无机非金属材料复习资料
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↑。
无机非金属材料学总复习
烧结范围：软化温度与烧结温度之差(2分)。
触变性：黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，（1分）黏度会降低而流动性增加，静止后逐渐恢复原状。
（1分）粉体团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接形成的由多个颗粒形成的较大的颗粒团簇的现象。
粒度分布：粉体中不同粒度区间的颗粒含量。
实心注浆：泥浆中的水分被模型吸收，注件在两模之间形成，没有多余泥浆排出的一种注浆方法。
空心注浆：是将泥浆注入模型，当注件达到要求的厚度时排出多余的泥浆而形成空心注件的方法。
（2分）釉下装饰：在生坯或素坯上加彩后，施以透明釉经高温1200）一次烧成的装饰方法。
釉上装饰：在烧成后的制品上进行彩饰加工的方法。
（1分）通过彩绘、贴花等方法加彩后，进行低温烧成（750-850℃），获得丰富多采的效果。
（1分）熔块釉一般来说，凡烧成温度有较大幅度降低（如降低幅度在80～100℃以上者）且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。
快速烧成指的是产品性能无变化，而烧成时间大量缩短的烧成方法。
由高岭石分解物形成的粒状或鳞片状莫来石成为一次莫来石。
由长石熔体形成的针状莫来石称为二次莫来石。
相界：不同成分晶粒间的交界处或不同相间的交界处称为相界面。
晶界：结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处，称为晶界（晶粒间界或粒界）。
（2分）黏土：是自然界中硅酸盐岩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壮矿物（1分），是多种微细矿物和杂质的混合体（1分）。
坯釉适应性坯釉适应性是指熔融性能良好的釉熔液，冷却后与坯体紧密结合成完美的整体，不开裂也不剥落的能力。
（1）釉的膨胀系釉与坯的膨胀行为是决定两者之间能否良好固着的因素。
如果釉的膨胀系数大于坯的膨胀系数，则在冷却过程中，釉层收缩比坯层大，釉中便保留下永久张应力。
釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数，釉中便保留下永久压应力。
要使坯釉适应性好则须使釉中保持压应力。
无机非金属材料复习
第一章原料1.重点粘土的定义和成因粘土是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。
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、二次粘土风化残积型——一次粘土成因：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（也称为残留粘土或原生粘土）；粘土的产地不同，其成分也有较大波动。
代表：我国南方的高岭土大多属于此类，如：江西星子高岭、景德镇大州高岭、龙岩高岭、广东飞天燕等粘土矿。
沉积型——二次粘土成因：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（也称为沉积粘土或次生粘土）。
代表：漳州黑泥、山西紫木节等粘土矿。
特点：杂质多，塑性好，干燥强度大，收缩大。
按成因分：原生粘土（一次粘土）次生粘土（二次粘土）两者区别：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高岭土结构特点化学通式：Ａl2Ｏ3 ·2ＳiＯ2·2Ｈ2Ｏ理论组成：Ａl2Ｏ339.5%，ＳiＯ2 6.54% Ｈ2Ｏ13.96%晶系：三斜晶系，细分散的晶体，外形呈片状、粒状、杆状，假六方片状。
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。
离子吸附与置换：晶格内部离子很少置换，在破裂时，边缘上有断键电荷不平衡时，才吸附其它阳离子［OH-］中的H+可被Ｋ+或Na+取代。
蒙脱石类（叶腊石）外观：微晶高岭石，胶岭石。
白色，灰白色，因含不同杂质呈黄、浅红、蓝至绿色。
化学通式：Ａl2O3·4ＳiO2·nＨ2O（蒙脱石n>2，叶蜡石n=1）晶系：单斜晶系，结晶程度差，颗粒极细小，属胶体微粒，故晶体轮廓不清。
无机非金属材料复习大纲与答案
复习大纲
一、概念题
1.无机非金属材料
2.熔块釉
3.生料釉
4.二次烧成
5.开始烧结温度
6.示性矿物组成
7.耐火度
8.触变性
9.混凝土.
