无机非金属材料
无机非金属材料的定义
无机非金属材料的定义无机非金属材料，也称非金属，是指不含金属元素作为基本组分的材料。
无机非金属材料的主要特点是由非金属原子组成的晶体和多种化合物，其物理性质介于金属和非金属之间，如磷、硅、氮和碳等。
无机非金属材料大致可以分为奥氏体钢、非晶硅、碳素材料和特殊材料等几类，常见的无机非金属材料有搪玻璃、陶瓷、氧化物、化学材料和合成石英等。
奥氏体钢是无机非金属材料中最常用的材料，它是一种氧化铁，是由氧原子和铁原子，其余部分由碳原子组成的复合材料。
它有良好的热力学性质和电学性质，容易制成非晶状态的棱柱，有高的抗腐蚀性、高的硬度，导电性和热导性较高，能够耐热和耐冲击，也具有一定的机械性能和高抗磨损性。
非晶硅属于无机非金属晶体材料，是一种典型的半导体材料，由硅原子和氧原子组成，它有很高的热稳定性，耐晒和耐酸碱腐蚀性，适合用作电子元件的基材、密封垫片等，在航空、航天和国防领域中有广泛应用，也用于半导体器件的制造。
碳素材料指的是由碳原子组装的无机非金属材料。
它具有良好的机械性能和耐火性能，可以用来制造各种微电子设备和低频电子设备，还可以用来制造电池和磁性材料，也可用于制造重要的无机结构部件。
石墨是常见的无机非金属材料之一，它是由高纯度的碳原子组成，有优良的抗热冲击性，具备良好的高温抗氧化性，可以用作动力发电机、电动机等电机的内层保护层材料。
石墨也被用于高温润滑剂的制备，用于制造机械零件的密封材料。
它还可以用作炉壁的耐火材料，用于制造航空航天电子器件、三相变压器的绝缘套件等。
特殊材料是指合成的石英及其它的复杂的无机非金属材料，比如金刚石和碳化物、二氧化碳复合体，玻璃纤维、陶搪玻璃、釉陶、镶嵌物等。
它们具有优良的电子特性、机械性能和化学稳定性，应用于太阳能电池、半导体器件、热电偶灯等电子产品的制造。
Inorganic nonmetallic materials, also known as nonmetals, refer tomaterials which are not composed of metallic elements as the basic components. The main characteristics of inorganic nonmetallic materials are crystals and various compounds composed of nonmetal atoms, with physical properties between metals and nonmetals, such as phosphorus, silicon, nitrogen and carbon, etc. Inorganic nonmetal materials can be divided into several categories such as austenite steel, amorphous silicon, carbon materials and special materials,and common inorganic nonmetallic materials include enamel, ceramics, oxides, chemical materials and synthetic quartz, etc.。
无机非金属材料简介
目
录
一、材料的地位及分类 二、无机非金属材料 三、无机非材料的分类 四、传统无机非材料简介 五、新型无机非材料简介 六、我国无机非金属现状 七、无机非金属材料展望
什么是材料？
材料：指为人类社会所需要并能
用于制造有用器物的质。 材料是人类赖以生存和发展的 物质基础，是人类进步的一个重要里 程碑。
（3） 环境污染严重 水泥工业每年排放 温室气体 CO2 约 5.55 亿吨、SO2 68.6 万吨、 NOx 约 206 万吨；目前其他先进 国家平均吨熟料的粉尘排放1Kg，而 我国 高达 13Kg，全国水泥生产年排放的粉尘 竟高达 1000 万吨以上
（4） 单线生产规模小，落后工艺 大量存在 以悬浮预热和预分解技 术为核心技术的“新型干法”工艺， 是目 前世界水泥工业普遍采用的 最先进的现代化水泥生产技术。
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
材 料
金属材料 高分子材料
1.无机非金属材料 是以某些元素的 、 、 、 、 以及 、 、 、 等物质组成的材料。 2.无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后， 随着现代科学技术的发展从 演变 而来的，是与有机高分子材料和金属材料并列的 。
新型无机非材料：
新型的无机非金属材料主要指 用氧化物、氮化物、碳化物、 硼化物、硫化物、硅化物以及 各种无机非金属化合物经特殊 的先进工艺制成的具有特殊性 质和用途的材料。例如铁电、 压电陶瓷、微晶玻璃、光导纤 维等。
其他分类方法：
按照材料中的主要成分分类，有硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、磷
酸盐、氧化物、氮化物、碳化物材料等； 根据材料的用途分，有日用、建筑、化工、电子、航天、通信、 生物、医学材料等； 根据材料的性质分，有胶凝、耐火、隔热、耐磨、导电、绝缘、 耐腐蚀、半导体材料等 ；根据材料的物质状态分，有晶体(单晶体、多晶体、微晶体)、 非晶体及复合材料等, 材料的外观形态分,有块状、多孔、纤维、晶须、薄膜材料等。
无机非金属材料
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、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，目前尚没有统一而完善的分类方法。
