材料腐蚀与防护-第十一章-无机非金属材料的腐蚀.ppt

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1、第十一章无机非金属材料的腐蚀9.1概述1）定义：无机非金属材料-----是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。除有机高分子材料和金属材料以外的固体材料。无机非金属材料是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。在晶体结构上,无机非金属材料的元素结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键。这些化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料：基本属性高熔点、高硬度、耐腐蚀、

2、耐磨损、高强度、良好的抗氧化性以及：宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。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2）分类如：水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切；各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃；日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等总之，与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大，用途广。传统无机非金属材料大多数为硅酸盐材料。硅酸盐材料------主要由硅和氧组成的天然岩石、铸石、陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。在生活和生产中有着广泛的应用。是

3、工业和基本建设所必需的基础材料。新型无机非金属材料新型无机非金属材料是指20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料，应用于高性能领域，在组成上已不局限于硅酸盐，还包括其它含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗、Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等，其形态和形状也趋于多样化，例如结构陶瓷、复合材料、功能陶瓷、半导体、新型玻璃、非晶态材料和人工晶体等。这些新材料的出现说明了无机非金属材料科学与工程学科近几十年来的重大成就，它们的应用极大地推动了科学技术的进步，促进了人类社会的发展。1.玻璃刀的刀头是

4、什么材料制作的？人造金刚石2.煤气炉中电子打火用的是什么材料？压电陶瓷3.现在的长途电话信号是通过什么传输的？光导纤维3）无机非金属材料的特性传统无机非金属材料的特性（1）优点：具有抗腐蚀、耐高温的优点。（2）缺点：质脆、经不起热冲击的弱点。传统无机非金属材料与现在所用的许多金属材料相比，有许多独特的优势，然而，它的弱点的存在，又使它的应用范围受到了一定的限制。随着进行深入的研究和探索，并进行了反复的实验，随之而来的便是多种多样具有特殊性能的新型无机非金属材料的问世。新型无机非金属材料的特性（1）耐高温、强度高。氧化铝陶瓷（人造刚

5、玉）主要特性①高熔点；②高硬度；③可制成透明陶瓷；④无毒、不溶于水，强度高；⑤对人体有较好的适应性主要用途高级耐火材料，刚玉球磨机；高压钠灯的灯管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造关节等熔点高硬度大、耐磨损氧化铝陶瓷球磨机如：高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达1万小时～2万小时，比高压汞灯寿命长2倍，高过白炽灯的寿命10倍，是目前寿命最长的灯。早在30年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源，但一直到1960年，高压钠灯才实现，后经不断发展改进，才得以实际应用

6、。钠蒸气放电会产生超过1000℃的高温；钠蒸气有强烈的腐蚀作用，所以普通玻璃灯管承受不了钠蒸气放电产生的高温，此时普通玻璃要软化。但氧化铝材料陶瓷能承受高温，又耐腐蚀，透明氧化铝陶瓷的熔点高达2050℃，能在1600℃的环境里不受钠蒸气腐蚀，因此用氧化铝陶瓷。钠蒸气放电高压钠灯的发展→透明、耐高压（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，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。举世瞩目的高温超导性也是新近在这类材料上发现的。（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

7、的能使红外线、雷达射线穿过。用于医疗、信息处理、通讯等。如光导纤维。高温下的光导纤维（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，已被应用在医疗上。人造关节但因其化学成分、结晶状态、结构以及腐蚀介质的性质等原因．在任何情况下都耐蚀的无机非金属材料是不存在的。无机非金属材料除石墨以外，其腐蚀不是由电化学过程引起的，而是由于化学作用或物理作用所引起。*无机非金属材料突出基本特性之一：通常具有良好的耐腐蚀性能。9.2无机非金属材料的腐蚀9

8、.2.1一般性机理特性影响无机非金属材料耐蚀性的因素1）材料的化学成分和矿物组成*硅酸盐材料成分中以酸性氧化物Si02为主，耐酸而不耐碱。当Si02（尤其是无定型Si02)与碱液接触时发生如下反应而受到腐蚀：所生成的硅酸钠易溶于水及碱液中。*Si0