新型无机非金属材料课件新人教版选修
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新教材人教版高中化学必修第二册 5-3 无机非金属材料 教学课件
玛瑙
化
硅
的
存
在
无定形——硅藻土
第十五页，共二十一页。
二氧化硅的用途
SiO2的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，加上SiO2在自然界的广泛存 在，从古到今都被人类广泛地应用着。
石英坩埚
玻璃仪器
精美瓷器
第十六页，共二十一页。
光导纤维（通信）
拓展
雕刻玻璃
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
实验室不用玻璃瓶盛装氢氟酸！！
新教材人教版高中化学必修第二册 5.3 无机非金属材料 教学课件
科 目：化学 适用版本：新教材人教版 适用范围：【教师教学】
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第三节 无机非金属材料
第一页，共二十一页。
学习目标
1、通过阅读和讨论，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生 产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅 酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。
第十页，共二十一页。
硅的制备
如何制备高纯度的硅？
工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅
⑴SiO2+2C =高=温= Si+2CO ↑ (粗
硅)
高温
若C过量： SiO2+3C == SiC + 2CO ↑
碳化硅(俗名：金刚砂)
⑵Si+3HCl
高温
===
SiHCl3+H2
提纯
高温
⑶SiHCl3+H2 === Si+3HCl （高纯 工业上利用硅焦）炭与SiO2在高温下反应制备粗硅，由此能否说明碳的还原性大于
第十七页，共二十一页。
思考 交流
1、实验室盛NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞不用玻璃塞？
人教版化学选修二3.1《无机非金属材料(第2课时)》ppt课件
2、 能举例说明无机非金属材料的特点。 转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数
值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率 的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的 定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的 频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直 观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个 常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几 方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游 戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的） 随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、
具有特殊结构和特殊功能（性质）的新材料。 包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容
生产原理和产品的主要成分。 识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为统计学的发展提供了
理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本 模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概 率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算 器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机 事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件 出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计 表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定 在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科 书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过
值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率 的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的 定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的 频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直 观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个 常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几 方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游 戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的） 随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、
具有特殊结构和特殊功能（性质）的新材料。 包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容
生产原理和产品的主要成分。 识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为统计学的发展提供了
理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本 模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概 率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算 器（机）模拟估计简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机 事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件 出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计 表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定 在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科 书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过
高中化学—新教材人教版必修第二册 5-3-2 新型无机非金属材料 课件(54张)
光学、热学、电学、磁学 等方面具有
很多新的特性和功能。
(2)碳化硅(如 SiC)俗称 金刚砂 ，其中的碳原子和硅原子通
过 共价键 连接具有类似 金刚石 的结构，硬度 很大 ，可用
作 砂纸和 砂轮 的磨料。碳化硅还具有优异的 高温抗氧化
性能，可作
耐高温结构
材料， 耐高温半导体 材料
等。
2．碳纳米材料 (1)碳纳米材料主要包括 富勒烯、碳纳米管、石墨烯 等，在
第五章
化工生产中的重要非金属元素
第三节 无机非金属材料
第2课时 新型无机非金属材料
课前自主预习 典例题组训练
课堂互动探究 核心素养
课时作业
课前自主预习
一、硅
1．物理性质 晶体硅是有金属光泽的 灰黑 色固体，熔点 高 、硬 度 大 、有脆性。晶体硅的导电性介于 导体 和 绝缘体 之间，是良好的 半导体 材料。
4．石墨烯是只有 一个碳原子直径 厚度的 单层 石 墨 ， 其 独 特 的 结 构 使 其 电 阻 率 低 ， 热 导 率 高 。石墨烯在 光电器件、超级电容器、电池 和
复合材料 等方面的应用研究正在不断深入。
课堂互动探究
硅的制备方法 1．工业制备纯硅的基本流程及方程式：
高温 (1)SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑
1 357 K =====
Si(纯)＋3HCl。②SiHCl3和H2O发生氧化还
原反应生成H2：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3(胶体)＋3HCl↑＋
H2↑。因SiHCl3、H2在O2中都能燃烧，所以混有O2时可能引起
爆炸。(2)SiO2不导电，不可能利用SiO2开发导电材料；芯片的
主要成分是晶体硅；SiO2与CaO在高温下发生反应生成
人教版高中化学必修二课件 第5章 第三节 无机非金属材料(课件)
1.阅读教材,根据高纯硅的制备流程,写出相应的化学方程式。
2.总结单质硅的性质。
(1)物理性质:晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、
硬度大、有脆性;其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体
材料。
(2)化学性质:常温下单质硅的化学性质稳定,除氢氟酸和强碱外,
不与其他物质发生反应。
Si + 4HF
能。
一、硅酸盐材料
阅读教材,查阅资料,归纳常见的硅酸盐材料产品的原料、设备、
主要成分、性能和用途。
一、硅酸盐材料
1.普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻
璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发
生反应的化学方程式吗?