10.水泥
二、简答题
1. 简述釉的组成（按其在釉中所起的作用）。
2. 在陶瓷生产中对坯料质量有哪些基本要求？
3. 简述真空练泥的作用。
4. 简述耐火材料的使用性质。
5. 简述陈化的作用。
6. 玻璃退火和淬火的目的是什么？各包括几个阶段？
7. 粘土矿物的按照成因分类。
8. 坯料的类型有哪些？
9. 玻璃的通性是什么？
10. 石英在陶瓷生产中发挥的主要作用。
三、问答题
1.试述坯—釉中间层对坯釉适应性的影响。
2.试述陶瓷工业用二氧化硅原料主要结晶矿物—石英随温度变化发生晶型转化的情况。
3.试述我国传统细瓷生产的主要原料—瓷石的主要成分及其作用。
4.试述玻璃的两大结构学说，并比较两者的不同。
5.试述粘土在陶瓷生产中的主要作用。
6.试述轻质耐火材料的优缺点，并列举至少三个生产轻质耐火材料的方法。
7.试述陶瓷三大原料之一的长石的化学式、结构式及作用。
8.试述提高坯料可塑性的措施。
9.试述陶瓷配料的主要依据。
10.试述釉料配方常用的助熔剂并给出使用注意事项。
四、计算题
实验式的计算方法。
无机非金属材料复习
1、掌握硅酸盐晶体结构、熔体结构及无机非金属材料的性能。
答：（1）、在晶体结构上，其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键（2）、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性（3）、具有宽广的导电性、导热性、透光性（4）、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性2、了解玻璃原料，掌握玻璃原料的选择，玻璃组成的设计及确定。
答：主要原料：1.引入SiO2的原料：硅砂、砂岩2.引入Al2O3的原料：长石、高岭土3.引入Na2O的原料：纯碱、芒硝4.引入CaO的原料：石灰石、方解石5.引入MgO的原料：白云石6.引入B2O3的原料：硼酸、硼砂7.引入BaO的原料：硫酸钡、碳酸钡8.引入其它成分的原料：ZnO（ZnO粉、菱锌矿）PbO（铅丹、密陀僧）辅助原料：1.澄清剂氧化砷和氧化锑硫酸盐：硫酸钠氟化物2.着色剂离子着色剂胶体着色剂化合物着色剂3.脱色剂4.氧化剂和还原剂5.乳浊剂6.其它原料⏹碎玻璃⏹钽铌尾矿⏹珍珠岩⏹天然碱原料的选择与加工：1.选择原料的原则：⏹组成合格而稳定：化学（矿物）组成、粒度组成、含水量⏹易于加工处理⏹工艺性能合适⏹价廉而供应稳妥⏹不易扬尘而无害1.设计玻璃组成的原则满足预定的性能要求。
使形成玻璃析晶的倾向小。
能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。
原料易于获得，所设计玻璃成本低。
2.设计与确定玻璃组成的步骤列出设计玻璃的性能要求。
拟定玻璃的组成。
实验、测试、确定组成。
3、了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。
答：熔制过程分为五个阶段：1、硅酸盐形成2、玻璃形成3、澄清4、均化5、冷却物理过程：1.配合料加热 2.配合料脱水 3.各个组分熔化 4.晶相转化 5.个别组分的挥发。
化学过程：1.固相反应 2.各种盐分解 3.水化物分解 4.结晶水分解5.硅酸盐形成与相互作用。
物理化学过程：1.共熔体的生成 2.固态熔解、液态互熔 3.玻璃液、炉气、气泡间的相互作用4.玻璃液与耐火材料间的作用。
无机非金属材料期末考试复习资料
无机非金属材料期末考试复习资料无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和硼酸盐等物质组成的材料。
黏土：由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成的混合体塑性指数：粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价。
触变性：物体（如涂料）受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加或受到剪切时，稠度变大，停止剪切时，稠度又变小的性质耐火度：指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。
平衡水分：煤在规定温度与规定相对湿度相平衡时的水分。
自由水分：自由水分也称重力水分，存在于各种大孔隙中，其运动受重力场控制。
自由水分是最容易被脱除的水分烧结：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度胶凝材料：能将散粒材料或块状材料粘结成整体并具有一定强度的材料称胶凝材料水泥：凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中继续硬化，并能将砂、石等材料胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥和易性：新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。
