新型无机非金属材料.doc
2024届高考化学一轮复习：无机非金属材料
第15讲 无机非金属材料[课程标准] 1.了解硅酸盐材料及新型无机非金属材料的性质和用途。
2.掌握硅和二氧化硅的性质及应用，了解高纯硅的制备。
考点一 硅和二氧化硅一、硅单质1．存在：硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2．物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3．化学性质(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟气、氢氟酸、碱反应，反应的化学方程式分别为：与氟气：Si ＋2F 2===SiF 4；与氢氟酸：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；与碱：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。
(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si ＋O 2=====△ SiO 2。
4．硅的工业制法及提纯 石英砂 ――→①焦炭1 800 ℃～2 000 ℃ 粗硅 ――→②HCl 300 ℃ SiHCl 3 ――→③H 21 100 ℃ 高纯硅 涉及的化学方程式：①SiO 2＋2C =====1 800 ℃～2 000 ℃ Si ＋2CO ↑；②Si ＋3HCl=====300 ℃SiHCl 3＋H 2；③SiHCl 3＋H 2=====1100 ℃ Si ＋3HCl 。
5．用途(1)良好的半导体材料；(2)太阳能电池；(3)计算机芯片。
二、二氧化硅1．存在(1)自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
(2)天然SiO 2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2．物理性质：熔点高，硬度大，难溶于水。
3．化学性质(1)SiO 2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 。
(2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO 2＋CaCO 3=====高温 CaSiO 3＋CO 2↑。
无机非金属材料
无机非金属材料＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝材料名称：聚砜(玻璃纤维增强)牌号：PSF●特性及适用范围：优良的耐热、耐寒、抗蠕变及尺寸稳定性。
强度高，抗冲击韧度大；可在-100～+150℃下长期使用。
介电性能优良，在水、潮湿空气或高温下有良好的绝缘性；化学稳定性高，能耐酸碱醇及脂肪溶剂，但溶于硫酸、浓硝酸、芳香烃及氯化烃；易电镀。
但耐候性、耐紫外线较差，成型温度高一般用作高强度、耐热件，绝缘件等。
●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥109.8冲击韧性值αk (J/cm2)：带缺口:≥9.5硬度：≤92M●热性能：热变形温度：1.86MPa:185℃＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝材料名称：聚芳砜牌号：PAS●特性及适用范围：耐热、耐寒性比聚砜好得多，可在-240～+260℃下长期使用。
硬度高，能自熄；耐老化，耐辐射，力学性能及电气性能都很好；化学稳定性高，仅不耐极性溶剂；可以注塑、挤压及压制成型。
经填充改性后可用于高温轴承材料、自润滑材料、高温绝缘件、超低温件。
●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：≥89.2伸长率δ5 (％)：≥13冲击韧性值αk (J/cm2)：带缺口:≥16拉伸弹性模量(MPa)：≥25.5硬度：≤110M●热性能：热变形温度：1.86MPa:274℃连续使用温度：260～300℃燃烧性：自熄材料名称：聚苯硫醚(线型)牌号：PPS●特性及适用范围：耐热性很好，热分解温度在400℃以上，可在250℃下长期使用；耐腐蚀性也很好，除强氧化酸外，对其他酸碱及有机溶剂均很稳定。
胶接强度高，特别是对玻璃、陶瓷、钢材、铝、银、镀铬、镀镍制品等都有很好的粘结力。
电绝缘性好，强度高，尺寸稳定性好，高抗蠕变和耐燃性。
可用于化工耐腐蚀件，耐热结构件，Ｈ级绝缘材料，密封环，高温粘结剂，涂层等。
新型无机非金属材料在耐火材料工程中的应用研究
新型无机非金属材料在耐火材料工程中的应用研究浙江自立高温科技股份有限公司312369摘要：新型无机非金属材料在耐火材料工程中的应用研究正逐渐引起广泛关注。
这些材料以其高温稳定性、耐腐蚀性、绝缘性等卓越性能，在高温环境下发挥着重要作用。
本文首先概述了新型无机非金属材料的定义、分类和特性，然后深入探讨了它们在耐火材料工程中的应用领域，包括高温保温材料、耐火砖和耐火浇注料、耐火涂料和封堵材料等。
同时，文章也分析了这些材料的优势，如性能卓越、环保可持续、资源丰富，以及面临的挑战，如工艺控制、成本管理、市场竞争等。
最后，文章展望了新型无机非金属材料应用研究的未来发展趋势，包括绿色环保材料、多功能复合材料和数字化技术的应用，为耐火材料工程提供了更广阔的发展前景。
这一研究将为提高高温环境下工程设备的性能和可靠性提供新的材料解决方案。
关键词：新型无机非金属；耐火材料工程；应用研究引言本文将深入探讨新型无机非金属材料的定义、分类和特性，以及它们在耐火材料领域的应用。
我们将详细分析这些材料在高温保温、耐火砖、耐火浇注料、耐火涂料和封堵材料等领域的具体应用案例。
同时，我们将审视这些材料的优势和挑战，以及未来发展趋势，为读者呈现一个全面的画面，展示新型无机非金属材料如何为耐火材料工程注入新的活力和创新。