Na2CO3+SiO2
CaCO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、
2.二氧化硅用来生产光导纤维。
四、新型无机非金属材料-新型陶瓷
随着人们对材料性能要求的不断提高,具有特殊功能的陶瓷材料
迅速发展,一系列新型陶瓷相继问世。
阅读教材,归纳常见的新型陶瓷的成分、性能和应用。
五、新型无机非金属材料-碳纳米材料
1.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其中的C60是
第5章 化工生产中的重要非金
属元素
第三节 无机非金属材料
导入一
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,人类使用的材料除了金属
材料,还有无机非金属材料等。
陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料多为硅酸盐材料。
导入二
硅谷曾是美国新兴的高科技产业开发区,现在仍是美国的电子技
术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能
有什么特点?其结构特点是怎样影响硅酸盐的性质的呢?
2.总结单质硅的性质。
(1)物理性质:晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、
硬度大、有脆性;其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体
材料。
(2)化学性质:常温下单质硅的化学性质稳定,除氢氟酸和强碱外,
不与其他物质发生反应。
Si + 4HF
能。
一、硅酸盐材料
阅读教材,查阅资料,归纳常见的硅酸盐材料产品的原料、设备、
主要成分、性能和用途。
一、硅酸盐材料
1.普通玻璃以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻
璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发
生反应的化学方程式吗?
Na2CO3+SiO2
CaCO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑、
2.二氧化硅用来生产光导纤维。
四、新型无机非金属材料-新型陶瓷
随着人们对材料性能要求的不断提高,具有特殊功能的陶瓷材料
迅速发展,一系列新型陶瓷相继问世。
阅读教材,归纳常见的新型陶瓷的成分、性能和应用。
五、新型无机非金属材料-碳纳米材料
1.富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其中的C60是
第5章 化工生产中的重要非金
属元素
第三节 无机非金属材料
导入一
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,人类使用的材料除了金属
材料,还有无机非金属材料等。
陶瓷、玻璃、水泥等传统无机非金属材料多为硅酸盐材料。
导入二
硅谷曾是美国新兴的高科技产业开发区,现在仍是美国的电子技
术研究中心和计算机与半导体工业生产的重要基地。电子工业能
有什么特点?其结构特点是怎样影响硅酸盐的性质的呢?