水灰比：指混凝土中水的用量与水泥的比值砂率：是混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。
单位用水量：配制混凝土拌合物所需的加水量。
混凝土强度：代表值是混凝土试块经过标准养护28天后的检查强度。
**耐久性：是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。
玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
肧釉适应性：熔融性能良好的釉熔体，冷却后与坯体紧密结合成完美的整体，釉面不致龟裂和剥脱的特性。
熔融温度：二（1）原料处理1.简述无机非金属材料的共性与个性共性：1.原料都是来自储量丰富的天然非金属矿物2.粉料的制备及运输3.热处理4.成型5.干燥个性：P（粉体制备过程）H（热处理过程）F（成型过程）1.胶凝材料（水泥）2.玻璃PHF 陶瓷PFH2.黏土的矿物组成有哪些黏土的矿物组成主要是含水铝硅酸盐。
无机非金属材料复习提纲
无机非金属材料复习提纲一、无机非金属材料的分类1.氧化物：包括氧化钙、氧化铝、氧化钛等；2.硅酸盐：如石英、长石、云母等；3.碳酸盐：如方解石、大理石、白云石等；4.硫酸盐：如石膏、明矾等；5.硼酸盐：如硼酸、硼砂等；6.磷酸盐：如磷灰石、三聚磷酸钠等；7.卤化物：包括氯化钠、溴化镁、碘化钾等。
二、无机非金属材料的特性1.物理特性：无机非金属材料通常具有高熔点、高硬度、高电阻率等特性，可以耐高温、有较好的绝缘性能等；2.化学特性：无机非金属材料通常具有良好的稳定性，能抵抗酸、碱等腐蚀；3.光学特性：无机非金属材料对光的吸收、透射和反射有着独特的特性，可以应用在光电子学、光纤通信等领域；4.热特性：无机非金属材料具有较低的热传导性能，可以应用于绝缘材料、隔热材料等领域；5.机械特性：无机非金属材料通常具有高硬度、高强度等特性，可以应用在磨料、陶瓷等领域。
三、无机非金属材料的应用领域1.陶瓷工业：无机非金属材料在制作陶瓷材料中有广泛应用，包括陶瓷器皿、建筑瓷砖、陶瓷电子元件等；2.玻璃工业：无机非金属材料在制作各种玻璃产品中有重要地位，包括玻璃器皿、玻璃窗、光学玻璃等；3.电子工业：无机非金属材料在电子元件、电子陶瓷、电池等产品中有广泛应用；4.建筑工业：无机非金属材料在建筑材料中具有重要地位，包括石、砖、水泥等；5.化工工业：无机非金属材料在制作化学原料、化学试剂等领域有广泛应用。
四、无机非金属材料的制备方法1.熔融法：利用高温将材料熔化，并通过凝固制备成型材料；2.溶液法：将物质溶解于溶剂中，通过溶剂的挥发或其他方法制备材料；3.凝胶法：通过溶胶-凝胶转变的方法制备材料；4.沉淀法：通过溶液中的化学反应生成沉淀而制备材料；5.气相法：通过气相反应或化学气相沉积制备材料。
五、无机非金属材料的发展趋势1.多功能化：无机非金属材料将向多功能方向发展，不仅具有传统的功能，还具备新的功能，如光学、化学传感等；2.纳米化：无机非金属材料将越来越倾向于纳米尺寸，以实现更好的性能；3.绿色环保：无机非金属材料的制备方法将越来越注重环境保护和可持续发展，减少对环境的污染和资源的浪费；4.应用拓展：无机非金属材料将向更广泛的应用领域发展，如能源领域、生物医学领域等。
无机非金属材料复习资料
太原理工大学复习资料（你懂的）水泥的分类按其用途和性能分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。
水泥加入适量水后可形成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂石等材料牢固的胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。
硅酸盐水泥熟料由主要含氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得到以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝材料物质称为硅酸盐水泥熟料，简称熟料。
硅酸盐水泥熟料的化学组成氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁。
硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁相固溶体（铝酸四钙）、少量游离氧化钙、方镁石、含碱矿物和玻璃体。
溶剂矿物在水泥熟料煅烧过程中，铝酸三钙和铁铝酸四钙以及氧化镁、碱等在1250到1280℃会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称溶剂矿物。
硅酸三钙是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。
硅酸三钙凝结时间正常，水化较快，放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大。
