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1、第三节 无机非金属材料,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,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
2、硬化速率,(3)、普通水泥的主要成分,硅酸三钙 3CaOSiO2硅酸二钙 2CaOSiO2 铝酸三钙 3CaOAl2O3,(4)、几种常见的水泥制品,、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 SiO2,（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
3、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,、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,
4、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,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
5、历了近30年？,1.钠蒸汽放电会产生超过1000C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
6、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、B,2、某种玻璃可以用Na2OCaO 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,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,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,B,5.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。,
