新型无机非金属材料PPT课件 人教课标版优质课件
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5.3.2 无机非金属材料 硅课件 (共17张PPT) 人教版必修二
建筑行业粘合剂 硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃” 耐火材料
耐腐蚀材料
知识网络清单
+4
SiO2
H2SiO3
0 Si 单质 氧化物 酸
Na2SiO3 CaSiO3
盐
玻璃 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
(Na2O·SiO2、CaO·SiO2) 水泥 2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、
3CaO·Al2O3
无机非金属材料： 教材描述：
材料是人类赖以生存的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非 金属材料等。从组成上来看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐 高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产 和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生……
SiO44-离子
丝光沸石
K2Al2Si10O24 ·7H2O
K2O·Al2O3·10SiO2·7H2O
•
云母
KAl3Si3O11 K2O·3Al2O3·6SiO2
天然水晶 SiO2
教材描述： ……从组成上来看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、
抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产和社会 发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生……
教材描述： 现代信息技术式建立在半导体材料基础上的。位
于元素周期表第三周期、第ⅣA族的硅元素，正好处 于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于 导体与绝缘体之间，是应用最微广泛的半导体材料。
现代信息技术材料
信息的处理与存储
信息的传输
1956---硅集成电路
1970美国康宁公司研制成 低传输损耗的石英光纤
2023年3月日本经济产业省周四宣布正式放宽对氟化 聚酰亚胺、氟化氢和光刻胶的许可要求，并称此举当日 生效。
耐腐蚀材料
知识网络清单
+4
SiO2
H2SiO3
0 Si 单质 氧化物 酸
Na2SiO3 CaSiO3
盐
玻璃 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
(Na2O·SiO2、CaO·SiO2) 水泥 2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、
3CaO·Al2O3
无机非金属材料： 教材描述：
材料是人类赖以生存的物质基础，人类使用材料除了金属材料，还有无机非 金属材料等。从组成上来看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐 高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产 和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生……
SiO44-离子
丝光沸石
K2Al2Si10O24 ·7H2O
K2O·Al2O3·10SiO2·7H2O
•
云母
KAl3Si3O11 K2O·3Al2O3·6SiO2
天然水晶 SiO2
教材描述： ……从组成上来看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、
抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。随着工业生产和社会 发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生……
教材描述： 现代信息技术式建立在半导体材料基础上的。位
于元素周期表第三周期、第ⅣA族的硅元素，正好处 于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于 导体与绝缘体之间，是应用最微广泛的半导体材料。
现代信息技术材料
信息的处理与存储
信息的传输
1956---硅集成电路
1970美国康宁公司研制成 低传输损耗的石英光纤
2023年3月日本经济产业省周四宣布正式放宽对氟化 聚酰亚胺、氟化氢和光刻胶的许可要求，并称此举当日 生效。
新型无机非金属材料 人教课标版精选教学PPT课件
有微笑的画卷，这画便会显得亮丽多彩；人生如酒，有微笑的美酒，这酒便能散发出诱人的醇香；人生如歌，有微笑的歌声，这首歌便多了动人的旋律；人生如书，充满着微笑的这本书里，书中篇篇都是快乐的篇章。微笑着，走好自己的路，让一路上留下欢乐和喜悦，同时，你也将会得
春夏秋冬大千世界，芸芸众生，我们每个人就像一粒小小的尘埃，于春夏秋冬的轮回里，在风风雨雨中飘渺，在阳光下微笑人的一生中，会品尝着各种酸甜苦辣的味道，当回眸看看所走过的路程，会让我们渐渐明白一个道理：人需有一颗淡然的心来对待这世间百态，需用一颗平常心简简单单过好生活，因为淡然，会使人简单，简单了，就有快乐。 在忙碌的生活里，谁都会遇到难处，在现实的生活中，谁都有苦楚，人的一生，总是有一些纠结，会让我们无助；总是有太多的奈何，会让我们无可。所以，有些事，可以认真对待，但不可去较真。当然，说说容易，做起来可能就较难，很多时候，我们往往会始终执着一个人，一件事，一段情，这种执着仅仅是一种执念也就罢了，有些封存的往事，只会让你显得落寞和孤寂，将岁月纠结于此，往往让人痛不欲生。岁月静好，可是，你的人生并非安好，许多的事，我们自己是做不了主的，对人生旅途中的风景，我们也没有能力做出选择，但是我们可以对自己的心态进行调整，时不常地换个角度待人看
