新型无机非金属材料PPT课件

没有半导体材料，便不可能有目前的计算机技术；
没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有今天的
宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代的
光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能
像今20天20年这10月样2日 丰富多彩。
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(1)按化学组成和特性分
传统无机非金属材料
无机非金属材料 金属材料
新型无机非金属材料
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。
红宝石和蓝宝石及人造宝石
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2、功能材料——光导纤维（光纤）
1870年，英国科学家丁达尔做了一个有趣的 实验：让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流 出，以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面 射入水中。丁达尔发现，细光束不是穿出这股水 流射向空气，而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传 播。这是光的全反射造成的结果。
金刚石是目前已知的最硬的材料，可以用来
切削和刻划其他物质，被用于钻探、磨削等行业。 金
但是，由于天然金刚石非常少，远远不能满 刚
足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金 石
刚石同素异形体结构的研究，指出了在一定条件 钻
下使石墨转化为金刚石的可能性。
头
1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这
是材料合成领域的一项重大成就。
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氧化铝陶瓷制品
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氧化锆陶瓷
第七章硅和硅酸盐工业
第三节 新型无机非金属材料
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一、什么是无机非金属材料？
1、材料 2、材料的几种分类
3、生活中无机非金属材料
4、新型无机非金属材料的特征
二、几种典型的新型无机非金属材料
1、结构材料——高温结构陶瓷
2、功能材料——光导纤维（光纤）
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金刚石
展望
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金
刚
目前，世界上用石墨合成金刚石的研究发展 石
很快，我国在这方面的研究也在飞速发展，许多 锯
城市都建有人造金刚石的工厂和研究所，以满足 片
生产发展的需要。
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展望21世纪，材料科学的前景是美好的：
1.光电转换材料，分解水的催化材料和储氢材料等能 源材料将实现高效化；
2.集多种功能于一身的复合材料可使我们的生活质量 得到进一步改善（如“白色污染”将被消除）；
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是 人类进步的一个重要里程碑。
例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时
代都是以材料作为时代主要标志的。一种新型材料的 研制成功，可以引起人类文化和生活的新的变化。
石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分子
（如塑料等）、单晶材料等的发明，为人类进步提供 重要的物质基础。
高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维
(2)按用途分
结构材料： 利用材料的力学和理、化性质， 广泛应用于机械制造、工程建设、 交通运输等各个工业部门
功能材料：利用材料的热、光、电、磁等性
能用于电子、激光、通讯、能源
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和生物工程等许多高新技术领域。 4
3、生活中的无机非金属材料
⑴玻璃、水泥、陶瓷
制造发动机部位的受热面，提高柴油机的质量， 节省燃料（不用水冷却，减少热散失）。 沙漠车
(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、
氧化锆陶瓷 碳化硅陶瓷
(4)人造宝石(请看下页)
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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。
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1、结构材料——高温结构陶瓷
高温结构材料与金属材料的性能比较 耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。
易受腐蚀、不耐氧化、不适合高温时使用
(1)氧化铝陶瓷
高纯氧化铝透明陶瓷管
性能 熔点高
用 途 氧化铝陶瓷制品 坩埚、高温炉管
硬度大
刚玉球磨机
透明、耐高温
高压钠灯灯管
备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由
于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400℃）强烈腐蚀的特 殊材202料0年1，0月2所日 以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。7
(2)氮化硅陶瓷
氮化硅基陶瓷具有密度小、高强、高硬、高韧 性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、 隔热、电绝缘等一系列优良性能。
Si3N4基陶瓷球轴承
氮化硅陶瓷部件
⑵石英钟表
⑶手表上的“19钻”(人造红宝石轴承的数目)
⑷玻璃刀
⑸金刚石钻头
⑹彩电（荧光材料）
⑺煤气炉中的电子打火 (压电陶瓷)
⑻海底电缆（光导纤维）
⑼电脑的CPU（单晶硅）
⑽隐形飞机（特殊光学材料）
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4、新型无机非金属材料的特征
（1）耐高温、强度高 （2）具有电学性质 （3）具有光学性质 （4）具有生物功能
(1)是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基 (石2)光纤光缆与普通电缆比较(见下页)
(3)光导纤维的用途： 光纤除了可以用于退通讯外，还用于医疗、信息
处理2020、年10传月2日能传像、遥测遥控、照明等许多方面。 10
光纤光缆
普通电缆
信息量大,每根光纤理论上可同时通 8管同轴电缆每
过10亿路电话
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现 代 通 信 用 光 缆
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光 学 纤 维 胃 镜
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用光导纤维 做手术，不 用开刀
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人 造 金 刚 石 锯 片
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金刚石钻头
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金刚石
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3.高温超导材料进入实用阶段；
4.智能材料和机敏材料将得到广泛应用；
5、纳米材料将在治疗癌症、存储信息等领域大显神 通……
社会需要材料,材料离不开化学。
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2020年S10月i23日N4基陶瓷球轴承
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2020年高10月纯2日氧化铝透明陶瓷管
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条通话1800路
原料来源广(石英玻璃),节约有色金属 资源较少
质量小,每公里27 g,不怕腐蚀,铺设方 便
成本低,每公里1万元左右
每公里1.6 t 每公里20万元
性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃 听,不发生电辐射
现代通信用光缆 光学纤维胃镜
用20光20年导10月纤2日 维做手术，不用开刀
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金刚石