一、新型无机非金属材料的概述（一）新型无机非金属材料的定义和特点新型无机非金属材料是指不含金属元素的材料，通常由非金属元素、氧化物、硅酸盐、氮化物、碳化物等构成。
它们的特点包括：1.无金属成分：新型无机非金属材料不包含金属元素，主要由非金属元素或其化合物组成，如氧化硅、氧化铝、碳化硅等。
2.高温稳定性：这些材料具有优异的高温稳定性和耐腐蚀性，能够在极端的高温和化学腐蚀环境下保持稳定性能。
3.硬度和耐磨性：新型无机非金属材料通常具有较高的硬度和耐磨性，适用于高磨损和高负荷的工程应用。
（二）新型无机非金属材料的分类和特性新型无机非金属材料可以根据其化学成分和特性进行分类，主要包括以下几类：1.氧化物材料：如氧化铝、氧化硅等，具有优异的高温稳定性和绝缘性能。
新型无机非金属材料
新型无机非金属材料第一种材料是石墨烯。
石墨烯是由原子薄层构成的碳材料，具有特殊的二维结构。
它的热导率极高，电导率也很高，还具有较高的机械强度和化学稳定性，被广泛应用于电子、能源和材料等领域。
例如，它可以用于制造高效的电池、超级电容器和太阳能电池等能源设备。
第二种材料是陶瓷材料。
陶瓷是一类以无机非金属化合物为主要组分的材料。
它具有优良的耐磨、耐高温和电绝缘性能，被广泛应用于航空航天、化工和医疗等领域。
例如，陶瓷材料可以用于制造高温炉、高压容器和人工关节等。
第三种材料是光学材料。
光学材料是一类能够调控和传播光信号的材料。
它具有优良的透光性、折射率可控性和非线性光学效应等特点，被广泛应用于通信、显示和传感等领域。
例如，光学材料可以用于制造光纤、液晶显示器和激光器等光学器件。
第四种材料是高分子材料。
高分子材料是由无机非金属构成的聚合物材料。
它具有优良的柔韧性、机械强度和导电性能，被广泛应用于塑料、橡胶和纺织品等领域。
例如，高分子材料可以用于制造塑料袋、橡胶密封件和纤维素纤维等。
第五种材料是陶瓷纳米材料。
陶瓷纳米材料是一种由纳米粒子组成的陶瓷材料。
它具有较大的比表面积和较好的化学稳定性，被广泛应用于催化剂、传感器和生物医药等领域。
例如，陶瓷纳米材料可以用于制造汽车尾气催化剂、生物传感器和药物缓释载体等。
综上所述，新型无机非金属材料在科技发展中起着重要的作用。
它们的独特特性使其成为众多行业的重要组成部分，推动了现代社会的进步和发展。
随着科学技术的不断进步，相信新型无机非金属材料将在更多的领域发挥更大的应用潜力。
人教版高中化学第一册必修无机非金属材料
无机非金属材料【教学目标】1．使学生对新型无机非金属材料有大致印象．2．使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用．用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣．3．通过介绍我国材料科学发展的成就，对学生进行爱国主义教育．4．通过社会及科学技术的发展对新型材料的要求，培养学生的社会责任感．【教学重点】新型无机非金属材料的特点、用途和发展【教学难点】培养学生热爱科学的情感【教学方法】实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验【教学用具】录像机、投影仪、图片、高压钠灯、光导纤维玩具．【教学过程】第二课时［引言］上节课，我们学习了几种硅酸盐材料．最初，无机非金属材料主要是硅酸盐材料，所以硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料．这一节课来认识几种新型无机非金属材料．［板书］二、新型无机非金属材料［问］为什么要叫新型无机非金属材料呢？［生］为了与传统无机非金属材料相区别．［问］传统无机非金属材料有什么特点？［生］传统无机非金属材料具有抗腐蚀、耐高温的优点，但也有质脆、经不起热冲击的弱点．［师］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，这使得很多行业的科学家都对它情有独钟，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．为此，科学家们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，那么，新型无机非金属材料与传统的无机非金属材料相比有哪些特性呢?［学生阅读］请同学们阅读教材P152相关内容，总结回答．［板书］新型无机非金属材料的特性(1)能承受高温，强度高(2)具有电学特性(3)具有光学特性(4)具有生物功能［过渡］随着人类社会和科学技术的发展，新型无机非金属材料的应用将越来越广泛，品种也越来越丰富．下面，我们简单介绍其中的两种——高温结构陶瓷和光导纤维．［板书］1．高温结构陶瓷［师］结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料．以往用的最多的结构材料是金属．但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢?请大家阅读课本P153有关内容回答．［生］因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料非常合适；而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用．［师］很好，下面我们就以实例来进行说明．［板书］(1)透明陶瓷［师］看了这个标题，大家也许会觉得奇怪，因为我们平常见的都是不透明的陶瓷呀!如缸、碗、碟等．这透明的陶瓷，真的有吗?［展示高压钠灯］看．这是高压钠灯，其灯管就是由透明的氧化铝陶瓷做的．［板书］氧化铝陶瓷［师］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，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发展改进，才得以实际应用．