通常把它们分为传统（普通）无机非金属材料和新型（特种）无机非金属材料两大类（见表格）。
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、用途也很广。
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、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、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。
高三化学 无机非金属材料的定义与分类
无机非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。
一、耐火材料
常用有耐火砌体材料、耐火水泥、耐火混凝土。
二、耐热保温材料
常用有硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。
三、绝热材料
一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。
它既包括保温材料，也包括保冷材料。
四、耐蚀（酸）非金属材料
常用有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
（一）铸石
具有极优良的耐磨性、耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。
（二）石墨
具有高度的化学稳定性、极高的导热性能。
（三）玻璃
按形成玻璃的氧化物可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等，其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。
（四）天然耐蚀石料
天然耐蚀石料组成中含SiO2的质量分数大于55.0%以上，其含量越高耐酸性能越好。
（五）水玻璃耐酸水泥
具有能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力，但不耐碱。
复杂的物理，化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑复杂的物理，化学变化
无机非金属材料：
无机非金属材料的分类：
无机非金属材料的定义：
最初，无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以，硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。
随着科学和生产技术的发展，以及人们生活的需要，一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来，如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等，我们称这些材料为新型无机非金属材料。
无机非金属材料
《无机非金属材料》xx年xx月xx日contents •无机非金属材料概述•无机非金属材料的性质与性能•无机非金属材料的制备与加工•无机非金属材料的应用•无机非金属材料的可持续发展与环保•无机非金属材料的研究与发展趋势目录01无机非金属材料概述无机非金属材料是指以无机非金属元素为主要成分，通过高温或低温烧结而成的材料。
定义无机非金属材料可分为陶瓷、玻璃、水泥、石墨等，其中陶瓷是最重要的无机非金属材料之一。
分类定义与分类重要性无机非金属材料具有优异的性能，如耐高温、耐腐蚀、绝缘、强度高等，在工业、建筑、航空航天、电子等领域具有广泛的应用。
应用领域无机非金属材料广泛应用于汽车、航空航天、电子、生物医学等领域，如发动机部件、人造骨、人造牙等。
重要性及应用领域无机非金属材料的发展历程可以追溯到古代，如陶瓷的发明。
随着科技的发展，无机非金属材料的制备技术和性能不断提高。
未来，无机非金属材料将朝着高性能、多功能、环保等方向发展，如新型陶瓷材料、生物相容性材料等。
同时，随着3D打印技术的不断发展，无机非金属材料的制备和应用也将更加灵活和多样化。
发展历程趋势发展历程与趋势02无机非金属材料的性质与性能物理性质无机非金属材料的密度一般较大，具有较高的稳定性。
密度电绝缘性热稳定性光学性能大多数无机非金属材料具有优异的电绝缘性能。
无机非金属材料具有较好的热稳定性，能够在较高温度下保持其性质。
无机非金属材料具有广泛的光学性能，如玻璃、陶瓷等具有高透光性。
化学性质无机非金属材料的耐腐蚀性能较强，能够抵抗多种化学物质的侵蚀。
耐腐蚀性在大多数化学环境下，无机非金属材料都能保持其稳定性。
化学稳定性无机非金属材料在高温环境下不易氧化，具有良好的抗氧化性能。
抗氧化性部分无机非金属材料具有磁性，如铁氧体等。
磁性能无机非金属材料的硬度一般较高，具有较好的耐磨性。
硬度部分无机非金属材料具有较好的韧性，能够吸收冲击能量。
韧性无机非金属材料的强度较高，能够承受较大的外力。
无机非金属材料定义
无机非金属材料定义
无机非金属材料是指一类不含金属元素的物质，主要包括硅酸盐
材料、氧化物材料、硼化合物材料、碳化合物材料等。
这些材料在生
产和生活中都有着广泛的应用，是现代科技和工业发展的基础材料之一。
硅酸盐材料是指由硅酸盐组成的材料，如石英、长石、沸石等。
这类材料具有高温稳定性、耐腐蚀性和电绝缘性能等优良性质，广泛
用于制备陶瓷、耐火材料、玻璃等。
其中玻璃是一种无机非金属材料
的经典代表，其透明、光滑、坚硬等特性，使其被广泛应用于建筑、
汽车、电子、医学等领域。
氧化物材料是指以氧化物为主要成分的材料，如氧化铝、氧化锆等。
这类材料具有高温抗热性、电绝缘性能、化学稳定性等特性，主
要应用于电子、陶瓷、建筑、化工等领域。
其中氧化铝广泛用于研磨剂、陶瓷、电解质、催化剂等领域，氧化锆则被用于制备金属陶瓷等
