化学和技术 无机非金属材料(第2课时).ppt

江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 * * * * * 第三章 化学与材料的发展 第一节 无机非金属材料 第2课时 选修2 化学与技术 教学目标 1、了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。 2、 能举例说明无机非金属材料的特点。 3、 讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。 新型无机非金属材料 定 义： 特 性： 种 类： 具有特殊结构和特殊功能（性质）的新材料。 能承受高温、强度大：氮化硅陶瓷（耐1200OC) 具有光学特性：光导纤维 具有电学特性：K3C60超导体 具有生物功能：如Ca3(PO4)2系陶瓷 用 途： 氮化硅陶瓷 光导纤维 医学、日常生活、交通、通讯、机械、建筑 航空、航天等 二、新型无机非金属材料 新型无机非金属材料 传统无机非金属材料与新型材料的比较 传统的硅酸盐材料优、缺点 优点：抗腐蚀、耐高温； 缺点：质脆、经不起热冲击。 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 新型无机非金属材料的特性 （1）.能承受高温、强度高。 例如：氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。 新型无机非金属材料 （2）.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。 新型无机非金属材料 元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 / 驾考宝典2016科目一 科目四 （3）.具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。 新型无机非金属材料 （4）. 具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。 新型无机非金属材料 新 型 陶 瓷 材 料 　　习惯上把陶瓷(ceramics)分为传统陶瓷和特种陶瓷。 　　传统陶瓷是以粘土、长石、石英等天然矿物为原料经烧结而成的。 　　特种陶瓷是以人工合成的氧化物、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物超细微粒为原料特制而成。又称精细陶瓷、精密陶瓷。 新型陶瓷 碳化硅SiC,俗称金刚砂。熔点高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工业磨料。如其中掺入某些杂质,会使之出现半导体,作为高温半导体,用于电热元件。作为高温结构陶瓷,日益受到人们的重视。它最适宜的应用领域是高温、耐磨和耐蚀的环境,现已用作火箭喷嘴,热电偶保护管,热交换器和耐磨、耐蚀的零件。 碳化硅制成的涡轮叶片 1、新型陶瓷 新型陶瓷 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。 新型陶瓷 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的陶瓷发动机。陶瓷发动机果然身手不凡，那辆坦克仅用了19秒钟就首先到达终点，而钢质发动机坦克在充分预热运转后，用了26秒才跑完全程。其奥秘就在于陶瓷发动机的热效率高，不仅可节省30％的热能，而且工作功率比钢质发动机提高45％以上。另外，陶瓷发动机无需水冷系统，其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。 新型陶瓷 氧化铝陶瓷 性? 能 用? 途 熔点高 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 新型陶瓷 高纯氧化铝透明陶瓷管 新型陶瓷 高压钠灯 新型陶瓷 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，分析其可能的性质。 3、写出制取碳化硅、氮化硅的化学反应方程式。 SiO2+3C=SiC+2CO↑ 3Si+2N2=Si3N4 3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl 原子晶体 新型陶瓷 功能陶瓷(functional ceramics)材料是以特定的性能或通过各种物理因素（如声、光、电、磁）作用而显示出独特功能的材料。 功能陶瓷 新型陶瓷 TiO2、 ZrO2 、 LaCrO3 等高温电子陶瓷，用于制造电容器和电子工业中的高温高频器件。如BaTiO3类陶瓷用于制造温度传感材料；CdS、PbTiO3系陶瓷用于制造光敏传感材料；ZnO系陶瓷，SiC 、BaTiO3系陶瓷用于制造压力和振动传感材料等。 功能陶瓷的用途： 新型陶瓷