，如硅酸盐、铝酸盐、氧化物、氮化物材料等；也可以根据材料的用途分为日用、建筑、化工、电子、航天、通信、医学材料等；也有按材料性质分的，如胶凝、耐火、耐磨、导电、绝缘、半导体材料等；还有根据材料的物质状态分的，如晶体(单晶体、多晶体

4、、微晶体)、非晶体及复合材料等；或从材料的外观形态分，有块状、多孔、纤维、晶须、薄膜材料等。表7-2无机非金属材料的分类 -6- 材料 品种示例传统无机非金属材料 水泥和其他胶凝材料 硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等 陶 瓷 黏土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等 耐火材料 硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等 玻 璃 硅酸盐、硼酸盐、氧化物、硫化物和卤素化合物玻璃等 搪 瓷 钢片、铸铁、铝和铜胎等 铸 石 辉绿岩、玄武岩、铸石等 研磨材料 氧化硅、氧化铝、碳化硅等 多孔材料 硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐

5、和硅酸铝等 碳素材料 石墨、焦炭和各种碳素制品等 非金属矿 黏土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等新型无机非金属材料 高频绝缘材料 氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等 铁电和压电材料 钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等 磁性材料 锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等 导体陶瓷 钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等 半导体陶瓷 钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金属元素氧化物系材料等 光学材料 钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的

6、光导纤维等 高温结构陶瓷 高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物 超硬材料 碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等 人工晶体 铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等 生物陶瓷 长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等 无机复合材料 陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料2.水泥制造水泥的主要原料是石灰石(80%～90％)、黏土(10%～15%)和铁矿粉(1%～2％)。为了控制凝结速率，还要在熟料中加入3%(以上均为质量分数)以下的石膏。(1)水泥生料煅烧成熟料的物理、化学变化过程-6-混合生料进入回转窑的上端，受

7、热到100℃时，主要是水分蒸发，这一段叫干燥带。干燥的生料继续在窑中前进，在与更热的气体相遇时，被加热到600℃左右，这时发生有机物燃烧和高岭土脱水。此时，由于黏土可塑性降低，块料粉碎成粉料，这一段叫做预热带。温度升高到900℃，石灰石发生分解，生成的CaO和黏土中的二氧化硅、氧化铝开始发生固态反应，这一段叫分解带。当温度升高到1100℃以上，CaO和酸性氧化物的反应加快。上述反应主要是：CaO+Al2O3=CaO·Al2O3  (铝酸一钙)   （1000℃时）2CaO+SiO2=2CaO·SiO2  (硅酸

8、二钙)   （1000℃时）3CaO+Al2O3=3CaO·Al2O3(铝酸三钙)   (1200℃时)这一段叫做煅烧带或称放热反应带。温度到达1400℃左右，窑内物料开始烧结，部分开始熔融。这时硅酸二钙仍保持为固态，熔于熔融液里，与游离的CaO继续反应生成硅酸三钙(3CaO·SiO2)。硅酸三钙以微小的结晶析出，即成熟料。这一段称为烧结带。经过烧结带后，熟料开始冷却而出窑，这一段叫做