你知道哪些无机非金属材料
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普通无机非金属材料的生产是采用天然 矿石作原料 。
经过粉碎、配料、混合等工序，成型（陶瓷、 耐火材料等）或不成型（水泥、玻璃等）， 在高温下煅烧成多晶态（水泥、陶瓷等）或 非晶态（玻璃、铸石等），再经过进一步的 加工如粉磨(水泥)、上釉彩饰（陶瓷）、成 型后退火(玻璃、铸石等)，得到粉状或块状 的制品。
翡翠
锆英石
红宝石
黄玉
新型无机材料
20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性 能和用途的材料 。
主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、 非晶态材料(noncrystal material〉、人
工晶体〈artificial crystal〉、 无机涂层(inorganic coating)、 无机纤维(inorganic fibre等)。
硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技 术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅 材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅 的电地工艺己近成熟，主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅 电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结 构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡 太阳能系统研究所保持着世界领先水平。
特种无机非金属材料的原料多采用 高纯、微细的人工粉料。单晶体材 料用焰融、提拉、水溶液、气相及 高压合成等方法制造。
多晶体材料用热压铸、等静压、轧 膜、流延、喷射或蒸镀等方法成型 后再煅烧，或用热压、高温等静压 等烧结工艺，或用水热合成、超高 压合成或熔体晶化等方法制造粉状、 块状或薄膜状的制品。
应用范围：主
要应用于各类 花岗岩、大理 石矿山的开采。 与传统开采方 式相比，具有 节能、高效、 安全、可靠、 出材率高、劳 动强度低、无 噪音粉尘等环 境污染、开采 成本低等优点。
石墨烯+六方氮化硼=新晶体管
超硬材料
耐火度高 于1580℃ 的无机非 金属材料。
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 熔倒的温度。耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。 中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐 火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、 能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、 新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性 能的耐火材料得到了应用。
无机非金属材料学
课程类型：专业选修课 学时数：40学时 学习方式：开放式 考试方式：闭卷考试
无机非金属材料学
什么是材料？ 什么是无机非金属材料？ 你知道哪些无机非金属材料？ 现在的无机非金属材料的发展特征？
传统的无极非金属材料
1.水泥和其他胶凝材料硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石 膏等；
无机非金属材料的定义
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、玻璃、水泥、耐火材料、 搪瓷、磨料以及新型无机材料等。
应用的领域
耐高温、耐磨损等结构材料领域， 以及电容器、压电器件、超导、 新型光源、光电转换、集成电路 基片、信息存储等功能材料领域。
非晶态材料用高温熔融、熔体凝固、 喷涂、拉丝或喷吹等方法制成块状、 薄膜或纤维状的制品。
无机非金属材料发展趋势
向多功能化、复合化、智能化和生 态平衡化以及 低成本、高可靠性方 向加速发展。
在结构材料方面，向着高韧性、高比强、 高耐磨、抗腐蚀 、耐高温的方向发展；
在功能材料方面，主要研究具有更优异 功能特性的有关单晶、多晶、 非晶态及 纳米材料，并向高效能、高可靠、高灵 敏和多功能、智能化、功能集成化的方 向发 展。
α-Al2O3、部分稳定二氧化锆和锆刚玉熟料等材料 为原料，经过混炼、成型、干燥，在梭式窑内
高温烧制而成。
硅
硅光电子学（Silicon Photonics）利用标准硅实现计 算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。 此项技术也可以应用于对带宽需求高的远程医 疗和3D虚拟世界等未来数据密集型计算领域。
②各种物理效应和微观现象
例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热 －电、压电材料的力－电、气敏材料的 气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对 物理和化学参数间的功能转换特性。
③不同性质的材料经复合而构成复 合材料
例如：金属陶瓷、高温无机涂层， 以及用无机纤维、晶须等增强的材 料。
无机非金属材料的生产工艺
刚石等
迷人的C
钻石 金刚石 石墨 活性炭 碳纳米管 石墨烯
超硬材料
用途：用于切割高硬度花岗岩、大理石等 石材。 特点：切割锋利，使用寿命长，切缝小切 屑少，噪音低，切割面光洁，设备节能。
超硬材料
立方结构的氮化硼（cubic boron nitride），分子 式为BN,其晶体结构类似金刚石,硬度略低于金刚石
2.陶瓷粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等； 3.耐火材料硅质、硅酸铝质、，玻璃硅酸盐 ； 4.铸石 辉绿岩、玄武岩、铸石等； 5. 研磨材料：氧化硅、氧化铝、碳化硅等； 6.多孔材料：硅藻土、.沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等 ； 7.碳素材料：石墨、焦炭和各种碳素制品等； 8.非金属矿：粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金
需要的知识 需要的资料
无机化学 物理化学 结构化学 分析化学
无机非金属材料类 固体化学类 材料化学类
热弯玻璃
Leabharlann Baidu
防弹玻璃
陶瓷
耐热的透明陶瓷
光导纤维
无机非金属材料的地位
无机非金属材料是国家建设和人民 生活中不可缺少的重要物质基础。
无机非金属材料的特点
高温氧化物等的高温抗氧化特性； 氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性； 铁氧体的磁学性质； 光导纤维的光传输性质; 金刚石、立方氮化硼的超硬性质; 导体材料的导电性质； 快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。