28天强度可达1年强度的70-80％，其28天强度和1年强度在四种矿物中均最高。
但硅酸三钙的水化热较高，抗水性较差。
硅酸二钙水化反应较慢，28天仅水化20％左右，凝结硬化缓慢，早期强度较低，但后期强度增长率较高，在一年以后可赶上阿利特，贝利特的水化热较小，抗水性较好。
中间相填充在阿利特和贝利特之间的物质统称中间相铝酸三钙水化迅速，放热多，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝、硬化快，强度3d内就发挥出来，但绝对值不高，以后几乎不增长，甚至倒缩，干缩变形大，抗硫酸盐性能差。
硅酸盐水泥中加入适量石膏可以调节水泥的凝结时间和提高水泥强度，但石膏掺量过多，不仅会降低水泥强度，还会产生水泥安定性不良。
避免闪凝的有效途径之一是加入石膏。
石膏的存在可略加速硅酸三钙和硅酸二钙的水化，并有一部分硫酸盐进入C-S-H凝胶；石膏的存在改变了铝酸三钙的反应历程，使之形成钙矾石；石膏也可与铁铝酸四钙作用生成三硫型水化硫铝（铁）酸钙固溶体。
无机非金属材料复习提纲
1.什么是无机非金属材料：由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、等原料和〔或〕氧化物、氮化物、碳化物等原料经一定的工艺制备而成的材料，是除金属材料、高分子材料以外所有材料的总称，与广义的陶瓷材料有等同的含义。
陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料2.无机非金属材料构造中，主要含有离子键、共价键和既含离子键又含共价键的混合价键。
离子键：由正、负离子依靠静电库仑力而产生的键合无方向性无饱和性共价键：原子之间通过共用电子对或通过电子云有饱和性有方向性3．NaCl型构造：阴、阳离子以离子键结合，为离子晶体。
Cl-按立方最严密堆积方式堆积，Na＋充填于全部八面体空隙中，八面体之间共棱〔共用两个顶点〕连接，阴、阳离子配位数均为6。
4．CsCl型构造.：立方晶系，Z＝1，立方原始格子，Cl-处于立方原始格子的八个角顶上，Cs＋位于立方体中心〔立方体空隙〕， Cl-和Cs+的均为8。
CsBr、CsI、NH4Cl等5．CaF2〔萤石〕型构造：Ca2+作立方严密堆积，F-充填于全部四面体空隙，八面体空隙全部空着，因此在八个F-之间存在有较大的空洞，为F-的扩散提供条件。
BaF2、PbF2等6．硅酸盐表示法：氧化物方法：即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧化物，其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2。
例如，钾长石的化学式写为 K2O·Al2O3·6SiO2；无机络盐表示法：把构成硅酸盐晶体的所有离子按照一定比例和顺序全部写出来，再把相关的络阴离子用 [ ]括起来。
先是1价、2价的金属离子，其次是Al3+和Si4+，最后是O2-或OH—。
如钾长石为 K[AlSi3O8]。
7．硅酸盐构造根本特点：〔1〕构成硅酸盐晶体的根本构造单元[SiO4]四面体。
Si-O-Si键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。
〔2〕[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。
无机非金属材料 复习资料
玻璃共性（必考）：1 各向同性玻璃太无知因其致电排列的不规则和宏观的均匀性，所以，在任何方向上都具有相同的性质 2 介稳性玻璃态物质比相应的晶态物质含较大的内能，它不是处于能量最低的稳定状态，二十处于介稳状态 3 固态和熔融态间转化的架变形和可塑性当熔体向固态玻璃转化时，是在较宽的温度范围内完成的，随温度下降熔体年度剧增，最后形成固态玻璃，不会有新的晶相出现 4 性质随成分变化的连续性和渐变性。
综上，玻璃的物理化学性质除了随成分变化外，很大程度取决于它的热历史。
玻璃的结构学说（无规则网络学说与晶子学说）：异同点：（必考）无规则网络学说着重于玻璃的结构的无序、连续、均匀和统计学；晶子学说则强调玻璃结构的微不均匀性和有序性。
无规则网络学说将离子配位方式和相应的晶体比较指出了近程范围离子堆积的有序性。
晶子学说也注意到了晶子之间中间过渡层在玻璃中的作用。
两者比较一致的看法是，玻璃具有近程有序，远程无序的结构特点。
无规则网络学说（查哈里阿生）四个条件：1 阳离子的配位数要小为3-4 2一个氧离子不能与多于2个阳离子相连 3 氧多面体之间只能共角，不能共边或共面 4 每个氧多面体必须最少有三个角与另一个多面体共有分类：网络形成体网络外体和网络中间体着色方式：离子着色，金属胶体粒子着色，化合物着色脱色方式：化学脱色，物理脱色无机非金属材料研究内容：组成、合成、性质和效能（是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命估计等）特点：1比金属的晶体机构复杂2没有自由电子3具有比金属键和纯共价键稳定的离子键和混合键4结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子高5硬度高，抗化学腐蚀能力强6绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属强7一般比金属的导热性低8光化学性能优良，制成薄膜时大多是透明的8在大多数情况下观察不到变形结构的定义：是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。