人教版高中化学必修二5.3.2《新型无机非金属材料》PPT课件
碳纳 米管
石墨片层卷成 的直径纳米级
比表面积大，具 有高的强度和优
生产复合材料、电池
的管状物
良的电学性质 和传感器等
一个碳原子直 电阻率低、热导 应用于光电器件、超
石墨烯 径 厚 度 的 单 层 率 高 、 具 有 很 高 级电容器、电池和复
石墨
的强度
合材料等方面
我国科学家合成的 3 nm 长的管状碳纳米管，长度居世界之首。 这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只 有钢的 1/4)、熔点高，化学稳定性好的特点，因此被称为“超 级纤维”。下列对碳纤维的说法中不正确的是( C ) A．它是制造飞机的理想材料 B．它的主要组成元素是碳元素 C．它的结构与石墨相似 D．碳纤维复合材料耐高温
原子结构 周期表中
示意图
位置
第三周期、 第ⅣA族
注意: 1自然界中不存在游离态的硅 2由于硅处于金属元素和非金属元素过渡的位置 所以硅是良好的半导体材料
化学性质 硅的化学性质不活泼 常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应。 加热情况下，也与一些非金属(Cl2 O2)反应。
1、与氟气反应：
Si+2F2==SiF4 2、与氢氟酸反应：
Si+4HF==SiF4↑+2H2 ↑
3、与强碱溶液反应：
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2 ↑ 4、与氯气反应：
Si+2Cl2=△=SiCl4 5、与氧气反应
Si+O2高=温=SiO2
(3)硅的制备
工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅
高温
SiO2+2C == Si+2CO ↑ (粗硅)
【高中化学】新型无机非金属材料PPT课件
(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
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
1、不要做刺猬，能不与人结仇就不与人结仇，谁也不跟谁一辈子，有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防，而离别多是蓄谋已久，总有一些人会慢慢淡出你的生活，你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么，但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道，心口如一，是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近，可是走下去却很远的，缺少耐心的人永远走不到头。人生，一半是现实，一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁，不必变成那个人，而是用那个人的精神和方法，去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去，一定要放下。学会狠心，学会独立，学会微笑，学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你，称赞你，而是让周围的人都需要你，离不开你。 8、生活本来很不易，不必事事渴求别人的理解和认同，静静的过自己的生活。心若不动，风又奈何。你若不伤，岁月无恙。 9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。 16、在不违背原则的情况下，对别人要宽容，能帮就帮，千万不要把人逼绝了，给人留条后路，懂得从内心欣赏别人，虽然这很多时候很难 。 17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，因为下辈子不一定能够遇见。
人教版高中化学选修二课件3.1《无机非金属材料》(新).pptx
6.主要性能：玻璃态物质，没有固定的 熔点，在一定温度范围内逐渐软化。
玻璃的制造过程
普通玻璃
光学玻璃
石英玻璃
钢化玻璃
光学玻璃
钢化玻璃
2.水泥：
主要原料：黏土和石灰石
辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬 化速度
主要设备：水泥回转窑
生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟 料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐 水泥
的零件。
氮化硅陶瓷（Si3N4）
是灰白色固体，硬 度为9，是最硬的 材料之一。它的导 热性好且膨胀系数 小，可经受低温高 温、骤冷骤热反复 上千次的变化而不 破坏，因此是十分 理想的高温结构材 料。
科技人员发现，如果用耐高温的陶瓷，如氮化硅陶
瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机，其工作温度可 达1300℃～1500℃。 美国军方曾做过一次有趣的实验：在演习场200
C60的超导性
1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出掺钾C60具有 超导性，超导起始温度为18K，打破了有机超导体（Et） 2Cu[N（CN）2]Cl超导起始温度为12.8K的纪录。不久又 制备出Rb3C60的超导体，超导起始温度为29K。表1-1列 出了已合成的各种掺杂C60的超导体和超导起始温度， 说明掺杂C60的超导体已进入高温超导体的行列。我国 在这方面的研究也很有成就，北京大学和中国科学院物 理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60的超导体，超导 起始温度分别为8K和28K。有科学工作者预言，如果掺 杂C240和掺杂C540，有可能合成出具有更高超导起始温度 的超导体。