经过粉碎、配料、混合等工序，成型（陶瓷、 耐火材料等）或不成型（水泥、玻璃等）， 在高温下煅烧成多晶态（水泥、陶瓷等）或 非晶态（玻璃、铸石等），再经过进一步的 加工如粉磨(水泥)、上釉彩饰（陶瓷）、成 型后退火(玻璃、铸石等)，得到粉状或块状 的制品。
翡翠
锆英石
红宝石
黄玉
新型无机材料
20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性 能和用途的材料 。
主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、 非晶态材料(noncrystal material〉、人
工晶体〈artificial crystal〉、 无机涂层(inorganic coating)、 无机纤维(inorganic fibre等)。
硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技 术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅 材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅 的电地工艺己近成熟，主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅 电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结 构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡 太阳能系统研究所保持着世界领先水平。
特种无机非金属材料的原料多采用 高纯、微细的人工粉料。单晶体材 料用焰融、提拉、水溶液、气相及 高压合成等方法制造。
多晶体材料用热压铸、等静压、轧 膜、流延、喷射或蒸镀等方法成型 后再煅烧，或用热压、高温等静压 等烧结工艺，或用水热合成、超高 压合成或熔体晶化等方法制造粉状、 块状或薄膜状的制品。
应用范围：主
要应用于各类 花岗岩、大理 石矿山的开采。 与传统开采方 式相比，具有 节能、高效、 安全、可靠、 出材率高、劳 动强度低、无 噪音粉尘等环 境污染、开采 成本低等优点。
石墨烯+六方氮化硼=新晶体管
超硬材料
耐火度高 于1580℃ 的无机非 金属材料。
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 熔倒的温度。耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。 中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐 火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、 能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、 新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性 能的耐火材料得到了应用。
无机非金属材料学
课程类型：专业选修课 学时数：40学时 学习方式：开放式 考试方式：闭卷考试
无机非金属材料学
什么是材料？ 什么是无机非金属材料？ 你知道哪些无机非金属材料？ 现在的无机非金属材料的发展特征？
传统的无极非金属材料
1.水泥和其他胶凝材料硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石 膏等；
无机非金属材料的定义
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、玻璃、水泥、耐火材料、 搪瓷、磨料以及新型无机材料等。
应用的领域
耐高温、耐磨损等结构材料领域， 以及电容器、压电器件、超导、 新型光源、光电转换、集成电路 基片、信息存储等功能材料领域。
非晶态材料用高温熔融、熔体凝固、 喷涂、拉丝或喷吹等方法制成块状、 薄膜或纤维状的制品。
无机非金属材料发展趋势
向多功能化、复合化、智能化和生 态平衡化以及 低成本、高可靠性方 向加速发展。
在结构材料方面，向着高韧性、高比强、 高耐磨、抗腐蚀 、耐高温的方向发展；
在功能材料方面，主要研究具有更优异 功能特性的有关单晶、多晶、 非晶态及 纳米材料，并向高效能、高可靠、高灵 敏和多功能、智能化、功能集成化的方 向发 展。
α-Al2O3、部分稳定二氧化锆和锆刚玉熟料等材料 为原料，经过混炼、成型、干燥，在梭式窑内
高温烧制而成。
硅
硅光电子学（Silicon Photonics）利用标准硅实现计 算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。 此项技术也可以应用于对带宽需求高的远程医 疗和3D虚拟世界等未来数据密集型计算领域。
②各种物理效应和微观现象
例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热 －电、压电材料的力－电、气敏材料的 气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对 物理和化学参数间的功能转换特性。
③不同性质的材料经复合而构成复 合材料
例如：金属陶瓷、高温无机涂层， 以及用无机纤维、晶须等增强的材 料。
无机非金属材料的生产工艺
刚石等
迷人的C
钻石 金刚石 石墨 活性炭 碳纳米管 石墨烯
超硬材料
用途：用于切割高硬度花岗岩、大理石等 石材。 特点：切割锋利，使用寿命长，切缝小切 屑少，噪音低，切割面光洁，设备节能。
超硬材料
立方结构的氮化硼（cubic boron nitride），分子 式为BN,其晶体结构类似金刚石,硬度略低于金刚石
2.陶瓷粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等； 3.耐火材料硅质、硅酸铝质、，玻璃硅酸盐 ； 4.铸石 辉绿岩、玄武岩、铸石等； 5. 研磨材料：氧化硅、氧化铝、碳化硅等； 6.多孔材料：硅藻土、.沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等 ； 7.碳素材料：石墨、焦炭和各种碳素制品等； 8.非金属矿：粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金
需要的知识 需要的资料
无机化学 物理化学 结构化学 分析化学
无机非金属材料类 固体化学类 材料化学类
热弯玻璃
Leabharlann Baidu
防弹玻璃
陶瓷
耐热的透明陶瓷
光导纤维
无机非金属材料的地位
无机非金属材料是国家建设和人民 生活中不可缺少的重要物质基础。
无机非金属材料的特点
高温氧化物等的高温抗氧化特性； 氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性； 铁氧体的磁学性质； 光导纤维的光传输性质; 金刚石、立方氮化硼的超硬性质; 导体材料的导电性质； 快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。