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第三节无机非金属材料9.11事件图片草房高楼大厦神州五号超导列车耐热的透明陶瓷高压钠灯一、材料的分类和特点材料无机非金属材料金属材料高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维传统无机非金属材料新型无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷高温结构陶瓷、光导纤维Fe、Cu、Al、合金等一传统无机非金属材料主要是指硅酸盐等材料优点：抗腐蚀、耐高温缺点：质脆,经不起热冲击1、水泥(1)、水泥的特性水硬性(2)、水泥生产思考问题：生产水泥的原料、设备、反应原理、生产流程1）生产原料•少量的石膏•石灰石•粘土2）生产设备水泥回转窑3）反应原理高温下复杂的物理、化学变化4）水泥的生产流程原料混合磨细生料熟料窑中煅烧水泥冷却加石膏磨细5）石膏的作用调节水泥硬化速率(3)、普通水泥的主要成分•硅酸三钙3CaO·SiO2•硅酸二钙2CaO·SiO2•铝酸三钙3CaO·Al2O3(4)、几种常见的水泥制品名称水泥砂浆原料水泥沙子水用途建筑粘合剂混凝土水泥沙子碎石水建造厂房钢筋混凝土钢筋混凝土建造高楼桥梁水坝２、玻璃（1）、玻璃生产问题：玻璃生产的原料、设备、反应原理3）反应原理高温下复杂的物理、化学变化2）生产设备玻璃窑1）生产原料•纯碱Na2CO3•石灰石CaCO3•石英SiO2Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2高温（2）、普通玻璃的主要成分Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（3）、玻璃的特点不是晶体、没有固定的熔点（4）、几种玻璃的特性和用途1）普通玻璃特性：在较低温度下软化。用途：制造玻璃窗、玻璃瓶、玻璃杯等玻璃器皿特性：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光。用途：可制造化学仪器;高压水银灯,紫外灯的灯壳等。2）石英玻璃石英玻璃坩埚特性：透光性能好、有折光和色散性。用途：可制造眼镜片、照相机、显微镜、望远镜等光学仪器。3）光学玻璃特性：耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀。用途：制造太空飞行员的衣服、玻璃钢等。4）玻璃纤维玻璃纤维布玻璃纤维丝特性：耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震。用途：制造运动器材，微波通讯，汽车、火车玻璃窗。5）钢化玻璃３、陶瓷（1）、生产原料粘土（2）、手工制陶瓷的生产流程陶器混合冷却成型干燥烧结（3）、陶瓷的种类1）土器3）陶器4）瓷器2）炻器二、新型无机非金属材料新型无机非金属材料继承了传统无机非金属材料的优点，克服了它们的缺点，被广泛应用于社会的各个方面。新型无机非金属材料的特性1.承受高温，强度高2.具有光学特性3.具有电学特性4.具有生物功能一结构陶瓷结构材料指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的材料。(金属材料易被腐蚀，高温时不耐氧化，不适于高温使用。)能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小高温结构陶瓷的优点1：氧化铝(Al2O3)陶瓷特点熔点高可用来制造耐火材料，如坩埚、高温炉管透明、耐高压可用于制造高压钠灯灯管思考：为什么从知道钠蒸汽放电到高压钠灯的使用经历了近30年？1.钠蒸汽放电会产生超过1000ºC的高温。2.钠蒸汽具有强烈的腐蚀性。3.氧化铝耐高温，抗腐蚀，但发明较晚。硬度大、耐磨损2：氮化硅（Si3N4)陶瓷硬度大、抗腐蚀、抗氧化、能抵抗冷热冲击。特点：耐磨损，本身具有润滑性。氮化硅陶瓷是制做轴承的很好的材料。氮化硅还可用于喷涂多种材料。3：碳化硅(SiC)陶瓷碳化硅陶瓷发动机的优点1.耐热性好2.工作温度高3.热传导性比金属低4.较高的高温强度和热稳定性4.光导纤维简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常说的光缆。光纤光缆与普通电缆的区别光纤光缆普通电缆信息信息量大，每条光缆可同时通过10亿路电话八管同轴电缆，每条通过1800路原料来源广资源较少轻，每公里27克重，每公里1.6吨成本低，每公里1万元左右高，每公里20万元左右性能好，抗电磁干扰一般有电磁干扰特性无辐射，防窃听质量练习1.属于传统无机非金属材料特性的是（）A耐高温B抗腐蚀性C光学特性D生物功能A、B2、某种玻璃可以用Na2O•CaO•6SiO2来表示，则这种玻璃是（）A.纯净物C.有三种氧化物组成混合物D.有两种硅酸盐组成的混合物B.由两种硅酸盐和一种氧化物组成混合物B.由两种硅酸盐和一种氧化物组成混合物B练习3、将固态的氢氧化钠加热至熔融状态，可选用的器皿是（）A.铁坩埚B.石英坩埚C.石墨坩埚D.蒸发皿ACA.铁坩埚C.石墨坩埚练习4.光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，这种玻璃纤维的成分是（）A硅酸盐玻璃B石英玻璃C有机玻璃D陶瓷玻璃B5.金属制的发动机，燃烧的有效利用率只有28%-38%，用氮化硅或碳化硅陶瓷制的发动机可将热效率提高50%，简述其原因?答案：金属制的发动机在高温时容易损坏，因此必须用水来冷却，这样使大量的热散失到冷却水中而浪费掉，故热效率低；而高温结构陶瓷材料耐高温而不易传热，不需要水冷却，从而节省了燃料，提高了热效率。