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
的，辉用了最短的时间好了起来！ 距离并不是他们製造浪漫的障碍，除了电话，他们能选择的只有电话了，电话比网络真实好多，至少可以听到对方的声音。
春夏秋冬大千世界，芸芸众生，我们每个人就像一粒小小的尘埃，于春夏秋冬的轮回里，在风风雨雨中飘渺，在阳光下微笑人的一生中，会品尝着各种酸甜苦辣的味道，当回眸看看所走过的路程，会让我们渐渐明白一个道理：人需有一颗淡然的心来对待这世间百态，需用一颗平常心简简单单过好生活，因为淡然，会使人简单，简单了，就有快乐。 在忙碌的生活里，谁都会遇到难处，在现实的生活中，谁都有苦楚，人的一生，总是有一些纠结，会让我们无助；总是有太多的奈何，会让我们无可。所以，有些事，可以认真对待，但不可去较真。当然，说说容易，做起来可能就较难，很多时候，我们往往会始终执着一个人，一件事，一段情，这种执着仅仅是一种执念也就罢了，有些封存的往事，只会让你显得落寞和孤寂，将岁月纠结于此，往往让人痛不欲生。岁月静好，可是，你的人生并非安好，许多的事，我们自己是做不了主的，对人生旅途中的风景，我们也没有能力做出选择，但是我们可以对自己的心态进行调整，时不常地换个角度待人看
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
的，辉用了最短的时间好了起来！ 距离并不是他们製造浪漫的障碍，除了电话，他们能选择的只有电话了，电话比网络真实好多，至少可以听到对方的声音。
《无机非金属》课件
气相法可以制备出具有超常物理性能的无机非金属材料，但制备过程能耗极高，且 不易控制材料的尺寸和形状。
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
《无机非金属材料》课件
熔融法
将原料加热至熔融状态，然后进行冷 却固化，通过结晶或相变来制备无机 非金属材料。
热压法
在加热和压力的作用下，使原料发生 固相反应并合成无机非金属材料。
热等静压法
将原料放入高压容器中，在高温和高 压的条件下，使原料发生固相反应并 合成无机非金属材料。
液相法
溶胶-凝胶法
化学沉淀法
将原料溶解在溶剂中形成溶胶，然后通过 聚合或缩聚反应使溶胶转变为凝胶，最后 经过干燥和热处理制备无机非金属材料。
利用等离子体增强化学反应，使气体在基体表面形成固态沉积物，从 而制备无机非金属材料。
分子束外延法
利用分子束外延技术在基体上生长无机非金属材料单晶。
气相法
化学气相沉积法
通过化学反应使气体在基体表面形成固态沉积物，从而制备无机非金 属材料。
物理气相沉积法
利用物理方法（如蒸发、溅射等）使气体在基体表面形成固态沉积物 ，从而制备无机非金属材料。
在高温或常温下不易与 氧气发生反应，保持材
料性能的稳定性。
化学反应活性
在特定条件下能够与某 些物质发生化学反应。
化学性质
稳定性
无机非金属材料在化学 环境中表现出良好的稳 定性，不易发生化学反
应。
耐腐蚀性
在酸、碱、盐等化学介 质中具有较高的耐腐蚀
性。
抗氧化性
在高温或常温下不易与 氧气发生反应，保持材
无机非金属材料的分类
总结词
无机非金属材料的分类
详细描述
无机非金属材料可根据其组成和用途进行分类，主要包括玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等。
无机非金属材料的分类
总结词
无机非金属材料的分类
详细描述
无机非金属材料可根据其组成和用途进行分类，主要包括玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等。
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)
第五章第三节第二课时新型无机非金属材料课件高一下学期化学人教版必修第二册
工作总结PPT：/xiazai/zongjie/ 工作计划：/xiazai/jihua/
商务PPT模板：/moban/shangwu/ 个人简历PPT：/xiazai/jianli/
毕业答辩PPT：/xiazai/dabian/ 工作汇报PPT：/xiazai/huibao/
新课导入
新型无机非金属材料具有的特性
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。
碳化硅金刚石切割片 二氧化硅光导纤维 输送药物的纳米材料
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硅芯片
硅单质
一、硅单质
(1)单质硅的性质 硅在第三周期、第ⅣA族，处于金属与非金属的过度位置，其单质的导
电性介于导体和绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。高纯度硅广 泛应用于信息技术和新能源技术等领域。 (2)自然界中的硅元素
B
(2)
NaCl(SiO2)
D
【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。
新型无机非金属材料-高一化学备课精选课件(人教版2019必修第二册)
二氧化硅
自然界的石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分均为二氧化硅。
课时二 新型无机非金属材料
二氧化硅
1、结构
立体网状结构， Si 原子和 O 原子比例 1:2， 通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。
2、物理性质 SiO2是不溶于水的固体，熔、沸点高，硬度大。
课时二 新型无机非金属材料
二氧化硅
3、化学性质
地壳中的含量：仅次于氧，排在第二位
课时二 新型无机非金属材料
硅
硅的物理性质
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔 沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