高端材料。
硼化合物材料是指由硼和非金属元素组成的材料，如碳化硼、氮
化硼等。
这类材料具有极高的硬度、高温稳定性和良好的导热性能，
广泛应用于制备车削、磨削工具、防弹材料、耐腐蚀材料等领域。
碳化合物材料是指由碳和其他非金属元素组成的材料，如碳化硅、碳化钼等。
这类材料具有高温稳定性、硬度高和耐腐蚀性能好等特点，广泛应用于制备切削工具、陶瓷、电子技术、新材料等领域。
无机非金属材料的研究与应用，已经成为现代科技与工业发展的重要领域。
随着人类对环境和生态的重视，绿色环保无机非金属材料的研究和应用也逐渐受到关注。
未来，无机非金属材料将继续在各个领域发挥更加重要的作用。
无机非金属材料
电子与电气
航空航天与军事
用于制造电子元件、电路板、绝缘材料和 电池隔膜等，起到导电、绝缘和பைடு நூலகம்撑的作 用。
用于制造飞机、火箭和导弹的部件，以及 军事装备和防护装备，要求具有耐高温、 高压和抗冲击等特性。
03
无机非金属材料的生产工艺与 技术
生产工艺
配料与混合
将原料按照配方比例进行混合 ，确保成分均匀。
特性
无机非金属材料具有高硬度、高耐磨 性、高耐腐蚀性、高电绝缘性等特点 ，广泛应用于建筑、电子、航空航天 、国防等领域。
分类
硅酸盐材料
硅酸盐材料是指以硅和氧为主 要成分的一类无机非金属材料
，如陶瓷、玻璃等。
氧化物材料
氧化物材料是指以金属元素和 氧元素结合形成的氧化物，如 氧化铝、氧化钛等。
碳化物材料
碳化物材料是指以碳和金属元 素结合形成的化合物，如碳化 硅、碳化钛等。
氮化物材料
氮化物材料是指以氮和金属元 素结合形成的化合物，如氮化
铝、氮化钛等。
02
无机非金属材料的性质与应用
性质
硬度与耐磨性
无机非金属材料通常具有较高的硬度 ，使其在磨损和划伤方面表现出色。
耐热性和耐火性
许多无机非金属材料能在高温下保持 稳定性，不易燃烧或熔化。
化学稳定性
无机非金属材料对大多数化学物质具 有较高的耐受性，不易被腐蚀或与化 学物质发生反应。
电绝缘性
许多无机非金属材料具有良好的电绝 缘性能，常用于电子和电气领域。
应用
建筑领域
工业制造
用于制造建筑材料，如混凝土、玻璃、陶 瓷和砖石，提供结构支持并具有装饰效果 。
用于制造工业零件和工具，如炉衬、研磨 介质和热工设备。
传统无机非金属材料
配料计算：根据原料的化学成分和物理性质进行配料计算
混合与成型：将原料混合均匀后，采用成型设备制成所需形状的耐火材料
烧成与冷却：将成型后的耐火材料进行烧成和冷却处理，以获得所需的物理和化学性能
陶瓷的性能特点
耐高温：陶瓷材料具有较高的熔点和化学稳定性，能够在高温下保持优良的性能。
硬度高：陶瓷材料具有较高的硬度，能够承受较大的压力和磨损。
耐久性好：水泥材料具有较好的耐久性，能够抵抗自然环境中的侵蚀和破坏。
耐火性差：水泥的耐火性较差，容易受到高温的影响而失去强度。
抗渗性差：水泥的抗渗性较差，容易受到水分和化学物质的侵蚀。
耐腐蚀性差：水泥的耐腐蚀性较差，容易受到低温的影响而失去强度。
无机非金属材料具有高硬度、高耐磨耗性、高熔点等特性，被广泛应用于建筑、机械、电子等领域。
无机非金属材料的分类
传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等
新型无机非金属材料：功能陶瓷、功能玻璃、新型碳材料等
传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别
无机非金属材料的应用领域
无机非金属材料的应用领域
建筑材料：如水泥、玻璃、陶瓷等
玻璃的制备工艺
原料选择与配料
熔制过程
玻璃成型
玻璃退火与淬火
水泥的制备工艺
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生产过程：破碎、配料、均化、煅烧、冷却、粉磨等
原料：石灰石、粘土、铁矿粉等
生产设备：立窑、回转窑、磨机等
生产工艺流程：原材料准备、配料、生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨等
耐火材料的制备工艺
原料选择：根据耐火度要求选择合适的原料
陶瓷案例分析：以陶瓷刀具为例，介绍其性能特点、应用领域及市场前景。
无机非金属材料
无机非金属材料无机非金属材料是指不含金属元素的无机化合物，是当今工业生产的主要原料之一。
它们的特点是材质硬度高，耐热性好，导电性能强，耐腐蚀性好，耐冲击性能优越，无毒无害，易操作性好等。
一、无机非金属材料的分类无机非金属材料可以大致分为矿物材料、非金属硬质聚合物材料以及非金属表面活性剂材料。
1、矿物材料矿物材料是以河砂、石英砂、石墨、云母、石棉、石膏和石灰等无机物为主要原料的。
它们的用途有：石英砂用于制造玻璃、抛光物品；石棉用于建筑防火；石墨用于制造电容器；石灰用于水泥制造等。
2、非金属聚合物材料非金属硬质聚合物材料主要由共聚物、热塑性塑料、陶瓷、聚氨酯以及树脂等组份组合而成，用于冶金、制造、航空、航天和医药等行业。
3、非金属表面活性剂材料表面活性材料是含有活性物质的材料，具有电容、电子封装、涂层等功能，其中的活性物质分为有机表面活性剂、无机表面活性剂、柔性活性剂以及组合活性剂。
二、无机非金属材料的应用无机非金属材料的应用非常广泛，主要应用于建筑、冶金、化工、航空航天、塑料、电子、服装、陶瓷等行业。
1、建筑无机非金属材料在建筑领域有着巨大的应用，从常见的建筑材料如水泥、砂浆、石膏、彩砂、灰饼等，到新型有机复合材料、玻璃钢、拉拔网等，都是无机非金属材料。
2、冶金无机非金属材料在冶金行业有着广泛的用途，比如铁矿石、钢铁、合金材料等，它们都是无机非金属材料。
3、化工无机非金属材料的应用于化工行业更是无处不在，从常见的石油、煤炭、石化制品等，到更现代的合成树脂、高分子材料等，都是无机非金属材料。