微观结构：是指高分辨电子显微镜所能分辨的结构范围，结构组成单元主要是原子、分子、离子或原子团等质点。
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①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、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580C的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备-坯料的成型-坯料的干燥-制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相好处：降低烧结温度，促进烧结6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。
无机非金属材料复习资料(必考点摘抄)
无机非金属材料复习资料1. 自蔓延高温合成（P53） 自蔓延高温合成是利用金属与硅、硼、碳、氮等互相作用的强烈放热效应，不采用外部加热源，而利用元素内部潜在的化学能源将原始粉末在几秒到几十秒的极短时间内转化成化合物或致密烧结体。
优点：不需要高温炉，过程简单，几乎不消耗电能，制得的产品纯净，能获得复杂相和亚稳相等。
缺点：不易获得高密度材料，不易严格控制制品性能，所用原料往往易燃及有毒，存在一定的安全隐患。
2. 陶瓷的组成（P54） ①晶相：晶相是陶瓷的主要组成成分，一般数量较大，对性能的影响也较大。
它的结构、数量、形态和分布，决定了陶瓷的主要特点和应用。
包括主晶相和次晶相（硅酸盐、氧化物和非氧化物）。
②玻璃相：陶瓷中玻璃相的作用：a.将晶粒粘结起来，填充晶相之间的空隙，提高材料的致密度。
b.降低烧成温度，加速烧结过程。
c.阻止晶体转变，抑制晶体长大d.获得一定程度的玻璃特性，如透光性及光泽等。
③气相：气相是指陶瓷组织内部残留下来而未排除的气体，通常以气孔形式出现。
根据气孔情况，可将陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。
3. 陶瓷的性能（P55） ⑴ 力学性能 ① 刚度：陶瓷的弹性模量是各类材料中最高的。
② 硬度：陶瓷的硬度也是各类材料中最高的，硬度随温度的升高而降低，但在高 温下仍有较高的数值。
③ 强度：陶瓷的强度高，但是没有理论值高。
其原因：一是组织中存在着晶界，二是陶瓷的实际强度受致密度、杂质和各种缺陷的影响很大。
抗拉强度很低，抗弯强度较高，抗压强度则非常高。
④ 塑性：陶瓷的塑性极差，且随温度变化小，高温强度高 ⑤ 韧性或脆性：韧性极低或脆性很高。
⑵ 热学性能 ① 热膨胀：键强度高的材料其热膨胀系数很低，对于氧离子紧密堆积结构的氧化物，一般线膨胀系数较大。
② 导热性：比金属的导热性差，为较好的绝热材料。
③ 热稳定性：比金属的热稳定性低得多。
⑶其他性能 ① 导电性 良好的绝缘体，也有离子导体、半导体材料，导电性较差。
高一无机非金属材料知识点
高一无机非金属材料知识点无机非金属材料是指由非金属元素组成的材料，在化学中占据重要地位。
它们具有多种性质和广泛的应用领域。
本文将介绍高一无机非金属材料的相关知识点。
一、无机非金属材料的分类根据无机非金属材料的结构和性质，可以将其分为以下几类：1. 陶瓷材料：陶瓷材料是由金属和非金属元素形成的化合物，具有高温稳定性、耐磨损和良好的电绝缘性能。
常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦等。
2. 玻璃材料：玻璃材料主要由硅酸盐类化合物形成，具有透明、硬度高、不导电等特点。
常见的玻璃材料有玻璃器皿、建筑玻璃等。
3. 聚合物材料：聚合物材料是由大量的有机高分子化合物构成，具有轻质、耐腐蚀和良好的绝缘性能。
常见的聚合物材料包括塑料、橡胶等。
4. 硅酸盐材料：硅酸盐材料是以硅酸盐为主要成分，具有高温稳定性、耐磨损和良好的电绝缘性能。
常见的硅酸盐材料有陶瓷、水泥等。
二、无机非金属材料的性质与应用1. 硬度：无机非金属材料常具有较高的硬度，使它们适用于制作耐磨损的工具和材料。
例如，陶瓷刀具和砖瓦在建筑和工业领域中得到广泛应用。
2. 导电性：无机非金属材料通常是电绝缘体或半导体，使其在电子技术和绝缘材料方面具有重要应用。
例如，玻璃纤维用于电子元件的绝缘层，聚合物材料用于电线绝缘。
3. 耐高温性：由于无机非金属材料的高熔点和热稳定性，它们在高温环境下表现出良好的性能。
例如，耐火陶瓷用于高温窑炉和航空航天领域。