密度也只有钢的一半左右，这对减小发动机自身 重量也有重要意义。
1、新兴陶瓷材料具有那些优良的性能？
2、碳化硅结构同硅相似，分析其可能的
玻璃的制造过程
普通玻璃
光学玻璃
石英玻璃
钢化玻璃
光学玻璃
钢化玻璃
2.水泥：
主要原料：黏土和石灰石
辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬 化速度
主要设备：水泥回转窑
生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟 料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐 水泥
的零件。
氮化硅陶瓷（Si3N4）
是灰白色固体，硬 度为9，是最硬的 材料之一。它的导 热性好且膨胀系数 小，可经受低温高 温、骤冷骤热反复 上千次的变化而不 破坏，因此是十分 理想的高温结构材 料。
科技人员发现，如果用耐高温的陶瓷，如氮化硅陶
瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机，其工作温度可 达1300℃～1500℃。 美国军方曾做过一次有趣的实验：在演习场200
C60的超导性
1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出掺钾C60具有 超导性，超导起始温度为18K，打破了有机超导体（Et） 2Cu[N（CN）2]Cl超导起始温度为12.8K的纪录。不久又 制备出Rb3C60的超导体，超导起始温度为29K。表1-1列 出了已合成的各种掺杂C60的超导体和超导起始温度， 说明掺杂C60的超导体已进入高温超导体的行列。我国 在这方面的研究也很有成就，北京大学和中国科学院物 理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60的超导体，超导 起始温度分别为8K和28K。有科学工作者预言，如果掺 杂C240和掺杂C540，有可能合成出具有更高超导起始温度 的超导体。
密度也只有钢的一半左右，这对减小发动机自身 重量也有重要意义。
1、新兴陶瓷材料具有那些优良的性能？
2、碳化硅结构同硅相似，分析其可能的
高中人教版化学选修2课件：第三单元 第一节(2) 新型无机非金属材料18张ppt_最新修正版
图1 碳纳米管
结构，第一个碳纳米管由日 本NEC公司的S.Lijima所发
现。
最新修正版
17
碳纳米管应用
碳纳米管由于其磁学、电学性能的改变，其应用领域变宽，比如用 作催化剂或其载体、纳米导线、复合材料、纤维与药物等。
碳纳米管一个令人激动的应用领域就是替代半导体硅制备碳基电子 器件。传统的硅半导体存在发热问题，由于碳纳米管的电子物理性质来 源于几何结构(直径小于0.1nm即发现有量子效应)而不是来自掺杂，故其 热稳定性好，可制得比硅芯片小百倍的器件。碳纳米管器件还可望代替 CRT阴极射线管，解决笔记本电脑、大屏幕电视的显示等问题。
两场报告会都是座无虚席，情景空前热烈。
但是改进后的方法产量还是小，
从1000克石墨只能得到3克C60。 由于制备上的困难，C60价格非常
昂贵，比如粗制煤烟20$/g，富含C60 的煤烟80$/g，含多种球碳的煤烟500
$/g。提纯后C60-C70混合物的价格是 1200$/g，几乎为当年黄金价格的100
“明星分子”的发现
Robert F.Curl教授 （Rice University）
Harold W. Kroto教授 （University of Sussex）
最新修正版
Richard E. Smalley教授 （ Rice University）4
C60的发现历程（一）——意外的发现
（1）Harold W. Kroto的研究领域是星际分子问 题； （2）Richard E. Smalley研究的是各种元素原子 簇的性质；Smalley发明了一台很好的仪器，叫激 光超声波原子束射线测试仪，这台测试仪可以进行 周期表内几乎所有元素的原子束的研究。
图2 C60的二聚物C116
高中化学 3.1.2 新型无机非金属材料课件 新人教版选修
一、含硅元素的新型无机非金属材料
1.碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷的综合比较
碳化硅(SiC)陶瓷 氮化硅(Si3N4)陶瓷
性 硬度高,可耐 2 能 000 ℃的高温,化学 特 性质稳定,耐腐蚀性 点强
主 要 用 途
高温耐蚀部件、研 磨盘、密封环、研 磨介质、防弹板、 航天器的涂层材料 等
是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐 磨损;除氢氟酸外,不与其他无机酸反应, 抗腐蚀能力强,高温时也能抗氧化。而且 它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到 1 000 ℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会 碎裂
(2)特性与用途:熔点高,硬度大,化学性质稳定,在高温时仍可保持
室温时的强度和硬度,可用于制造轴承、汽轮机叶片和发动机受热
面等。
目标导航 预习导引 一 二 三
自主预习 合作探究
新型陶瓷是否是陶瓷? 提示：新型陶瓷材料从化学组成上来看已经不属于传统硅酸盐 陶瓷材料了,只是它们多数也具有一般硅酸盐材料的耐高温、强度 高、耐腐蚀的特性,并且从外观上与传统的硅酸盐陶瓷一样不具有 金属光泽,都属于脆性材料,容易碎裂等。广义上陶瓷是用陶瓷生 产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称,所以新型陶瓷材 料按照陶瓷的广义定义来看仍然属于陶瓷材料。
自主预习 合作探究
讨论金刚石和石墨在生产和生活中的应用,并说明这些应用主要 利用了它们的哪些性质?