4、航空航天无机非金属材料也大量应用于航空航天行业，包括多孔金属材料、陶瓷、复合材料等，它们具有质量轻、耐热、耐腐蚀性强等特点，能够高效地应用于航空航天领域。
5、塑料无机非金属材料还应用于塑料领域，如树脂、聚氨酯、彩色塑料等，它们的应用融入到日常生活中。
6、电子电子方面，无机非金属材料如石墨、金属材料、复合材料和表面活性剂材料等都可以用于制造电子元件。
高中化学传统无机非金属材料
高中化学传统无机非金属材料无机非金属材料是指由非金属元素或其化合物制成的材料，常见的有氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等。
在化学中，无机非金属材料是一个重要的研究领域，因为它们不仅应用广泛，而且对于理解元素之间的化学反应和化学键的本质也具有重要的作用。
氧化物是最常见的无机非金属材料之一。
它们由氧和其他元素形成，例如二氧化硅、三氧化二铝和四氧化三铁等。
二氧化硅是一个重要的氧化物，广泛应用于制造玻璃、陶瓷和半导体器件等领域。
三氧化二铝是一种高温陶瓷材料，具有优异的机械、电学和热学性能，被广泛应用于航空航天、电子和化工等领域。
四氧化三铁是一种重要的磁性材料，广泛应用于电子、信息和磁性材料等领域。
硫化物是另一类常见的无机非金属材料。
它们由硫和其他元素形成，例如硫化铁、硫化锌和硫化镉等。
硫化铁是一种黑色的矿物，也称为辉铁矿，是铁的重要矿石之一。
硫化锌是一种白色的固体，广泛应用于制造橡胶、涂料、塑料和医药等领域。
硫化镉是一种黄色的固体，具有优异的光学性质，广泛应用于制造光电器件、半导体材料和液晶显示器等领域。
氮化物是一类重要的无机非金属材料。
它们由氮和其他元素形成，例如氮化硅、氮化铝和氮化镓等。
氮化硅是一种高硬度、高强度和高热稳定性的陶瓷材料，广泛应用于制造切削工具、轴承和热散尽材料等领域。
氮化铝是一种高温陶瓷材料，具有优异的机械、电学和热学性能，广泛应用于航空航天、电子和化工等领域。
氮化镓是一种重要的半导体材料，广泛应用于制造激光器、LED和太阳能电池等领域。
碳化物是一类重要的无机非金属材料。
它们由碳和其他元素形成，例如碳化硅、碳化钨和碳化钛等。
碳化硅是一种高硬度、高强度和高耐磨性的陶瓷材料，广泛应用于制造切削工具、轴承和热散尽材料等领域。
碳化钨是一种高硬度和高熔点的金属材料，广泛应用于制造切削工具、电极和高温加热器等领域。
碳化钛是一种重要的金属陶瓷材料，具有优异的机械、耐腐蚀和生物相容性，广泛应用于制造人工骨、牙齿种植物和医疗器械等领域。
(完整版)无机非金属材料10.1
该窑依山倾斜建筑,结构简单,似龙形，故 称龙窑。
该窑依山倾斜建筑。一般分成8-10间，成 阶梯状，故称阶级窑。
1-拱顶； 2-拱脚； 3-拱脚梁； 4-立柱； 5-拉杆； 6-检查坑；
R-拱半径； B-跨度 ； -拱心角； s-拱厚；
f-拱高
玻璃工业
十七世纪以来由于工业纯碱的使用导致各 种日用玻璃和技术玻璃迅速进入全社会。
机制平板玻璃自20世纪问世以来，有诸多 的生产方法，如：有槽法、无槽法、平拉 法、对辊法等，总称为传统工艺。1957年， 英国人发明了浮法工艺（PB法），逐步取 代了平板玻璃的传统工艺，成为生产平板 玻璃最先进的工艺方法。
无机非金属材料
□
绪论
一.无机非金属材料定义与分类
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。是除有机高分子材料和金属材料 以外的所有材料的统称。
2.分类
普通的（传统的）和先进的（新型的）两 大类。
原料称量W、粉料均化H。
无机非金属材料生产的工艺流程简写为：
玻璃
C-R-B(G、W、H)M-F-P
传统陶瓷、耐火材料 C-R-B(G、W、HS-P
水泥
C-R-B(G、W、H)S-G-H
1. 胶凝材料类 （1）水泥：粉磨-煅烧-粉磨 （2）石灰：煅烧 （3）半水石膏：粉磨-煅烧 （4）碳化硅磨料：粉磨-煅烧-粉磨 2. 玻璃、玻璃纤维、铸石、人工晶体类 （1）玻璃：粉碎-熔化-成型 （2）玻璃纤维：粉碎-熔化-成型 （3）铸石：粉碎-熔化-成型-晶化
（1）传统无机非金属材料
无机非金属材料
•
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以高熔点、高硬度、耐 腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等 基本属性,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。
2.分类
无 机 非 金 属 材 料
但是，由于天然金刚石非常少，远远不能满 足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金 金 刚石同素异形体结构的研究，指出了在一定条件 刚 下使石墨转化为金刚石的可能性。 石 1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这 锯 片 是材料合成领域的一项重大成就。 目前，世界上用石墨合成金刚石的研究发展 很快，我国在这方面的研究也在飞速发展，许多 城市都建有人造金刚石的工厂和研究所，以满足 生产发展的需要。
(3)人造宝石
红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3（刚 玉）。 红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化 合物；
而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛 化合物。
1900年，科学家曾用氧化铝熔融后加入少量 氧化铬的方法，制出了质量为2g-4g的红宝石。 现在，已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。
（6）超导材料