4. 制备工艺：无机非金属材料的制备方法多样，可以通过烧结、熔融、溶胶-凝胶法等方式进行。
这种多样性为其在不同行业中的应用提供了便利。
三、无机非金属材料的环境影响与可持续发展无机非金属材料的生产和应用对环境有一定的影响，例如陶瓷和玻璃的生产需要大量的能源和资源。
为了实现可持续发展，需要采取一系列措施，例如提高材料利用率、发展绿色制备技术和推广回收利用。
结语：无机非金属材料作为重要的化学材料，对人类社会的发展做出了重要贡献。
通过深入了解无机非金属材料的分类、性质和应用，我们可以更好地利用这些材料来满足人们的需求，同时注重环境保护和可持续发展。
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。
工程师考试复习(无机非金属材料)
工程师考试复习（无机非金属材料）第一部分：基础知识无机非金属材料的定义？无机非金属材料是广义上的包括陶瓷、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。
无机非金属材料是相对于金属材料而言的。
金属材料一般是金属键原子相互作用；无机非金属一般是共价键和离子键原子共同作用的结果。
非金属材料的原子组织结构要比金属材料复杂的多。
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。
无机非金属材料的分类？新型无机非金属材料与传统无机非金属材料节新型无机非金属材料材料包括很多种，可以把它们分类：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、聚氯乙烯新型无机非金属材料特性；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。
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）等等什么是胶凝材料？胶凝材料如何分类？胶凝材料在建筑材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能从浆体变成坚固的石状体，并能将其他固体物料胶结成整体而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。
胶凝材料分类根据化学组成的不同，胶凝材料可分为无机与有机两大类。
石灰、石膏、水泥等工地上俗称为“灰”的建筑材料属于无机胶凝材料；而沥青、天然或合成树脂等属于有机胶凝材料。
无机胶凝材料按其硬化条件的不同又可分为气硬性和水硬性两类。
1、水硬性胶凝材料和水成浆后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化、保持和继续发展其强度的称水硬性胶凝材料。
这类材料通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。
无机非金属复习资料
陶瓷的烧结过程：可分为初期、中期、后期三个阶段。
烧结初期只能使成形体中颗粒重排，空隙变形和缩小，但总表面积没有减小，并不能最终填满空袭；烧结中、后期则可能排出气体，使孔隙消失，得到充分致密的烧结体。
烧结方法还有热等静压、水热烧结、热挤压烧结、爆炸烧结、等离子体烧结、自蔓延高温烧结等。
自蔓延高温烧结是利用金属与硅、硼、碳、氮等互相作用的强烈放热效应，不利用外部加热源，而利用元素内部潜在的化学能将原始粉末在几秒到几十秒的极短时间内转化成化合物或致密烧结体。
优点：不需要高温炉，过程简单，几乎不消耗电能，制得的产品纯净，能获得复杂相和亚稳相等。
主要缺点：不易获得高密度材料，不易严格控制制品性能，所用原料往往易燃及有毒，存在一定的安全隐患。
陶瓷三相：晶相、玻璃相和气相。
晶相—是陶瓷的主要组成成分，一般数量较大，对性能的影响也较大。
它的结构、数量、形态和分布，决定了陶瓷的主要特点和应用。
又分为主晶相和次晶相；当陶瓷中有数种晶体时，数量最多、作用最大的为主晶相。
玻璃相—陶瓷中玻璃相的作用是：①将晶相颗粒粘结起来，填充晶相之间的空隙，提高材料的致密度；②降低烧结温度，加速烧结过程；③阻止晶体转变，抑制晶体长大；④获得一定程度的玻璃特性，如透光性及光泽等。
玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等是不利的，因此不能成为陶瓷的主导组成部分，一般含量为20%-40%.气相—气相是指陶瓷组织内部残留下来而未排除的气体，通常以气孔形式出现。
根据气孔含量情况，可讲陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。
除多孔陶瓷外，气孔都是不利的，它降低了陶瓷的强度和导热性能，也常常是造成裂纹的根源，所以应尽量减少制品中的气孔含量。
陶瓷的性能1.陶瓷的机械性能1）刚度刚度用弹性模量反映结合键的强度，所以具有强结合力化学键的陶瓷都有很高的弹性模量，陶瓷的弹性模量是各类材料中最高的。
比金属高若干倍，比高聚物高2-4个数量级。
弹性模量对组织（包括晶粒大小和晶体形态等）不敏感，但受气孔率的影响很大，气孔的存在往往会降低材料的弹性模量，温度升高也会是弹性模量降低。
