《无机非金属材料》 导学案

《无机非金属材料》导学案
一、学习目标
1、了解无机非金属材料的定义、分类和特点。

2、掌握常见无机非金属材料的性能、用途和制备方法。

3、认识无机非金属材料在现代科技和生活中的重要应用。

二、学习重点
1、陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料的组成、性能和用途。

2、新型无机非金属材料如半导体材料、光导纤维等的特点和应用。

三、学习难点
1、无机非金属材料的结构与性能之间的关系。

2、新型无机非金属材料的制备原理和应用前景。

四、知识梳理
（一）无机非金属材料的定义和分类
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。

2、分类：
传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等。

新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料、磁性材料、生物材料、光导纤维等。

（二）传统无机非金属材料
1、陶瓷
组成：陶瓷是由黏土等天然原料经过粉碎、成型、高温烧结而成，主要成分是硅酸盐。

性能：硬度高、耐高温、耐腐蚀、绝缘性好。

用途：制作餐具、工艺品、建筑材料、电器绝缘部件等。

2、玻璃
组成：普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅。

性能：透明、坚硬、易碎、具有一定的化学稳定性。

用途：制作窗户、镜子、器皿、光学仪器等。

3、水泥
组成：水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等。

性能：具有水硬性，即在水中能硬化。

用途：建筑行业中用于制作混凝土、砂浆等。

（三）新型无机非金属材料
1、半导体材料
定义：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。

常见半导体材料：硅、锗、砷化镓等。

用途：制造集成电路、晶体管、太阳能电池等。

2、光导纤维
组成：主要成分是二氧化硅。

性能：能够传导光信号，具有抗干扰性强、保密性好、通信容量大等优点。

用途：通信领域中的光缆、医疗领域中的内窥镜等。

3、高温结构陶瓷
种类：氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。

性能：耐高温、硬度大、耐磨损、抗氧化等。

用途：航空航天、汽车发动机、机械制造等领域。

（四）无机非金属材料的结构与性能
1、结构：无机非金属材料的结构通常包括晶体结构和非晶体结构。

晶体结构具有规则的原子排列，非晶体结构则没有明显的周期性。

2、性能：材料的性能取决于其结构。

例如，晶体结构的完整性会
影响材料的强度和导电性；非晶体结构的无序性会影响材料的光学性能。

五、典型例题
例 1：下列关于陶瓷的说法错误的是（）
A 陶瓷是由黏土等天然原料制成的
B 陶瓷的主要成分是硅酸盐
C 陶瓷具有良好的导电性
D 陶瓷具有耐高温、耐腐蚀等性能
解析：陶瓷是由黏土等天然原料经过高温烧结而成，主要成分是硅
酸盐，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性好等性能，不具有良好的导电性。

答案选 C。

例 2：光导纤维的主要成分是（）
A 硅
B 二氧化硅
C 硅酸钠
D 硅酸钙
解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅。

答案选 B。

六、课堂练习
1、下列材料中属于无机非金属材料的是（）
A 塑料
B 铝合金
C 玻璃
D 合成橡胶
2、水泥的主要性能是（）
A 抗腐蚀性
B 水硬性
C 耐高温性
D 绝缘性
3、制造集成电路通常使用的半导体材料是（）
A 硅
B 锗
C 砷化镓
D 碳
七、课后作业
1、查阅资料，了解一种新型无机非金属材料的性能和应用，并写一篇短文进行介绍。

2、比较传统无机非金属材料和新型无机非金属材料在性能和用途上的差异。

八、拓展阅读
推荐阅读《材料科学基础》《无机材料物理性能》等相关书籍，深入了解无机非金属材料的相关知识。