超导材料是一类在低温下（ 23.2K 或更低温度下） 电阻可以完全消失的材料。用超导材料做成导线，电阻几乎 为零，可以实现远距离无损耗输电；超导材料可以产生极强 的磁场，用于制造磁悬浮列车；用超导材料制成的发电机将 会比现有的发动机输出功率高 100 倍以上。由于超导现象发 生在很低的温度下，使其应用受到很大的限制，因此寻找研 制在较高临界温度下具有超导特性的材料成为近30年来科学 家研究的重要课题。 1986 年 ， 瑞 士 的 IBM 公 司 实 验 室 的 JGBendnorz 和 KAMtiller首先在高温氧化物超导体的研究中取得了决定性 的突破。在通式为AxByCuzOw（A＝La，Y„„；B＝Ba，Sr„„ 等）的钙钛矿结构的体系中，获得了临界温度Tc达35K的超导 体，因此他们获得了1987年诺贝尔物理奖。1987年，美国休 斯敦大学的朱经武小组、中科院物理研究所赵忠贤等发现了 临界温度Tc为90K的Y－Ba－Cu－O材料，实现了在液氧（77K） 中的超导性。
无机非金属材料
传统工艺
传统无机非金属材料： 1、水泥和其他胶凝材料：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等； 2、陶瓷：粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等； 3、耐火材料：硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等，玻璃硅酸盐 ； 4、搪瓷：钢片、铸铁、铝和铜胎等； 5、铸石：辉绿岩、玄武岩、铸石等； 6、研磨材料：氧化硅、氧化铝、碳化硅等； 7、多孔材料：硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等 ； 8、碳素材料：石墨、焦炭和各种碳素制品等； 9、非金属矿：粘土、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
生产工艺
普通无机非金属材料的生产是采用天然矿石作原料。经过粉碎、配料、混合等工序，成型（陶瓷、耐火材料 等）或不成型（水泥、玻璃等），在高温下煅烧成多晶态（水泥、陶瓷等）或非晶态（玻璃、铸石等），再经过 进一步的加工如粉磨（水泥）、上釉彩饰（陶瓷）、成型后退火（玻璃、铸石等），得到粉状或块状的制品。
高温结构陶瓷汽车发动机一般用铸铁铸造，耐热性能有一定限度。由于需要用冷却水冷却，热能散失严重， 热效率只有30%左右。如果用高温结构陶瓷制造陶瓷发动机，发动机的工作温度能稳定在1300 ℃左右，由于燃料 充分燃烧而又不需要水冷系统，使热效率大幅度提高。用陶瓷材料做发动机，还可减轻汽车的质量，这对航天航 空事业更具吸引力，用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发动机效果会更好。
硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。
应用领域
无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分 为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必 需的基础材料。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以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生 产、生活息息相关，它们产量大、用途广。其他产品如搪瓷、磨料（碳化硅、氧化铝）、铸石（辉绿岩、玄武岩 等）、碳素材料、非金属矿（石棉、云母、大理石等）也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是 20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现 代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维 等。 无机非金属材料分类
无机非金属材料资料 (2)
烧成
表面处理
对无机非金属材料的表面进行涂层、 镀膜或涂覆等处理，以提高其耐腐蚀 性、耐磨性和装饰性。
在高温下对坯体或部件进行烧结或熔 融，以实现材料的致密化和稳定性。
性能优化
成分优化
通过调整原料成分和制备工艺参数，优化无机非金属材料的物理、化学和机械性 能。
复合增强
将两种或多种无机非金属材料进行复合，实现优势互补和性能增强，如陶瓷基复 合材料、玻璃纤维增强复合材料等。
废弃物资源化利用
对无机非金属材料的废弃物进行资源化利用，减少对环境的负担，实现可持续发展。
市场与应用领域的拓展
新能源领域
随着新能源产业的快速发展，无机非金属材料在太阳能电池、风力发电机叶片等领域的 应用逐渐增多。
生物医学领域
无机非金属材料在生物医学领域的应用逐渐拓展，如生物陶瓷、生物玻璃等在牙齿种植、 骨修复等领域的应用。
制备方法
固相法
通过高温或化学反应将原料转化为无机非金属材料，如烧结、熔 融、水热合成等。
气相法
利用化学反应或物理过程将气体物质转化为无机非金属材料，如化 学气相沉积、物理气相沉积等。
液相法
利用溶胶-凝胶法、沉淀法等方法将液体物质转化为无机非金属材 料。
加工工艺
成型
将制备好的无机非金属材料加工成所 需形状和尺寸的坯体或部件，如压制 成型、注射成型、挤压成型等。
抗蠕变性
某些无机非金属材料在高温下仍能保持较 好的稳定性，不易变形，这使得它们在高 温环境下具有较好的应用前景。
热学性能
良好的隔热性能 耐高温性能 热膨胀性 抗热震性
无机非金属材料的热导率较低，具有良好的隔热性能，可用于 制作保温材料。
许多无机非金属材料能够承受高温，如耐火材料、陶瓷等，可 以在高温环境下保持其结构和性能的稳定性。