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C3S水化反应水泥水化的化学收缩与胶孔比ASR 与ACR的鉴别方式（LiOH）（1）利用Bingham方程定量描述水泥基材料流变性能时存在的问题：具有不同粘度的材料可能具有相同的屈服应力（图a），而具有不同屈服应力的材料也可能具有相同的粘度。
（a）（b）（2）水泥水化产物：钙矾石碱-硅凝胶水化硅酸钙氢氧化钙（3）熟练掌握平均原子序数计算主要元素的原子序数：H-1；O-8；Na-11；Mg-12；Al-13；Si-14；S-16；K-19 ；Ca-20 ；Fe-26i i Z C Z =∑ Ci 为质量百分数。
钙矾石3CaO·Al 2O 3·3 CaSO 4·32H 2O: 10.77单硫型3CaO·Al 2O 3·CaSO 4·12H 2O:11.66C4AH13: 4CaO·Al 2O 3·13H 2O: 11.113CaO·Al 2O 3·6H 2O: 11.95单碳型C 3A.CaCO 3.11H 2O: 11.54C-S-H: 1.7CaO·SiO 2·4H 2O: 12.08示例：计算C-S-H 的平均原子序数i i Z C Z =∑=（1.7×20×40+14×28+7.7×8×16+8×1×1）/227.2=12.08（4）熟练掌握Powers 理论的应用：水灰比小于0.42时，水泥最大水化程度α=2.386（w/c ）自养护时，水泥最大水化程度α=2.81（w/c ），水灰比小于等于0.36自养护时需要的内引水量：水灰比小于0.36时为0.18（w/c ）水灰比为0.36~0.42时：0.42-（w/c ）化学收缩Vcs=0.2(1-P) α，P=（w/c ）/*(w/c)+(ρw /ρc )]100克水泥完全水化，化学收缩约为6.4ml胶孔体积Vgs=1.52(1-P) α毛细孔体积Vcw=P-1.32(1-P) α水泥达到最大水化程度时，毛细孔体积为零。
（5）1molC3S 水化生成1.3mol 氢氧化钙、1molC2S 水化生成0.3mol 氢氧化钙（6）类Tobermotite 的C-S-H 的钙硅比为0.83（7）AFm 是水泥水化过程中形成的与水化铝酸盐相关的一类特定水化产物的缩写，以下几种AFm 较为常见：羟基型AFm ：C 3A·Ca(OH)2·xH 2O 。
单硫型AFm ：C 3A·CaSO 4·12H 2O 。
单碳型AFm ：C 3A·CaCO 3·11H 2O 。
半碳型AFm ：C 3A·Ca[(OH)0.5(CO 3)0.5]·xH 2O 。
（8）1体积水泥完全水化占据2.06体积空间，胶空比计算公式如下：式中：X pc 为胶空比v c为水泥的比容，即表观密度的倒数（若水泥密度为3.15g/cm3,其比容为0.3175cm3/g）α为水泥水化程度（0~1）w/c为初始水灰比（9）辅助胶凝材料在水化初期的主要作用是微集料效应，后期主要发挥火山灰效应。
（10）保温材料：导热系数小于等于0.2W/m · K（11）建筑围护结构中的一些部位，在室内外温差的作用下，形成热流相对密集、内表面温度较低的区域。
这些部位成为传热较多的桥梁，故称为热桥（thermal bridges）。
热桥往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多、保温性能差得多所致，因而可采用外保温，覆盖住整个外墙面，避免热桥的产生。
（12）薄抹灰外墙外保温系统组成薄抹灰外墙外保温系统基层粘结胶浆保温层抹面砂浆网格布(或热镀锌钢丝网)抹面砂浆饰面层(涂料或面砖)（13）半导体价带和导带之间的能量间隙称为禁带。
单晶硅是间接带隙半导体，其太阳电池必须有一定的材料厚度，以便吸收足够的太阳光，加之单晶硅材料提纯和加工的成本较高，使得硅太阳电池的成本相对较高。
多晶硅薄膜的缺陷包括晶界、位错、点缺陷等。
（14）无机相变材料的储能原理物质从一种状态变到另一种状态的过程被称为相变。
相变时通常会吸收或释放热能，并且物质在相变的过程中温度通常保持恒定，即相变过程是一个伴随有较大能量吸收或释放的等温或近似等温过程。
以Na2SO4·10H2O为例（或其它无机相变材料），随外界条件的不同，会以不同的状态存在。
温度升高时，Na2SO4·10H2O吸热逐步失去结晶水；温度较低时，Na2SO4又转化为Na2SO4·10H2O，并放热。
相变过程中的吸热和放热，可以进行热能的储存和释放、温度的调控，具有热能存储和温度调控功能。
利用某些物质在相变过程中的吸热和放热，可以进行热能的储存和释放、温度的调控，具有热能存储和温度调控功能的物质称为相变材料（Phase Change Materials，简称PCMs）。
利用材料的相变过程来进行能量储存的方式称为潜热储能。
潜热储能材料具有储能密度高，储能、放能过程近似恒温，可以调整、控制工作源或材料同周围环境的温度，也可以减轻能源的供求之间在时间和速度上的不匹配程度。
什么“光催化剂”?催化剂是其本身在反应前后不发生变化，但能有效促进化学反应的一类物质。