［问］为什么从知道钠蒸气放电到高压钠灯的使用经过了二十几个年头呢?请大家看下面资料，结合课文，分析思考并回答．［投影展示］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．［生］甲：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．乙：钠属于碱金属元素，性质很活泼，腐蚀性强，因此很难找到合适的灯管材料．丙：氧化铝材料陶瓷能承受高温，又耐腐蚀，那么，是不是氧化铝陶瓷发明得晚，或者说科学家们正是为了解决这个问题才开始研究氧化铝陶瓷的呢?……［师］大家的推理很合逻辑，而且确实是以上原因，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，它是1957年诞生的，它可以通过95%的光线．［师］氧化铝陶瓷除了用作高压钠灯的灯管外，还有许多其他用途，请大家阅读有关内容，并填写下表．［投影展示］氧化铝陶瓷［师］透明氧化铝陶瓷所用原料及工艺要比其他氧化铝陶瓷高，有关氧化铝更多的知识，大家课后可参考课本资料内容．［过渡］假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶，在汽车零件不坏的情况下，最怕遇到的问题是什么?［生］是缺水．［问］汽车行驶时，为什么经常要加水?［生］是为了散热，因为汽车的发动机多是由金属制作，它们在高温时容易损坏，必须用水来冷却．［师］很正确．这样当汽车行驶在沙漠里时，若无足够的水，就很容易使发动机损坏而抛锚，那么，有没有更好的办法来解决这个问题呢?此时，陶瓷发动机可以帮我们解决后顾之忧．［板书］(2)陶瓷发动机［师］可用于制造发动机的陶瓷有氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷．我们主要介绍一下氮化硅陶瓷．［板书］氮化硅陶瓷［师］既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点，请大家预测氮化硅的性质．［生］应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀．［师］预言是否正确呢?请大家阅读课本P153验证并总结氮化硅陶瓷的特点和用途．［生］氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损、抗腐蚀、抗氧化、能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以用来制柴油机．［师］总结得很好．那么用氮化硅陶瓷制作的发动机，与传统发动机相比，有什么优越性呢?请大家看以下资料：［投影展示］陶瓷发动机的优点a．陶瓷的耐热性好，可以提高发动机的工作温度，从而使发动机效率大大提高，可比目前作为其制造材料的镍基耐热合金的发动机效率提高30%左右．b．工作温度高，可使燃料充分燃烧，排出废气中的污染成分大大减少．这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染．c．陶瓷的热传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，可节省能源．d．陶瓷具有较高的高温强度和热稳定性，这可延长发动机的使用寿命．［师］用陶瓷制造燃气轮机，不但有利于提高工作温度、降低燃料的消耗，而且陶瓷原料供应丰富，不存在资源紧缺问题．用陶瓷代替镍基、钴基等耐热合金，成本可降低到原来的1/30．我国在“七五”期间(1986～1990年)，有数十个单位在国家科委的组织下，协同攻关，研制成一系列陶瓷发动机的关键零部件，并装配成发动机．不仅顺利通过了台架试验，而且在大型公共汽车上完成了上海与北京间的往返装车路试，使我国成为世界上少数几个有能力进行陶瓷发动机装车路试的国家之一．这种由陶瓷部件装配的发动机，燃油效率高，无需水冷却系统，特别适用于沙漠地区等恶劣环境．该机已进入西北沙漠地区进行性能考核．我国科学家还将研制工作温度更高的陶瓷燃气轮机，他们正在为攻克陶瓷发动机难关而不懈地努力着．另外，氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷因为硬度高(其硬度仅仅次于金刚石)而可作刀具适合于切削难加工的金属材料，且耐热性和化学稳定性均大大高于金刚石．新型结构陶瓷除上述所介绍的之外，还有很多品种，如碳化硼陶瓷、氧化锆陶瓷、钠米陶瓷等等，它们广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航事业等方面．［过渡］下面，我们来介绍另一类新型无机非金属材料——光导纤维．［板书］2．光导纤维［师］光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝．如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常说的光缆．［演示］光导纤维玩具传递光的现象．［师］光导纤维是用石英玻璃制造的，制作时需要较高的技术，它传导光的能力非常强．如1000米长的单模光纤，重量只有27克，传送波长为1.55微米的激光时，每传播1000米，光能的损耗不到0.2分贝．若利用光缆通讯，能同时传输大量信息．［板书］(1)光导纤维在通讯技术中的应用那么，光纤通信较之普通电缆通信有哪些优点呢?请大家阅读课本P153有关内容，进行回答．［生］光纤通信的优点有：a．信息容量大，一条光缆通路可同时容纳10亿人通话，也可同时传送多套电视节目．b．光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听．c．光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便．［师］除上述优点外，光纤通信还有损耗低，适合远距离信息传输等优势．其实，目前的光纤通信还不是真正的光通信，那么，什么是真正的光通信呢?