你知道哪些无机非金属材料
α-Al2O3、部分稳定二氧化锆和锆刚玉熟料等材 为原料，经过混炼、成型、干燥，在梭式窑内
高温烧制而成。
硅
硅光电子学（Silicon Photonics）利用标准硅实现计 算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。 此项技术也可以应用于对带宽需求高的远程医 疗和3D虚拟世界等未来数据密集型计算领域。
无机非金属材料的定义
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。
应用的领域
耐高温、耐磨损等结构材料领域， 以及电容器、压电器件、超导、 新型光源、光电转换、集成电路 基片、信息存储等功能材料领域。
热弯玻璃
防弹玻璃
陶瓷
耐热的透明陶瓷
光导纤维
无机非金属材料的地位
无机非金属材料是国家建设和人民 生活中不可缺少的重要物质基础。
无机非金属材料的特点
高温氧化物等的高温抗氧化特性； 氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性； 铁氧体的磁学性质； 光导纤维的光传输性质; 金刚石、立方氮化硼的超硬性质; 导体材料的导电性质； 快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。
无机非金属材料学
什么是材料？ 什么是无机非金属材料？ 你知道哪些无机非金属材料？ 现在的无机非金属材料的发展特征？
传统的无极非金属材料
1.水泥和其他胶凝材料硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石 膏等；
2.陶瓷粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等； 3.耐火材料硅质、硅酸铝质、，玻璃硅酸盐 ； 4.铸石 辉绿岩、玄武岩、铸石等； 5. 研磨材料：氧化硅、氧化铝、碳化硅等； 6.多孔材料：硅藻土、.沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等 ； 7.碳素材料：石墨、焦炭和各种碳素制品等； 8.非金属矿：粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金
无机非金属材料总结(完整版)
第一章1. 粘土的定义：是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。
粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。
2. 粘土的成因：各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化，水解，热液蚀变等作用可变为粘土。
一次粘土（原生粘土）风化残积型：母岩风化后残留在原地所形成的粘土。
（深层的岩浆岩（花岗岩、伟晶岩、长石岩）在原产地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的矿床，一般称为一次粘土）。
二次粘土（次生粘土）沉积型：风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后，在低洼地方沉积而成的矿床，成为二次粘土。
一次粘土与二次粘土的区别：分类化学组成耐火度成型性一次粘土较纯较高塑性低二次粘土杂质含量高较低塑性高3. 高岭土、蒙脱土的结构特点：高岭土晶体结构式：Al4[Si4O10](OH)8，1:1型层状结构硅酸盐，Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构，构成结构单元层。
层间以氢键相连，结合力较小，所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。
蒙脱土（叶蜡石）是2:1型层状结构，两端[SiO4]四面体，中间夹一个[AlO6]八面体，构成单元层。
单元层间靠氧相连，结合力较小，水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水，层间水的数量是可变的。
4. 粘土的工艺特性：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。
1)可塑性：粘土—水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂，外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。
表示方法：可塑性指数、可塑性指标可塑性指数（w）：W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。
W1塑限：粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。
W2液限：粘土或（坯料）由粉末状态进入流动状态时的含水量。
塑限反映粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。
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无机非金属材料（1）主讲：黄冈中学优秀化学教师汪响林一、传统硅酸盐材料1、传统硅酸盐材料简介（1）含义：在材料家族里，有一类非常重要的材料叫做无机非金属材料。
最初无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。
像陶瓷、玻璃、水泥等材料及它们的制品在我们日常生活中随处可见。
由于这些材料的化学组成多属硅酸盐类，所以一般称为硅酸盐材料。