课时二 新型无机非金属材料
硅
硅的用途
Si导电性介于导体和半导体之间, 是良好的半导体材料, 硅是信息技术的关键材料。
5.3.2
第二课时：新型无机非金属材料
课时二 新型无机非金属材料 满足科技发展的需要，应用于高端领域
课时二 新型无机非金属材料
硅
新型无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，常见类型有两种。
高纯度的含硅元素的材料：如单晶硅、二氧化硅等， 具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料。
一些含碳、氮元素的物质。如碳化硅、氮化硅等， 在航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用。
二氧化碳
酸水
CO2+H2O=H2CO3
性
氧
碱
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
化 碱性 物 氧化物
CO2+CaO=CaCO3
氧
化 性
碳
CO2+C
2CO
二氧化硅 不能与水反应生成硅酸
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O SiO2+CaO 高温 CaSiO3
无机非金属材料ppt课件
类型：陶瓷、玻璃、水泥 （1）陶瓷 ·主要原料：黏土 ·主要成分：含水的铝硅酸盐，成分复杂
（2）玻璃 ·主要原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2) ·主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
高温
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3 +SiO2===CaSiO3 + CO2↑
二、新型无机非金属材料
1、硅和二氧化硅
根据元素周期表中硅的位置，思考： 为什么硅能成为应用最为广泛的半导体材料？
第三周期、第IV A族
①硅的存在与性质：
硅在自然界以硅酸盐和氧化物的形式存在
硅酸盐矿石
玛瑙（ SiO2 ）
水晶（ SiO2 ）
高温下，硅能与氧气反应生成SiO2，与氯气反应生成 SiCl4 。
（3）碳纳米材料
碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属 材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、 医药等领域有着广阔的应用前景。
注：碳纳米材料、金刚石、石墨都是碳的同素异形体， 它们因结构不同(碳原子排列方式不同)而具有不同性质。
——富勒烯
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是富勒烯的代表物。C60的 发现为纳米科学提供了重要的 研究对象，开启了碳纳米材料 研究和应用的新时代。
③
。
②二氧化硅的性质：
（1）物理性质: 二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水
（2）化学性质:
酸性氧化物：SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O ；
具有氧化性：SiO2＋2C
Si＋2CO↑；
特 性 ：SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O。
5.3.1 硅酸盐材料 新型无机非金属材料-高一化学课件(人教版2019必修第二册)
5.3.1 硅酸盐材料 新型无机非金属材料
2、新型无机非金属材料 （1）
Si
第三周期，第ⅣA族
SiO2
化合态： 硅酸盐/氧化物
半导体
水晶、玛瑙、 沙子、光导纤维
原子结构
性质
存在/用途
SiO2
光学特性好
化
学 稳 定 性
物理 性质
熔 点 高
好
硬度大，不溶于水
5.3.1 硅酸盐材料 新型无机非金属材料
高温
SiO2 + 2C ===
Si + 2CO↑
工业制粗硅
特性 SiO2 + 4HF === SiF4↑ + 2H2O 刻蚀玻璃
性质
存在/用途
资料卡片
新型无机非金属材料
石墨烯
碳纤维
5.3.1 硅酸盐材料 新型无机非金属材料
2、新型无机非金属材料
（2）新型陶瓷 SiC，俗称金刚砂，硬度大，高温抗氧化。
CHEMISTRY
高中化学
微课堂
第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.3.1硅酸盐材料 新型无机非金属材料
材料
材料是人类赖以生存和发展的物质 基础，人类使用材料除了金属材料， 还有无机非金属材料等
许多无机非金属材料含有硅、氧等元素， 具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点， 以及特殊的光学、电学等性能
CHEMISTRY
感谢聆听！
（3）碳纳米材料
成分
富勒烯-C60
C构成的笼形分子
碳纳米管
石墨片层卷成的管状物
石墨烯
单层石墨
科学·技术·社会
课堂练习
1、(2019·全国卷Ⅰ，7)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、
新型无机非金属材料课件高一下学期化学人教版必修第二册
【思考】 光导纤维能导电吗？
返回导读
学知识 硅与二氧化硅
【思考】 盛放酸性和氧化性溶液的试剂瓶不能用橡胶塞，盛放
碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，为什么？
酸性和氧化性溶液会腐蚀橡胶塞，而碱性溶液会与玻璃中的SiO2反应， 生成硅酸钠，使试剂瓶与瓶塞粘在一起
加热熔融NaOH和不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使 用铁坩埚，为什么？
高 中
化学
人教版
必修二
No Image
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
课时2 新型无机非金属材料