请大家看下列资料．［投影展示］真正的光通信时代目前的光纤通信，是把声音或图象通过电话机或电视摄像机变成电信号，再通过光调制机对激光光源进行调制，把电信号变成光信号，由光导纤维传送到接收端，接收端的激光接收机通过光电转换器，把光信号还原成电信号，进入电话机或电视机，重现发送的声音或图象．未来的光纤通信，可以不用电信号，而是将声音或图象直接转换成光信号用光纤进行传输，电只是作为能源加以使用．到那时电话、电报、电视等电通信方式将变成“光话”、“光报”、“光视”等光通信方式，人类将进入一个无限美好的真正的光通信时代［过渡］光导纤维不但是通信技术中的重要材料，还是医生的得力助手．［板书］(2)光导纤维在医学上的应用［师］目前在医学领域，普遍使用着一种连接着许多光纤的胃镜，光纤胃镜的光源是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦．在光导纤维的一头装着精致小巧的微型镜头，可将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示在屏幕上．光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位．这种“手术”不用切开皮肤和切割肌肉组织，而且切割部位准确，手术效果好．除此以外，光导纤维还可用于信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面．［小结］以上我们所讲述的，只不过是新型无机非金属材料中的点滴，在此领域中，还有许许多多的已知和未知等待我们去了解和发掘．目前，科学家们对材料的研究已由宏观进入微观．人类智慧的力量是伟大的，希望你们现在能好好学习，并在将来能有机会在材料研究的天空里大显身手，为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献!［布置作业］结合本节课的内容，写一篇有关“化学与社会”的小论文．●板书设计第三节无机非金属材料(第二课时)二、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(2)具有电学特性(3)具有光学特性(4)具有生物功能1．高温结构陶瓷(1)透明陶瓷氧化铝陶瓷(2)陶瓷发动机氮化硅陶瓷2．光导纤维(1)光导纤维在通讯技术中的应用(2)光导纤维在医学上的应用●教学说明本节课是介绍新型无机非金属材料的，由于其是现代科学技术，虽然发展迅速，但学生对这方面的知识却了解不多．因此，要使学生真正感受到高科技产品就在身边，并真正地体会到科学技术的力量，这就需要老师多介绍有关知识，并尽量让学生参与，以提高学生思维的积极性，也希望能让学生明白这样一个道理，即：知识的力量是无穷的，从而激发他们崇尚科学、热爱科学的情感，并最终投身到科学技术的伟大事业中去．本节课所介绍的新型无机非金属材料的内容，教师可根据课堂时间及学生的具体情况进行取舍．另外，备课资料中也主要介绍了有关材料这方面的内容，可供教师在授课时进行选择．●综合能力训练题1．下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是( )A．半导体材料砷化镓B．吸氢材料镧镍合金C．透明陶瓷材料硒化锌D．超导材料K30C60解析：透明陶瓷材料硒化锌是由主族元素硒和副族元素锌组成．答案：C2．与普通玻璃相比具有相同组成的是( )A．钢化玻璃B．光学仪器玻璃C．石英玻璃D．有色玻璃解析：钢化玻璃是把普通玻璃放入电炉里加热变软后急剧冷却，就好像钢淬火一样，所以叫做钢化玻璃，但它和普通玻璃成分相同．光学玻璃是制玻璃的原料中，多加了氧化铅．有色玻璃是在生产玻璃的原料中掺入某些金属氧化物，使之均匀地分散在玻璃态的物质中．比如加入CO2O3制得蓝色钴玻璃．石英玻璃的主要成分是二氧化硅．答案：A3．下列说法中不正确的是( )A．新型无机非金属材料具有光学特性、具有生物功能、具有电学特性，能承受高温，强度高B．高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点C．光导纤维作为通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很方便D．光导纤维除用于通讯外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面答案：C4．想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出1个与它们同类的物质( )A．光导纤维B．有机玻璃C．人造纤维D．砖瓦解析：无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料，传统无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，如：玻璃、水泥、陶瓷，其中砖瓦是陶瓷中的一种．答案：D5．下列物质中，属于新型无机非金属材料的是( )A．钢化玻璃B．碳化硼玻璃C．光导纤维D．硼酸盐玻璃解析：新型无机高分子材料的品种较多：如高温结构陶瓷和光导纤维等，其中如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等属于高温结构陶瓷．答案：BC6．人造骨是一种新型的无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质结构，这是利用了这类材料的________特性．人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子而形成新骨，可在骨骼界面产生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼的牢固结合．人造骨植入人体内需要吸收人体中________形成新骨．A．Ca2＋B．Cl-C．Na＋D．PO-34解析：新型无机非金属材料具有：耐高温特性、电学特性、光学特性和生物特性．人造骨是利用了生物特性，根据人造骨和天然骨的性质和结构，根据人骨的主要成分是Ca3(PO4)2，所以从人体中吸收Ca2＋和PO-34答案：生物学AD。