提示：金刚石是最硬的天然物质,可作研磨材料;石墨是一种非 常软而滑腻的物质,可作润滑材料。金刚石是电的绝缘体,不易导 热;而石墨则是电导体,导热性好,常作电极材料。
自主预习 合作探究
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
3Si+2N2
Si3N4
也可用化学气相沉积法,在氢气保护下,使
新人教版 化学 必修第二册第五章第三节无机非金属材料课件
（4）应用
光导纤维
水晶、玛瑙饰品
化学仪器
硅酸H2SiO3
高中化学唯一难溶性酸，酸性比碳酸还弱
硅酸
聚合
硅酸凝胶
干燥脱水
硅酸干凝胶
“硅胶”
硅胶的用途： 食品、药品的干燥剂 催化剂的载体
3.新型陶瓷
SiC(金刚砂) 陶瓷
结构 碳原子和硅原子通过共价键连接
硬度大 砂纸和砂轮பைடு நூலகம்磨料
性能
耐高温结构材料
高温抗氧化 耐高温半导体材料
1．保存NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 有粘性
2．SiO2既能与HF酸反应又能和NaOH反应，所以它是两性 氧化物？ 错。因为SiO2＋4HF＝SiF4 ↑＋2H2O，生成的SiF4 不属于盐。
二、二新.新型型无无机机非非金金属属材材料 料
SiO2+Na2CO3 SiO2+CaCO3
Na2SiO3+CO2↑ CaSiO3+CO2↑
主要成分
Na2SiO3 CaSiO3
SiO2
玻璃无固定的熔沸点。
2. 玻璃
应用
生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、还可制造玻璃 纤维用于高强度符合材料等。
用含铅的原料制 造的光学玻璃
加入一些金属氧化物或盐可以 得到彩色玻璃，常用于建筑和 装饰
新人教版 化学 必修第二册
第三节 无机非金属材料
硅酸盐材料 新型无机非金属材料
材料的分类
材料 （按化学组成 和特性来分）
金属单质 金属材料
合金
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
高分子材料： 塑料、合成橡胶、合成纤维
光导纤维
水晶、玛瑙饰品
化学仪器
硅酸H2SiO3
高中化学唯一难溶性酸，酸性比碳酸还弱
硅酸
聚合
硅酸凝胶
干燥脱水
硅酸干凝胶
“硅胶”
硅胶的用途： 食品、药品的干燥剂 催化剂的载体
3.新型陶瓷
SiC(金刚砂) 陶瓷
结构 碳原子和硅原子通过共价键连接
硬度大 砂纸和砂轮பைடு நூலகம்磨料
性能
耐高温结构材料
高温抗氧化 耐高温半导体材料
1．保存NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？ SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 有粘性
2．SiO2既能与HF酸反应又能和NaOH反应，所以它是两性 氧化物？ 错。因为SiO2＋4HF＝SiF4 ↑＋2H2O，生成的SiF4 不属于盐。
二、二新.新型型无无机机非非金金属属材材料 料
SiO2+Na2CO3 SiO2+CaCO3
Na2SiO3+CO2↑ CaSiO3+CO2↑
主要成分
Na2SiO3 CaSiO3
SiO2
玻璃无固定的熔沸点。
2. 玻璃
应用
生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、还可制造玻璃 纤维用于高强度符合材料等。
用含铅的原料制 造的光学玻璃
加入一些金属氧化物或盐可以 得到彩色玻璃，常用于建筑和 装饰
新人教版 化学 必修第二册
第三节 无机非金属材料
硅酸盐材料 新型无机非金属材料
材料的分类
