内容正文:
无机非金属材料(1)
讲师:黄睿
情境导入
传统的无机非金属材料
你知道吗
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。
知识海洋
硅酸盐材料
硅酸盐的结构
在硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体。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。
知识海洋
硅酸盐材料
硅酸盐的特点
硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多数具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
硅酸盐的组成
硅酸盐是硅、氧与其它金属元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)组合而成的化合物的总称,被人类广泛地使用。
知识海洋
硅酸盐材料
1.陶瓷
生成原料:黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料。
生产过程:原料经高温烧结发生复杂的化学变化而成的。
特点:陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。
用途:用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。
知识海洋
硅酸盐材料
2.玻璃
生成原料:纯碱、石灰石、石英砂(主要成分是SiO2)。
主要成分: Na2SiO3 、CaSiO3 、SiO2
生产过程: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。
反应原理: Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+ SiO2 CaSiO3+CO2↑
高温
高温
应用探究
你知道吗
各种不同性能和用途的玻璃
【分析】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。
加入硼酸盐制成的玻璃:耐化学腐蚀、耐温度急剧变化,可用于实验室使用的玻璃仪器。
加入一些金属氧化物或盐的玻璃:呈现出各种不同的颜色,常用于建筑和装饰。
应用探究
你知道吗
玻璃为什么能被人工制成各种形状?
【分析】玻璃不是晶体,而是玻璃态物质,这类物质没有固定的熔点,而是在某个温度范围内逐渐软化,在软化状态时,可被制成各种形状的制品。
知识海洋
硅酸盐材料
3.水泥(普通硅酸盐水泥)
生成原料:石灰石、黏土和辅助原料。
生产过程:
其中加入适量石膏的目的是调节水泥硬化速率。
特点:在空气和水中硬化