532无机非金属材料（第2课时）.docx

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课时无机非金属材料

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01/学习目标明确内容要求，落实学习任务

02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆

03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识

04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点

05/问题探究探究重点难点，突破学习任务

06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养

1、了解传统硅酸盐产品(陶瓷、玻璃、水泥)的工业生产(原料、设备等)。

2、认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料。

3．能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类。

重点:玻璃、水泥工业生产(原料、设备等)。

难点:传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别。

一、?无机非金属材料??

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。

2.分类——可以根据化学成分和性能进行分类。

1）按化学成分分类

无机非金属材料可以根据其主要化学成分进行分类，主要包括以下几类：

（1）?单质?：如碳、硅等。

（2）?氧化物?：如二氧化硅、三氧化二铝等。

（3）?碳化物?：如碳化硅、碳化硼等。

（4）?氮化物?：如氮化硅、氮化铝等。

（5）?硫化物?：如硫化锌、硫化镉等。

（6）?卤化物?：如氟化钙、氯化钠等。

（7）?硅化物?：如硅化镁、硅化铜等。

（8）?磷化物?：如磷化铝、磷化镓等。

（9）?氧氨化物?：如氧氮化硅、氧氮化铝等。

2）按性能分类

无机非金属材料也可以根据其性能进行分类，主要包括以下几类：

（1）?结构材料?：用于构建和支撑的材料，如水泥、玻璃、陶瓷等。

（2）?功能材料?：具有特定功能的材料，如：

①?机械性能?：高强材料、超硬材料、耐磨材料、韧性材料、摩擦材料等。

②?热学性能?：耐火材料、绝热材料（保温材料）、传热材料、防火材料等。

③?化学性能?：耐腐蚀材料、防水材料、吸附材料、离子交换材料、催化剂载体、胶凝材料等。

④?光学性能?：电光材料、导光材料、透光材料、荧光材料、发光材料、感光材料、分光材料等。

⑤?电学性能?：绝缘材料、介电材料、压电材料、铁电材料、超导材料、半导体材料等。

⑥?磁学性能?：磁性材料。

⑦?声学性能?：隔声材料、吸声材料等。

⑧?核物理性能?：放射性材料、反应材料等。

⑨?生物性能?：骨科材料、齿科材料、生物陶瓷等。

二、传统无机非金属材料——以硅酸盐材料为主

1.传统无机非金属材料

传统无机非金属材料是指以硅酸盐为主要成分的材料，具有耐火、耐腐蚀、耐高温等特性，被广泛应用于建筑、化工、电子、航空航天等领域。

2.常见的硅酸盐材料——水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料

水泥

玻璃

陶瓷

主要原料

黏土、石灰石、石膏

石灰石、石英砂、纯碱

黏土

主要设备

水泥回转窑

玻璃窑

陶瓷窑

制备过程

原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得

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

原料经高温烧结而成

变化

复杂的物理、化学变化过程

Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up11(高温),\s\do4())Na2SiO3＋CO2↑

CaCO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up11(高温),\s\do4())CaSiO3＋CO2↑

复杂的物理、化学变化过程

组成

硅酸三钙(3CaO·SiO2)

硅酸二钙(2CaO·SiO2)

铝酸三钙3CaO·Al2O3)

硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅

硅酸盐

用途

重要的建筑材料，制作混凝土，用于建筑和水利工程

建筑材料、化学实验用的玻璃仪器、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维、窗玻璃等

在工农业、科技、生活、实验室中使用广泛，如建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等

（1）陶瓷：陶瓷以黏土(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。

（2）玻璃：普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，它是以纯碱、石灰石和石英砂为主要原料，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。

（3）水泥：普通硅酸盐水泥的主要原料是黏土和石灰石，二者与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥。混凝土是水泥、沙子和碎石等与水混合得到的。

【名师提醒】硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。

三、新型无机非金属材料

1.新型陶瓷

（1）新型陶瓷

新型陶瓷在组成上