新课标 新高考 新教材
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 2. 通过学习，了解晶体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和 用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的 重要作用，激发学生学习化学的兴趣
本课总结
新型无机非金 属材料
硅和二 氧化硅
存在：化合态（亲氧元素） 类别：酸性氧化物
二氧化硅： 化合价：弱氧化性 特性：与HF反应 用途：光导纤维
硅：制备和用途
新型陶瓷 高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶 瓷、超导陶瓷
纳米材料 石墨烯、富勒烯、碳纳米管
No
Image
Thank you
返回导读
学知识 硅的制备
工业制备高纯硅的原理示意图
① SiO2+2C ② Si+3HCl ③ SiHCl3+H2
Si+2CO↑ SiHCl3+H2
Si+3HCl
返回导读
学知识 硅的化学性质
人教版高中化学必修第二册第五章《5.3 无机非金属材料》ppt课件
【解析】A项中，光导纤维是新型无机非金属材料；B项中，强度比较差是错误的； D项中新型无机非金属材料中的光导纤维、单晶硅等其成分都不是硅酸盐。
4．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)下列物质不属于硅酸盐的是____D____。
A.陶瓷
B.玻璃
C.水泥
D.生石灰
SiO2+Na2CO3 =高=温== Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3
高温
====
CaSiO3+CO2↑
为什么硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性 质稳定、耐腐蚀等特点？
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每 个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样 的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体 所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了 硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳 定、耐腐蚀等特点。
生产建筑材料、光学仪器和各 种器皿，制造玻璃纤维用于高 强度复合材料
水泥
黏土和石灰石以及其 他辅料
大量用于建筑和水利工程
思考：生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂(主要成分为SiO2)， 而玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，那么在生产过程中发 生了怎样的反应？试写出反应的化学方程式。
耐高温半导体材料
高温结 构陶瓷
一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成， 具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更 能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极 材料等。
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能 压电陶瓷 与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声
4．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)下列物质不属于硅酸盐的是____D____。
A.陶瓷
B.玻璃
C.水泥
D.生石灰
SiO2+Na2CO3 =高=温== Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3
高温
====
CaSiO3+CO2↑
为什么硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性 质稳定、耐腐蚀等特点？
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每 个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样 的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体 所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了 硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳 定、耐腐蚀等特点。
生产建筑材料、光学仪器和各 种器皿，制造玻璃纤维用于高 强度复合材料
水泥
黏土和石灰石以及其 他辅料
大量用于建筑和水利工程
思考：生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂(主要成分为SiO2)， 而玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，那么在生产过程中发 生了怎样的反应？试写出反应的化学方程式。
耐高温半导体材料
高温结 构陶瓷
一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成， 具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更 能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极 材料等。