新型无机非金属材料
新型无机非金属材料新型无机非金属材料是指一类不含金属元素的材料，通常由非金属元素或化合物组成。
这些材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电、能源、环境保护等领域。
本文将介绍几种常见的新型无机非金属材料及其应用。
1. 碳纳米管碳纳米管是由碳原子以特定的结构排列而成的纳米级管状结构材料。
它具有极高的强度和导电性能，被广泛应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。
碳纳米管还具有良好的导热性能，可用于制备高性能的导热材料。
2. 石墨烯石墨烯是一种由碳原子以二维晶格排列而成的材料，具有极高的导电性和导热性，同时具有优异的机械性能。
石墨烯被广泛应用于电子器件、柔性显示器、传感器等领域，同时也被用于制备高强度的复合材料。
3. 二氧化硅纳米颗粒二氧化硅纳米颗粒是一种由二氧化硅组成的纳米级颗粒材料，具有较大的比表面积和优异的光学性能。
它被广泛应用于光学涂料、生物传感器、纳米药物载体等领域，同时也被用于制备高性能的隔热材料。
4. 氧化锌纳米颗粒氧化锌纳米颗粒是一种由氧化锌组成的纳米级颗粒材料，具有优异的光电性能和光催化性能。
它被广泛应用于太阳能电池、光催化材料、柔性电子器件等领域，同时也被用于制备高性能的抗菌材料。
5. 硼氮化物硼氮化物是一种由硼和氮元素组成的化合物材料，具有极高的硬度和热导率，同时具有优异的化学稳定性。
硼氮化物被广泛应用于超硬刀具、高温陶瓷、热导材料等领域，同时也被用于制备高性能的电子器件。
总的来说，新型无机非金属材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电、能源、环境保护等领域。
随着纳米技术和材料科学的发展，新型无机非金属材料的研究和应用将会得到进一步的推动，为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。
无机非金属材料
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。
(完整word版)无机非金属材料工程概论
第二篇无机非金属材料工程基础第三章无机非金属材料工程概论本章内容及要求1.本章共三节，教授课时2学时，通过本章学习，要掌握无机非金属材料生产工艺过程的共性和特性。
3。
1 概述3。
2 无机非金属材料生产工艺过程的共性3。
3 不同类型无机非金属材料生产过程的特性2.重点是无机非金属材料生产工艺过程的共性。
3.要求：①掌握无机非金属材料生产工艺过程的共性；②掌握几种典型无机非金属材料生产工艺过程的特性；③了解无机非金属材料的分类和发展简史。
具体内容第一节概述一、无机非金属材料定义与分类无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials）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、硫酸盐、碳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。
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。
与有机高分子材料和金属材料并列的三大类型材料之一。
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、高键强度赋于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。
无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异,因此，分类方法较多，但还没有一个统一而完善的分类方法。
可以按无机非金属材料所含化学成分和矿物组成分类、按材料性能（功能）分类、按材料用途分类、按材料内部结构和生产工艺特点分类等,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与冶金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我们的生活密切相关,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）、碳素材料等也都属于传统的无机非金属材料。
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新型无机非金属材料课题：教学重点：的特点。
教学过程：引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。
而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。
材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。
人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。
设问：提出问题，让学生讨论。
1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）板书：第三节新型无机非金属材料材料包括很多种，可以把它们分类：投影：一、材料的分类和特点：1．材料可分为：无机非金属材料传统无机非金属材料如：水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料如：高温结构陶瓷、光导纤维金属材料如：fe、cu、al、合金等。