（2）原料：传统硅酸盐材料一般是以黏土（主要成分为）、石英（主要成分为SiO2）、钾长石（主要成分为）和钠长石（主要成分为）等为原料生产的。
（3）结构和性质特点：这些原料中一般都含有硅氧四面体——结构单元。
由于硅氧四面体结构的特殊性，决定了挂酸盐材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。
2、陶瓷（1）原料：黏土（2）设备：窑炉（3）工序：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷器（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。
（5）种类：土器、瓷器、炻器等。
（6）彩釉：烧制前，在陶瓷制品胚体表面涂一些含金属及其化合物的釉料，在烧结过程中因窑内空气含量的变化而发生不同的氧化还原反应，即产生表面光滑、不渗水且色彩丰富的一层彩釉。
彩釉中的金属元素烧制时空气用量与彩釉颜色空气过量空气不足黄、红、褐、黑蓝、绿黄绿红紫、褐褐、黑褐黄、绿、褐蓝绿蓝、淡蓝蓝（7）特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。
3、玻璃（1）原料：纯碱、石灰石、石英砂（2）设备：玻璃熔炉（3）工序：原料粉碎→加热熔融→澄清→成型→缓冷→玻璃（4）原理：高温下，复杂的物理化学变化。
主要反应：（5）种类及特性：种类特性用途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃器皿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、紫外灯罩等光学玻璃透光性好、有折光性和色散性眼镜、照相机、显微镜和望远用透镜等玻璃纤维耐腐蚀、耐高温、不导电、隔热、防虫蛀玻璃钢、宇航服、光导、通信材料钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、高强度、抗震裂运动器材、汽车、火车用窗玻璃等有色玻璃蓝色（含）、红色（含）、紫色（含）、绿色（含）、普通玻璃的淡绿色（含二价铁）4、水泥（1）原料：黏土、石灰石、辅助原料（2）设备：水泥回转窑（3）工序：原料研磨得生料→生料煅烧得熟料→再配以适量辅料（石膏、高炉矿渣、粉煤灰等）→研磨成细粉→水泥（4）原理：复杂的物理化学变化。
（5）成分：硅酸三钙（）、硅酸二钙（）、铝酸三钙（）、铁铝酸钙（）等。
（6）特性：水硬性（石膏的作用是调节水泥硬化速度）。
5、对比小结水泥玻璃陶瓷备水泥回转窑玻璃熔炉窑炉二、例题分析：1、有关普通玻璃的叙述，错误的是（）A．玻璃是混合物B．制玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英、粘土C．玻璃不是晶体D．玻璃无固定的熔点答案：B2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的主要原料是（）A．Na2CO3B．石灰石C．石英D．焦炭答案：B3、陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是（）A．电器中的绝缘瓷管B．实验室中的坩埚C．实验室中的试管D．建筑上烧制的砖瓦答案：C4、根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是（）①原料中一定有含硅的物质②生成物含硅酸盐③反应条件是高温④发生了复杂的物理、化学变化A．①③B．①②③C．①②④D．①②③④解析：生产玻璃和水泥的条件是高温，原料为含硅物质，反应中都发生了复杂的物理、化学变化，产品为硅酸盐。
答案：D5、已知某一硅酸盐可表示为Mg a(Si4O10)(OH)b（其中a、b为正整数），试回答：（1）a与b应满足的关系是（写表达式）____________________；（2）a能否等于2？__________（填“能”“不能”“无法确定”）（3）a=3的硅酸盐的表达式（以氧化物的形式表示）____________________。
解析：（1）根据化合价规则，可列式为：2a＋4×4=2×10＋b简化为2a=b＋4（2）令a=2，则b=0，故不能。
（3）当a=3时，b=2，Mg a(Si4O10)(OH)b为Mg3(Si4O10)(OH)2，改写为氧化物的形式为：3MgO·4SiO2·H2O答案：（1）2a=b＋4；（2）不能；（3）3MgO·4SiO2·H2O- 返回 -同步测试1、美国科学家分析哈勃望远镜拍摄的照片发现，月球上有丰富的绿柱石矿藏，绿柱石又称绿宝石，其主要成分为Be n Al2(Si6O18)，也可以用二氧化硅和金属氧化物的形成表示，则n为（）A．1 B．2C．3 D．42、下面对二氧化硅的叙述中，不正确的是（）A．二氧化硅是一种坚硬难溶的固体，化学性质不活泼B．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸C．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸反应D．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别3、地壳岩石中含有很多复杂的硅酸盐，像花岗石里的正长石（KAlSi3O8）在空气中长期风化，进行复杂的变化后，能生成的物质是（）A．黏土、砂和无机盐B．高岭土、硅酸盐和氯化钾C．滑石粉、刚玉和硝酸钾D．石灰石、沸石和硅酸钾4、为了延长食品保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，在包装袋中应该放入的化学物质是（）A．硅胶、硫酸亚铁B．食盐、硫酸亚铁C．生石灰、食盐D．无水硫酸铜、蔗糖5、已知高岭土的组成表示为Al2Si2O x(OH)y其中x、y的数值分别是（）A．7、2 B．5、4C．6、3 D．3、66、下列不属于硅酸盐材料的是（）A．水泥B．陶瓷C．砖瓦D．刚玉7、下列说法正确的是（）①普通玻璃呈淡绿色是由于含Fe3＋；②坩埚、蒸发皿都属于陶瓷制品；③“唐三彩”是一种玻璃制品；④高温下CaSiO3比CaCO3稳定。