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能 压电陶瓷 与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声
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。
人教版高中化学必修第二册第六章《第三节 无机非金属材料》PPT课件
高温结 碳化硅、氮化硅、 耐_高__温__、抗 用于火箭发动机、汽车发
构陶瓷 金属氧化物
氧化、耐磨__蚀__ 动机和高温电极材料等
能实现_机__械__ 压电陶瓷 钛酸盐、锆酸盐等 能和_电__能的
相互转化
用于滤波器、扬声器、超 声波探伤器和点火器等
氧化铝、氧化钇等氧化物 具有优异的光 用于高压钠灯、 透明陶瓷 透明陶瓷；氮化铝、氟化 学性能、耐高 激光器、高温探
SiO2是酸性氧化物，但不能与水反应，所以制取硅酸可用可溶性硅 酸盐与CO2或盐酸反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓、 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，C项正确； Na2CO3与SiO2在高温下的反应与对应酸的酸性强弱无关，该反应说 明硅酸盐在高温下比碳酸盐更稳定，D项错误。
纳米材料等新型无机非金 生 关 注 社 会 的 意 识 和 责
属材料。
任感。
内容索引
一、硅酸盐材料 二、新型无机非金属材料 随堂演练 知识落实 课时对点练
一
硅酸盐材料
1.无机非金属材料 从组成上看，许多无机非金属材料多含_硅__、_氧__等元素，具有_耐__高__温__、 _抗__腐__蚀__、_硬__度__高__等特点，以及特殊的_光__学__、_电__学__等性能。
(3)最简单的硅酸盐——Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可用作 黏合剂和防火剂。 硅酸钠溶液与CO2反应的化学方程式为_N_a_2_S_iO__3＋__C__O_2_＋__H_2_O_=_=_=__N_a_2_C_O_3_ _＋__H_2_S_iO__3↓___。
(3)博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的 原料为高岭土[AlnSi2O5(OH)4]。下列说法正确的是__A_B_D__(填字母)。 A.古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品 B.高岭土为含水的铝硅酸盐 C.n＝3 D.我国在新石器时代已能烧制陶器
第三单元课题一《无机非金属材料》课件PPT(新人教版选修2)
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
仪,严格控制实验条件,得到以C60为主的质谱图。由于受 建筑学家布克米尼斯持•富勒（BuckminsterFuller）设计
的球形薄壳建筑结构的启发，克罗托（kroto)等提出 C60 是由60个碳原子构成的球形32面体，即由12个五边形和20
个六边形构成。其中五边形彼此不相连，只与六边形相连。
随后将 C60分子命名为布克米尼斯持•富勒烯 （BuckminsterFuller）。由于C60分子的结构酷似足球， 所以又称为足球烯（Footballene）除C60外，具有封闭笼 状结构的还可能有 C28、C32、C50、C70、C84、……C240、 C540等，统称为Fullerenes，中文译名为富勒烯。
2. 主要设备：玻璃熔炉
3. 生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成 型冷却
4. 反应原理：复杂的物理、化学变化，主要 反应
高温
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑
5. 主要成分：Na2SiO3 • CaSiO3 • SiO2
（Na2O•CaO•6SiO2）
米跑道的起跑线上，停放着两辆坦克，一辆装有 500马力的钢质发动机，而另一辆装有同样马力
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
仪,严格控制实验条件,得到以C60为主的质谱图。由于受 建筑学家布克米尼斯持•富勒（BuckminsterFuller）设计
的球形薄壳建筑结构的启发，克罗托（kroto)等提出 C60 是由60个碳原子构成的球形32面体，即由12个五边形和20
个六边形构成。其中五边形彼此不相连，只与六边形相连。
随后将 C60分子命名为布克米尼斯持•富勒烯 （BuckminsterFuller）。由于C60分子的结构酷似足球， 所以又称为足球烯（Footballene）除C60外，具有封闭笼 状结构的还可能有 C28、C32、C50、C70、C84、……C240、 C540等，统称为Fullerenes，中文译名为富勒烯。
2. 主要设备：玻璃熔炉
3. 生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成 型冷却
4. 反应原理：复杂的物理、化学变化，主要 反应
高温
Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑
5. 主要成分：Na2SiO3 • CaSiO3 • SiO2
（Na2O•CaO•6SiO2）
米跑道的起跑线上，停放着两辆坦克，一辆装有 500马力的钢质发动机，而另一辆装有同样马力
新型无机非金属材料PPT
蚀部件。
碳化硅陶瓷的制备与应用
要点一
碳化硅陶瓷的制备
碳化硅陶瓷的制备工艺主要包括原料选择、配料、混合、 成型、烧结等步骤。其中，原料的选择是关键，需要选择 高纯度、粒度分布均匀的原料。在烧结过程中，需要控制 温度和气氛，以获得致密化的碳化硅陶瓷。
要点二
碳化硅陶瓷的应用
碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度、优良的耐磨性和高温稳 定性等优异性能，因此在许多领域有广泛应用。例如，在 汽车领域中，碳化硅陶瓷可以用于制造刹车片、密封件等 部件；在能源领域中，碳化硅陶瓷可以用于制造太阳能电 池板、燃气轮机叶片等部件。此外，碳化硅陶瓷还可以用 于制造耐腐蚀部件和高温炉具等。
精密零部件材料
新型无机非金属材料具有高精度、 高稳定性和低膨胀系数等特点， 可用于航空航天领域精密零部件 的制造，如石英晶体、单晶硅等。
在新能源领域的应用
太阳能电池材料
新型无机非金属材料具有高光电转换效率和长寿命等特点，可用于太阳能电池 的制造，如硅基太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池等。
核能材料
新型无机非金属材料具有高耐辐照性和优异的中子传输性能等特点，可用于核 反应堆的结构材料和热工材料的制造。
微乳液法是一种制备无机非金属材料的特殊方法。该方法利用微乳液模板，通过控制微乳液的相变和 化学反应，制备出具有特定结构和组成的无机非金属材料。微乳液法制备的材料具有高纯度、高分散 性和高稳定性等优点，广泛应用于催化剂、吸附剂、光电器件等领域。
燃烧合成法
总结词
利用燃烧反应制备无机非金属材料的方 法
VS
感谢您的观看
THANKS
分类
新型无机非金属材料可根据其组 成和用途分为陶瓷材料、玻璃材 料、水泥材料、石墨材料等。
特性与优势
碳化硅陶瓷的制备与应用
要点一
碳化硅陶瓷的制备
碳化硅陶瓷的制备工艺主要包括原料选择、配料、混合、 成型、烧结等步骤。其中，原料的选择是关键，需要选择 高纯度、粒度分布均匀的原料。在烧结过程中，需要控制 温度和气氛，以获得致密化的碳化硅陶瓷。
要点二
碳化硅陶瓷的应用
碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度、优良的耐磨性和高温稳 定性等优异性能，因此在许多领域有广泛应用。例如，在 汽车领域中，碳化硅陶瓷可以用于制造刹车片、密封件等 部件；在能源领域中，碳化硅陶瓷可以用于制造太阳能电 池板、燃气轮机叶片等部件。此外，碳化硅陶瓷还可以用 于制造耐腐蚀部件和高温炉具等。
精密零部件材料
新型无机非金属材料具有高精度、 高稳定性和低膨胀系数等特点， 可用于航空航天领域精密零部件 的制造，如石英晶体、单晶硅等。
在新能源领域的应用
太阳能电池材料
新型无机非金属材料具有高光电转换效率和长寿命等特点，可用于太阳能电池 的制造，如硅基太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池等。
核能材料
新型无机非金属材料具有高耐辐照性和优异的中子传输性能等特点，可用于核 反应堆的结构材料和热工材料的制造。
微乳液法是一种制备无机非金属材料的特殊方法。该方法利用微乳液模板，通过控制微乳液的相变和 化学反应，制备出具有特定结构和组成的无机非金属材料。微乳液法制备的材料具有高纯度、高分散 性和高稳定性等优点，广泛应用于催化剂、吸附剂、光电器件等领域。
燃烧合成法
总结词
利用燃烧反应制备无机非金属材料的方 法
VS
感谢您的观看
THANKS
分类
新型无机非金属材料可根据其组 成和用途分为陶瓷材料、玻璃材 料、水泥材料、石墨材料等。
特性与优势
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(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、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。
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
条通话1800路
原料来源广(石英玻璃),节约有色金属 资源较少
3、生活中的无机非金属材料
⑴玻璃、水泥、陶瓷
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）
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
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
用光导纤维做手术，不用开刀
金刚石
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
(4)人造宝石(请看下页)
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。
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。
祝你进步
1 、勇敢的人不是天生的，需要你经过很多的磨炼。但是在磨炼的过程中你能不能变得勇敢，那就取决于你的决心了。 11 、学习要专心致志，聚精会神。即使拥有高智商和好老师，但是如果学习三心二意，也是一无所获。 14 、自动自发地做事，同时为自己的所作所为承担责任，那么你终究会获得回报，取得最后的成功。 11 、人要对自己有信心，不要老认为有些事情你做不到，其实你只要认真去做，勤奋、努力肯定能够做到。 4 、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。--奥斯特洛夫斯基 3 、思想是人的翅膀，带着人飞向想去的地方。 2 、拼一载春秋，搏一生无悔。 18 、不要装大，对于装大的人，最好的办法就是，捡块砖头，悄悄跟上去，一下子从背后放倒他。 18 、人要想树立自己的威信，就要不断进行自我完善和修养、严于律己。你要求别人怎么样，首先必须自己先做到那样，身教的效果总比言传更为快捷。严于律己能使自己成为一个最可信赖的 人。
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
社会需要材料,材料离不开化学。
Si3N4基陶瓷球轴承
高纯氧化铝透明陶瓷管
现 代 通 信 用 光 缆
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
人 造 金 刚 石 锯 片
金刚石钻头
金刚石
氧化铝陶瓷制品
氧化锆陶瓷