因此，当“光”照射时起“催化剂”作用的物质就是“光催化剂”。
请大家想想植物的光合作用。
光合作用是指太阳光作用于二氧化碳和水的反应，最后生成碳水化合物(糖类)和氧气。
但单纯只将二氧化碳和水混合再用光照则该反应不会进行。
植物的叶绿素吸收太阳光，才产生糖类和氧气，并且反应前后叶绿素不发生任何变化。
通过利用叶绿素吸收的光，反应才得以进行。
在这种情况下，“叶绿素”可以被恰如其分地称为“光催化剂”。
在二氧化钛光催化反应中，相当于光合作用中叶绿素的是二氧化钛这种物质。
二氧化钛其实不是什么特别罕见的物质。
白色的涂料和颜料主要由二氧化钛组成。
只是在用于颜料时主要采用了尽可能不与光发生反应的二氧化钛，而在用于光催化时，则反过来使用尽可能提高光反应活性的二氧化钛。
纳米材料热力学上的不稳定性表现在纳米晶粒容易长大和相变两个方面。
根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为：水溶液溶胶-凝胶法和醇盐溶胶-凝胶法。
形成连续置换型固溶体影响因素有：离子半径，离子价，电负性，晶体结构因素。
光致发光指在一定波长光照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程。
仅在激发过程中发射的光为荧光。
在激发停止后还继续发射一定时间的光为磷光。
STM成像的两种模式是恒电流模式和恒高度模式溶胶—凝胶法制备纳米粒子的基本原理。
在常温或近似常温下把金属醇盐溶液加水分解，同时发生缩聚反应制成溶胶，再进一步反应形成凝胶并进而固化，然后经低温热处理而得到无机材料的方法。
由于加热的温度远远低于氧化物的融化温度，所以被称为低温合成法。
也由于利用了加水分解、缩聚等化学反应，所以又可叫做玻璃的化学合成法。
水热法制备纳米粒子并对其进行分类。
水热法是在高压釜里的高温、高压反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解，反应还可进行重结晶。
水热技术具有两个特点，一是其相对低的温度，二是在封闭容器中进行，避免了组分挥发。
主要有以下几种方法：水热结晶法，水热合成法，水热分解法，水热脱水法，水热氧化法，水热还原法和水热沉淀法。
在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？量子尺寸效应使纳米光学材料对某种波长的光吸收带有蓝移现象，纳米粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象，纳米微粒紫外吸收材料就是利用这两个特性。
对紫外吸收好的材料有三种：TiO2纳米粒子的树脂膜、Fe2O3纳米微粒的聚合物膜和纳米Al2O3粉体。
大气中的紫外线在300~400nm波段，在防晒油、化妆品中加入纳米微粒，对这个波段的紫外光线进行强吸收，可减少进入人体的紫外线，起到防晒作用。
解释纳米材料熔点降低现象。
晶体的自由表面和内界面（如晶界、相界等）处原子的排布与晶体内部的完整晶格有很大差异，且界面原子具有较高的自由能。
因此，熔化通常源于具有较高能量的晶体表面或界面。
晶粒尺寸减小，使各种界面增多、表面积增大，熔化的非均匀形性位置增多，从而导致熔化在较低温度下开始，即熔点降低。
纳米粉体的团聚的控制与消除对纳米粉体的粒子团聚问题应从以下几个方面重点加以解决,首先应在纳米粉体的制备过程中尽量避免团聚,如在反应体系中加入适量的表面活性剂、螯合剂以改变静电力大小或加大空间位阻，降低粒子间的引力来抑制粉体的团聚,也可采用超声波、加入分散剂、控制反应速率、改变洗涤方式(如改变水洗或醇洗为二步洗涤) 、低温干燥处理等方法,同时通过加入纳米添加剂,利用掺杂效应来控制团聚,提高材料的性能;其次,在纳米粉体的压制成型过程中通过施加一定压力(临界压力)压碎粉体中的团聚体。
纳米粉体团聚体的分类及形成粒子的团聚一般可分为软团聚体和硬团聚体两种形态。
软团聚主要是由粒子间的静电力和范德华力或因团聚体内液体的存在而引起的毛细管力所致,相互作用力较小;硬团聚的形成除了静电力和范德华力之外,还存在化学键作用以及粒子间液相桥或固相桥的强烈结合作用,这种团聚体相互作用力大,强度高。
分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象。
随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱向短波方向移动，即蓝移。
由于纳米颗粒尺度小，而具有大的表面张力，造成晶格畸变，晶格常数变小，键长缩短，导致纳米微粒的键本征振动频率增大，使光吸收带移向了高波数。
界面效应引起纳米材料的谱线蓝移。
导致纳米材料红移现象的因素与原理导致纳米材料红移的因素有：量子限域效应；粒径减小，内应力增加，导致电子波函数重叠；存在附加能级；外加压力使能隙减小；空位、杂质的存在使平均原子间距增大，导致能级间距变小。
无机化合物中离子半径与形成固溶体关系，晶体中肖特基缺陷浓度与生成能和温度之间关系（结合书上例题进行计算）。
题型：选择题10分，判断题20分，是非题10分，简单题30分（6题任选5题），计算题两题30分。