材料 （按化学组成 和特性来分）
金属单质 金属材料
合金
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
高分子材料： 塑料、合成橡胶、合成纤维
高中化学人教版选修二课件：第三单元 课题1 无机非金属材料(36张PPT)
[剖析典例· 探技法]
[例2] 下列对材料的特性及用途的叙述不 正确的是 ( ． )
A．氧化铝陶瓷具有两性，因此可用来制造人造牙齿 B．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造柴油机部件 C．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料 D．人造金刚石硬度高，可用于制机非金属材料为题材着重考查
[剖析典例· 探技法]
[例1] 下列有关传统硅酸盐材料的说法不 正确的是 ． ( ) A．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石 B．玻璃加热熔化时有固定的熔点 C．生产陶瓷的原料主要为硅酸盐 D．玻璃的成分中含有SiO2，不能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放 烧碱
[名师解析] 生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱， 生成水泥的主要原料是石灰石和黏土，生产陶瓷的主要原料是黏 土，黏土的主要成分是Al2O3· 2SiO2· 2H2O，为硅酸盐。玻璃不是晶 体，在熔化时没有固定的熔点。SiO2能与NaOH反应生成 Na2SiO3，使瓶塞与瓶口粘在一起。 [答案]
1．新型陶瓷 (1)碳化硅(SiC)：又称金刚砂，结构与 金刚石 相似，硬度 大、耐高温，可作航天器的涂层材料。工业上制备碳化硅的化
>1 900 ℃ 学方程式为 SiO2＋3C=========SiC＋2CO↑ 。
(2)氮化硅熔点 高、硬度大 、化学性质 稳定 ，它的制造方 法有多种，可以将高纯硅与纯氮气混合，在1 300 ℃条件下反
决定 决定 (2)石墨、金刚石和C60的比较(结构 性质 用途)： 反映 反映
物质
金刚石
石墨
C60
正四面体、空间网 同一平面成正六边 笼状结构，形 晶体 状的原子晶体，键 形结构，层间以范 似足球，分子 结构 与键之间夹角为 德华力相结合 晶体 109°28′ 熔点和沸点较高， 熔点很高，质软， 主要 易与金属掺杂 硬度大，难溶于溶 有滑腻感，是电的 性质 形成超导体 剂，不能导电 良导体 主要 钻具、装饰品 用途 润滑剂、电极、铅 润滑剂，耐热 笔芯、耐火材料 防火材料
3.1无机非金属材料1课件人教选修2
料诞生新科技
一、新型陶瓷的应用
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 韧性陶瓷 航天飞机的“陶瓷外衣” 压电陶瓷 防核护目镜 透光陶瓷（制造灯具） 生物陶瓷 军事工业
新型无机非金属材料
没有特殊的新型材
料，“神州号”宇 宙
飞船就无法遨游太
空
新型无机非金属材料
压电陶瓷 磁性材料 导体陶瓷 电子打火器、铝钛酸铅系材料 阿尔法质谱仪 钠、锂、氧的离子导体、碳化硅 等
金刚石
石墨粉
足球烯(C60)
作业： 通过各种途径查阅有 关新型无机非金属材料的 知识，写一篇科普小论文 题目：未来的材料。
• 1 性质稳定
• 2 抗腐蚀耐高温 • 3 质脆 • 4 经不起热冲击
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 :高温结构材料与金属材 料的性能有什么不同?
