内容正文:
第三节 无机非金属材料
1. 结合生产、生活中各种常见的无机非金属材料的应用,了解多种硅酸盐材料、新型无机非金属材料的性能和用途。培养科学态度与社会责任这一学科素养。
2.掌握晶体硅的制备原理,培养变化观念。
知识点一、硅酸盐材料
1.无机非金属材料
2.传统无机非金属材料多为硅酸盐材料
(1)硅酸盐的结构与性能
硅酸盐的结构
性质
Si和O构成了硅氧 .
多数具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质 、 .
(2)三种常见硅酸盐产品
硅酸盐产品
原料
主要设备或生产条件
应用
陶瓷
(主要成分
含水的 )
高温烧结
用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
玻璃(主要成分: 、 和 )
、 和 .
在 中熔融,发生复杂的 和
变化而制得
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
水泥
、 、石膏(调节水泥的 )
水泥回转窑
水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到 ,大量用于建筑和水利工程
(3)特种玻璃
在玻璃中加入
的元素或物质
玻璃特性
用途
含铅原料
光学玻璃: 好,折射率 .
制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜
硼酸盐
耐 、耐温度 .
制造可用于实验室使用的玻璃仪器
金属氧化物或盐
彩色玻璃
用于 .
知识点二、新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
(1)单质硅的性质:
硅单质的导电性介于 之间,是应用最为广泛的 材料。
(2)自然界中的硅元素:主要以 (如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如 和 )形式存在。
(3)晶体硅的制备
① ;
② ;
③ 。
(4)硅和二氧化硅的用途
①晶体硅: 、 等。
②二氧化硅晶体:生产 。
2.新型陶瓷
(1)碳化硅(SiC)
俗称
结构特点
主要性能
用途
.
碳原子、硅原子以 连接,结构类似 .
硬度很大、高温抗 性能优异
砂纸和砂轮的 、耐高温结构材料和耐高温 材料
(2)新型陶瓷
名称
原料或成分
优良性能
用途
高温结构陶瓷
一般用 、 或某些金属氧化物等在高温下烧结而成
耐高温、抗氧化、耐腐蚀等
可用于 、汽车发动机和高温电极材料等
压电陶瓷
主要有 和 等
能实现机械能与 的相互转化
可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等
透明陶瓷
主要有 、 等氧化物透明陶瓷和 、 等非氧化物透明陶瓷
具有优异的光学性能,耐高温,绝缘性好
可用于 、激光器和高温探测窗等
超导陶瓷
在某一临界温度下电阻为 ,具有 性
可用于电力、交通、医疗等领域
3.碳纳米材料
碳纳米材料名称
组成
性能
应用或用途
富勒烯
由碳原子构成的一系列
分子的总称,其中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,开启了碳纳米材料的研究和应用的新时代,如用C60作车轮的“