无机非金属材料 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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

步兵战车应用了一种新型才傲的发动机——绝热陶瓷发动机，可使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁。那么你知道这种陶瓷在化学上属于什么材料吗？

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。从组成上看，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，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。

一硅酸盐材料

传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在日常生活中随处可见，如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。

硅酸盐工业的特点：(1)原料：含硅的物质、碳酸盐等。(2)反应条件：高温。(3)反应原理：复杂的物理、化学变化。(4)生成物：硅酸盐。

资料卡片~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图5-18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、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。二氧化硅中没有单个分子，用SiO2来表示二氧化硅的组成，表示Si与O的原子个数比为1∶2，所以不是分子式而是化学式。

1.陶瓷唐三彩陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。

生产原料：黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)生产设备：陶瓷窑生产过程：混合─成型─干燥─烧结─冷却反应原理：复杂的物理、化学变化主要性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型

我国具有悠久的陶瓷制造历史在新石器时代，我们的祖先已能烧制陶器，至唐宋时期我国的陶瓷制品已经享誉海内外。

目前，陶瓷仍然在人类的生产和生活中扮演着重要的角色，得到了广泛应用，如用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。

2.玻璃机场出口处的蓝色玻璃隔离墙红色玻璃产品

普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2)为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得的。玻璃可用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料等。

生产原料：纯碱、石灰石、石英(Na2CO3、CaCO3、SiO2)生产设备：玻璃熔炉反应原理：复杂的物理、化学变化高温SiO2＋Na2CO3════Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋CaCO3════CaSiO3＋CO2↑高温

主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2主要特性：非晶体，无固定的熔点

玻璃的种类种类特性用途石英玻璃膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器，高压水银灯，紫外灯，光导纤维，压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片，照相机，显微镜，望远镜用凸凹透镜等光学仪器

种类特性用途玻璃纤维耐腐蚀，不怕烧，不导电，不吸水，隔热，吸声，防蛀虫太空飞行员的衣服，玻璃钢等钢化玻璃耐高温，耐腐蚀，强度大，质轻，抗震裂运动器材，微波通讯器材，汽车，火车窗玻璃等

资料卡片~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；

加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；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。

3.水泥水泥是最常用的建筑材料下图是1949—1998年我国水泥产量示意图

生产原料：石灰石、黏土＋适量石膏(CaCO3、Al2O3·2SiO2·2H2O)生产设备：水泥回转窑主要成分：硅酸三钙(3CaO?SiO2)、硅酸二钙(2CaO?SiO2)

铝酸三钙(3CaO?Al2O3)等反应原理：复杂的物理、化学变化主要特性：水泥具有水硬性

普通硅酸盐水泥的生产以黏土和石灰石为主要原料者与其他辅料经混合