高分子材料如：聚乙烯、聚氯乙烯讲解：今天，我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。
请看课本中的有关内容，可以讨论，交流，也可以起来发言。
注意总结出要点。
交流并及时小结：1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。
2．新型无机非金属材料有哪些特性？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。
板书：二、新型无机非金属材料简介新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等。
今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
板书： (一)、高温结构陶瓷1．氧化铝陶瓷展示：高压钠灯。
外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
展示：坩埚、高温炉管。
让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。
可以看书、交流。
讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管2．氮化硅陶瓷展示：陶瓷柴油机的图片。
说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
板书：（二）、光导纤维展示：光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。
当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。
还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
播放：光导纤维的视频。
学生概括：光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。
教师小结：对比光纤光缆和普通电缆。
光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。
而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。
而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。
而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 000元左右。
而普通光缆每km 200 000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射……课题：教学重点：的特点。
教学过程：引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。
而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。
材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。
人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。
设问：提出问题，让学生讨论。
1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）板书：第三节新型无机非金属材料材料包括很多种，可以把它们分类：投影：一、材料的分类和特点：1．材料可分为：无机非金属材料传统无机非金属材料如：水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料如：高温结构陶瓷、光导纤维金属材料如：fe、cu、al、合金等。
高分子材料如：聚乙烯、聚氯乙烯讲解：今天，我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。
请看课本中的有关内容，可以讨论，交流，也可以起来发言。
注意总结出要点。
交流并及时小结：1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。
2．新型无机非金属材料有哪些特性？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。
板书：二、新型无机非金属材料简介新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等。
今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
板书： (一)、高温结构陶瓷1．氧化铝陶瓷展示：高压钠灯。
外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
展示：坩埚、高温炉管。
让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。
可以看书、交流。
讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管2．氮化硅陶瓷展示：陶瓷柴油机的图片。
说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
板书：（二）、光导纤维展示：光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。
当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。
还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
播放：光导纤维的视频。