高温结构材料与金属材料的性 能比较：
高温结构材料:耐高温、耐腐蚀、 硬度大、耐 磨损、不怕氧 化。 金属材料：易受腐蚀、不耐氧化、 不适合高温时使用
材料的发展和定义
材料指为人类社会 所需要并能用于制 造有用器物的物质。
材料是人类必不可 少的物质基础人类 使用材料和制造材 料有很悠久的历史
材 料
无机 非金属 材料
金属材料 高分子材料
传统无机 非金属材料
新型无机 非金属材料
学习提纲 一、高温结构陶瓷
二、现代信息基础材料－硅 三、金刚石、石墨和C60—新材
(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
第九章--新型无机非金属材料PPT课件
晶内：气孔、孪晶界、层错、位错等 a、 气孔率对强度的影响 强度随气孔率的增加近似按指数规律下降。 Ryskewitsch公式：σ=σ0exp(-αP) P—气孔率，σ0—P=0时的强度，α—常数，在4～7之间。 当P=10%时，σ下降到σ0的一半。硬瓷P=3%, 陶器 P=10%～15%。 ∴为获得高强度，应制备接近理论密度的无气孔陶瓷材料。
Va——原子体积或分子体积。
Va
E与kTm/Va之间成线性关系。
Tm↑，E↑ 氧化物<氮化物<硼化物<碳化物
陶瓷的弹性模量数据
温度对弹性模量的影响
弹性模量与kTm/Va之间的关系
（4）E与致密度的关系 随气孔率增加，E急剧下降。 即致密度提高，E提高。
E=EOexp(-BP) P——气孔率
气孔率对Al2O3陶瓷弹性模量的影响
自增韧陶瓷：烧结或热处理使其内部自生出 增韧相。
外加第二相增韧：纤维、晶粒、颗粒
9.1.4.1 相变韧化
（1）ZrO2同素异构转变及相变韧化的概念
ZrO2同素异构转变： 液相（L）→立方相（c）→正方相（t）→单斜相（m） 其中t→m转变时将产生3%～5%的体积膨胀，属M相变。 相变韧化：将ZrO2的t→m相变Ms点稳定到比室温稍低， 而Md(形变M点)点比室温高，使其在承载时由应力诱发产生 t→m相变，由于相变产生的体积效应和形状效应而吸收大量的 能量，从而表现异常高的韧性。
（2）温度对强度的影响
陶瓷的最大特点：高温强度比金属高得多。有三区： A区：T < 0.5 Tm，无塑变，σf基本保持不变； B区：T > 0.5 Tm，有塑变，σf随T上升明显降低； C区：T继续升高，二维滑移系开动，有交滑移产生，松 弛了应力集中，σf随T升高而上升。
Va——原子体积或分子体积。
Va
E与kTm/Va之间成线性关系。
Tm↑，E↑ 氧化物<氮化物<硼化物<碳化物
陶瓷的弹性模量数据
温度对弹性模量的影响
弹性模量与kTm/Va之间的关系
（4）E与致密度的关系 随气孔率增加，E急剧下降。 即致密度提高，E提高。
E=EOexp(-BP) P——气孔率
气孔率对Al2O3陶瓷弹性模量的影响
自增韧陶瓷：烧结或热处理使其内部自生出 增韧相。
外加第二相增韧：纤维、晶粒、颗粒
9.1.4.1 相变韧化
（1）ZrO2同素异构转变及相变韧化的概念
ZrO2同素异构转变： 液相（L）→立方相（c）→正方相（t）→单斜相（m） 其中t→m转变时将产生3%～5%的体积膨胀，属M相变。 相变韧化：将ZrO2的t→m相变Ms点稳定到比室温稍低， 而Md(形变M点)点比室温高，使其在承载时由应力诱发产生 t→m相变，由于相变产生的体积效应和形状效应而吸收大量的 能量，从而表现异常高的韧性。
（2）温度对强度的影响
陶瓷的最大特点：高温强度比金属高得多。有三区： A区：T < 0.5 Tm，无塑变，σf基本保持不变； B区：T > 0.5 Tm，有塑变，σf随T上升明显降低； C区：T继续升高，二维滑移系开动，有交滑移产生，松 弛了应力集中，σf随T升高而上升。
新型无机非金属材料PPT课件 人教课标版
刚 但是，由于天然金刚石非常少，远远不能满 石 足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金 钻 刚石同素异形体结构的研究，指出了在一定条件 头 下使石墨转化为金刚石的可能性。
1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这 金
是材料合成领域的一项重大成就。
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
(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
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 和生物工程等许多高新技术领域。
祝你进步
•
15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
•
16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
•
17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
•
18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
•
19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
•
20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。
1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这 金
是材料合成领域的一项重大成就。
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
(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
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 和生物工程等许多高新技术领域。
祝你进步
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15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
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16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
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17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
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18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
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19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
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20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。