A．①②B．②③C．③④D．②④8、普通玻璃中含13%的Na2O、11.7%的CaO、75.3%的SiO2，用氧化物的形式表示普通玻璃组成的化学式是（）A．Na2O·2CaO·6SiO2B．2Na2O·CaO·6SiO2C．Na2O·CaO·6SiO2 D．Na2O·2CaO·SiO29、在普通玻璃的原料中，要得到蓝色玻璃，应加入（）A．Cu2O B．Co2O3C．Fe2O3 D．胆矾10、玻璃的主要成分之一是二氧化硅。
能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是（）A．烧碱B．纯碱C．氢氟酸D．盐酸11、熔融烧碱应选用的器皿是（）A．石英坩埚B．普通玻璃坩埚C．生铁坩埚D．陶瓷坩埚1、C Be为ⅡA族元素，根据化合物化合价代数和为零的原则有：（＋2）n＋（＋3）×2＋（＋4）×6＋（－2）×18=0，n=3，故选C。
2、C 二氧化硅可与氢氟酸反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。
3、A 依照反应前后元素种类不变，采用排除法：B选项中有氯，C 选项中有氮，D选项中有钙，均不合理。
4、A 硅胶可作干燥剂，吸水防潮；硫酸亚铁可除去包装袋中的氧气，防止富脂食品氧化变质。
5、B 根据化合价规则：Al为＋3价，Si为＋4价，O为－2价，OH 为－1价，则有：2×（＋3）＋2×（＋4）＋x×（－2）＋y×（－1）=0，化简得：2x＋y=14，只有B选项符合此不定方程。
6、D 刚玉的成分是Al2O3。
7、D 普通玻璃呈淡绿色是由于含Fe2＋；“唐三彩”是一种陶瓷工艺品；由CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑可知，高温下CaSiO3比CaCO3稳定，可见②④正确，选D。
8、C 玻璃中n（Na2O）∶n（CaO）∶n（SiO2）=。
）9、B 加入Co2O3得蓝色玻璃，俗称“钴玻璃”；而加入Cu2O得红色玻璃。
10、C 氢氟酸能和SiO2反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，利用这个反应可以进行玻璃雕花等；烧碱虽然也能和SiO2反应：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，但该反应速率较慢，不适宜于进行玻璃雕刻；故选C。
11、C 提示：石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2，高温下，烧碱可与SiO2反应：SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O.而铁在高温下也不与NaOH 反应。
12、下图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅、氧原子个数之比为__________。
原硅酸根离子的结构可表示为二聚硅酸根离子中，只有硅氧键，它的结构可表示为__________。
隐藏答案答案：1∶2；提示：从石英晶体的平面示意图可以看出：每个网眼由4个Si原子和4个O原子围成，但每个Si原子为4个网眼共有，而每个O原子由2个网眼共有，故：。
二聚硅酸为2分子原硅酸（H4SiO4）脱去1分子H2O形成：，则二聚硅酸根的结构式应为：。
13、如图所示，已知①单质E可作半导体材料；②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A 起反应。
据此回答：（1）化合物F是__________；（2）化合物I是__________；（3）反应④的化学方程式是_____________________。
答案：（1）CO（2）HF（3）2F2＋2H2O＝4HF＋O2提示：从半导体材料入手进行分析，E可能是硅元素；化合物F为不成盐氧化物，常见不成盐氧化物为CO和NO，结合框图中转化关系可推知E和F 分别为Si和CO，则A为SiO2，B为C，反应①的化学方程式为：SiO2＋2C Si＋2CO↑。
化合物A是SiO2，它除了与HF反应外不与任何酸起反应，由此可判断化合物I是HF，由“氧化物C＋单质D HF＋单质H”可推知反应④为：2F2＋2H2O＝4HF＋O2。
由此可推断出全部物质，反应③为：2H2＋O22H2O；反应②为：C＋H2O（g）CO＋H2。
本题要求在全面掌握元素及其化合物性质的基础上，善于抓住硅单质的特殊性质为突破口和切入点，其他将迎刃而解。
高考解析例1、（重庆）材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是（）解析：本题考查对物质组成成分的认识。
刚玉是三氧化二铝，金刚石是由碳元素组成的单质，而不是三氧化二铝，A项错误。
答案：A例2、（广东理基）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④ D．③④解析：水晶是二氧化硅，不是硅酸盐，排除A和B；光纤是二氧化硅的应用，排除D。
答案：C例3、（四川）开发新材料是现代科技发展的方向之一。
下列有关材料的说法正确的是（）A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D．单晶硅常用于制造光导纤维解析：B项中C60为分子晶体；C项中纤维素为天然高分子化合物，而纤维素硝酸酯是人工合成的；D项中二氧化硅是制造光导纤维的主要材料。