学生概括：光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。
教师小结：对比光纤光缆和普通电缆。
光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。
而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。
而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。
而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 000元左右。
而普通光缆每km 200 000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射……课题：教学重点：的特点。
教学过程：引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。
而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。
材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。
人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。
设问：提出问题，让学生讨论。
1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）板书：第三节新型无机非金属材料材料包括很多种，可以把它们分类：投影：一、材料的分类和特点：1．材料可分为：无机非金属材料传统无机非金属材料如：水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料如：高温结构陶瓷、光导纤维金属材料如：fe、cu、al、合金等。
高分子材料如：聚乙烯、聚氯乙烯讲解：今天，我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。
请看课本中的有关内容，可以讨论，交流，也可以起来发言。
注意总结出要点。
交流并及时小结：1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点？优点：抗腐蚀、耐高温；缺点：质脆、经不起热冲击。
2．新型无机非金属材料有哪些特性？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。
板书：二、新型无机非金属材料简介新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等。
今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
板书： (一)、高温结构陶瓷1．氧化铝陶瓷展示：高压钠灯。
外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
展示：坩埚、高温炉管。
让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。
可以看书、交流。
讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管2．氮化硅陶瓷展示：陶瓷柴油机的图片。
说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
板书：（二）、光导纤维展示：光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。
当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。
还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
播放：光导纤维的视频。
学生概括：光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。
教师小结：对比光纤光缆和普通电缆。
光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。
而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。
而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。
而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 000元左右。
而普通光缆每km 200 000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射……课题：教学重点：的特点。
教学过程：引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。
而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。
材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。
人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。
设问：提出问题，让学生讨论。
1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）板书：第三节新型无机非金属材料材料包括很多种，可以把它们分类：投影：一、材料的分类和特点：1．材料可分为：无机非金属材料传统无机非金属材料如：水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料如：高温结构陶瓷、光导纤维金属材料如：fe、cu、al、合金等。