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、 重要工业目标，还可执行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）；
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……
红宝石和蓝宝石及人造宝石
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。 光导原理
硅和硅酸盐工业
新型无机非金属材料
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）
金刚石
展望
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。
(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 碳化硅陶瓷
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 殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。
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。
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 像今天这样丰富多彩。
(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。
(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、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。
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
条通话1800路
原料来源广(石英玻璃),节约有色金属 资源较少
3、生活中的无机非金属材料
⑴玻璃、水泥、陶瓷
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）
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
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
用光导纤维做手术，不用开刀
金刚石
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
(4)人造宝石(请看下页)
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。
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。
祝你进步
1 、勇敢的人不是天生的，需要你经过很多的磨炼。但是在磨炼的过程中你能不能变得勇敢，那就取决于你的决心了。 11 、学习要专心致志，聚精会神。即使拥有高智商和好老师，但是如果学习三心二意，也是一无所获。 14 、自动自发地做事，同时为自己的所作所为承担责任，那么你终究会获得回报，取得最后的成功。 11 、人要对自己有信心，不要老认为有些事情你做不到，其实你只要认真去做，勤奋、努力肯定能够做到。 4 、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。--奥斯特洛夫斯基 3 、思想是人的翅膀，带着人飞向想去的地方。 2 、拼一载春秋，搏一生无悔。 18 、不要装大，对于装大的人，最好的办法就是，捡块砖头，悄悄跟上去，一下子从背后放倒他。 18 、人要想树立自己的威信，就要不断进行自我完善和修养、严于律己。你要求别人怎么样，首先必须自己先做到那样，身教的效果总比言传更为快捷。严于律己能使自己成为一个最可信赖的 人。
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
社会需要材料,材料离不开化学。
Si3N4基陶瓷球轴承
高纯氧化铝透明陶瓷管
现 代 通 信 用 光 缆
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
人 造 金 刚 石 锯 片
金刚石钻头
金刚石
氧化铝陶瓷制品
氧化锆陶瓷
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、 重要工业目标，还可执行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）；
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……
红宝石和蓝宝石及人造宝石
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。 光导原理
硅和硅酸盐工业
新型无机非金属材料
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）
金刚石
展望
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。
(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 碳化硅陶瓷
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 殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。
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。
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 像今天这样丰富多彩。
(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。