硅酸鹽工業(yè)和材料

硅和硅酸鹽工業(yè)揚(yáng)州新東方中學(xué)朱志榮一、什么是無(wú)機(jī)非金屬材料？1、材料2、材料的幾種分類3、生活中無(wú)機(jī)非金屬材料4、新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特征二、幾種典型的新型無(wú)機(jī)非金屬材料1、結(jié)構(gòu)材料——高溫結(jié)構(gòu)陶瓷2、功能材料——光導(dǎo)纖維（光纖）展望金剛石結(jié)束古代實(shí)物展示現(xiàn)代實(shí)物展示思考材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑。例如，歷史上的石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是以材料作為時(shí)代主要標(biāo)志的。一種新型材料的研制成功，可以引起人類文化和生活的新的變化。石器、陶瓷、鐵、銅、玻璃、水泥、有機(jī)高分子（如塑料等）、單晶材料等的發(fā)明，為人類進(jìn)步提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒(méi)有半導(dǎo)體材料，便不可能有目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒(méi)有耐高溫、高強(qiáng)度的特殊結(jié)構(gòu)材料，便沒(méi)有今天的宇航工業(yè)；沒(méi)有低損耗的光導(dǎo)纖維，也就沒(méi)有現(xiàn)代的光通訊；沒(méi)有有機(jī)高分子材料，人們的生活也不可能像今天這樣豐富多彩。(1)按化學(xué)組成和特性分類無(wú)機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料金屬材料高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維(2)按用途分類結(jié)構(gòu)材料：利用材料的力學(xué)和物理、化學(xué)性質(zhì)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建設(shè)、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門(mén)功能材料：利用材料的熱、光、電、磁等性能用于電子、激光、通訊、能源和生物工程等許多高新技術(shù)領(lǐng)域3、生活中的無(wú)機(jī)非金屬材料⑴玻璃、水泥、陶瓷⑸金剛石鉆頭⑶手表上的“19鉆”(人造紅寶石軸承的數(shù)目)⑷玻璃刀⑵石英鐘表⑺煤氣爐中的電子打火⑹彩電（熒光材料）⑻海底電纜（光導(dǎo)纖維）⑼電腦的CPU（單晶硅）⑽隱形飛機(jī)（特殊光學(xué)材料）(壓電陶瓷)4、新型無(wú)機(jī)非金屬材料的特征（1）耐高溫、強(qiáng)度高（2）具有電學(xué)性質(zhì)（3）具有光學(xué)性質(zhì)

（4）具有生物功能

1、結(jié)構(gòu)材料——高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(1)氧化鋁陶瓷性

能用

途熔點(diǎn)高坩堝、高溫爐管硬度大剛玉球磨機(jī)透明、耐高溫高壓鈉燈燈管

備注：鈉蒸氣放電發(fā)光問(wèn)題早在1950年就得以解決，由于沒(méi)有一種能抵御高溫鈉蒸氣（1400℃）強(qiáng)烈腐蝕的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高壓鈉燈。高溫結(jié)構(gòu)材料與金屬材料的性能比較高溫結(jié)構(gòu)材料：高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化。金屬材料：易受腐蝕、不耐氧化、不適合高溫時(shí)使用高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品(2)氮化硅陶瓷氮化硅基陶瓷具有密度小、高強(qiáng)、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤(rùn)滑、隔熱、電絕緣等一系列優(yōu)良性能。(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、(4)人造寶石(請(qǐng)看下頁(yè))制造發(fā)動(dòng)機(jī)部位的受熱面，提高柴油機(jī)的質(zhì)量，節(jié)省燃料（不用水冷卻，減少熱散失）。Si3N4陶瓷球軸承氧化鋯陶瓷碳化硅陶瓷沙漠車(chē)氮化硅陶瓷部件人造寶石紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。

1900年，科學(xué)家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質(zhì)量為2g-4g的紅寶石?，F(xiàn)在，已經(jīng)能制造出大到10g的紅寶石和藍(lán)寶石。紅寶石和藍(lán)寶石及人造寶石(3)光導(dǎo)纖維的用途：光纖除了可以用于退通訊外，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等許多方面。(2)光纖光纜與普通電纜比較(見(jiàn)下頁(yè))(1)是高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維，信息高速公路的“基石

1870年，英國(guó)科學(xué)家丁達(dá)爾做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：讓一股水流從玻璃容器的側(cè)壁細(xì)口自由流出，以一束細(xì)光束沿水平方向從開(kāi)口處的正對(duì)面射入水中。丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn)，細(xì)光束不是穿出這股水流射向空氣，而是順從地沿著水流彎彎曲曲地傳播。這是光的全反射造成的結(jié)果。2、功能材料——光導(dǎo)纖維（光纖）光導(dǎo)原理光纖光纜普通電纜信息量大,每根光纖理論上可同時(shí)通過(guò)10億路電話8管同軸電纜每條通話1800路原料來(lái)源廣(石英玻璃),節(jié)約有色金屬資源較少質(zhì)量小,每公里27g,不怕腐蝕,鋪設(shè)方便每公里1.6t成本低,每公里1萬(wàn)元左右每公里20萬(wàn)元性能好,抗電磁干擾保密性強(qiáng),能防竊聽(tīng),不發(fā)生電輻射光學(xué)纖維胃鏡現(xiàn)代通信用光纜用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開(kāi)刀金剛石是目前已知的最硬的材料，可以用來(lái)切削和刻劃其他物質(zhì)，被用于鉆探、磨削等行業(yè)。但是，由于天然金剛石非常少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)和科研的需要。科學(xué)家們通過(guò)對(duì)石墨和金剛石同素異形體結(jié)構(gòu)的研究，指出了在一定條件下使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的可能性。

1955年，美國(guó)首先用石墨合成出金剛石，這是材料合成領(lǐng)域的一項(xiàng)重大成就。目前，世界上用石墨合成金剛石的研究發(fā)展很快，我國(guó)在這方面的研究也在飛速發(fā)展，許多城市都建有人造金剛石的工廠和研究所，以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。金剛石金剛石鉆頭金剛石鋸片展望21世紀(jì)，材料科學(xué)的前景是美好的：1.光電轉(zhuǎn)換材料，分解水的催化材料和儲(chǔ)氫材料等能源材料將實(shí)現(xiàn)高效化；2.集多種功能于一身的復(fù)合材料可使我們的生活質(zhì)量得到進(jìn)一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導(dǎo)材料進(jìn)入實(shí)用階段；4.智能材料和機(jī)敏材料將得到廣泛應(yīng)用；5、納米材料將在治療癌癥、存儲(chǔ)信息等領(lǐng)域大顯神通……

社會(huì)需要材料,材料離不開(kāi)化學(xué)。Si3N4陶瓷球軸承高純氧化鋁透明陶瓷管現(xiàn)代通信用光纜光學(xué)纖維胃鏡用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開(kāi)刀人造金剛石鋸片金剛石鉆頭返回金剛石金剛石氧化鋁陶瓷制品氧化鋯陶瓷F-117是一種單座戰(zhàn)斗轟炸機(jī)。設(shè)計(jì)目的是憑隱身性能，突破敵火力網(wǎng)，壓制敵方防空系統(tǒng)，摧毀嚴(yán)密防守的指揮所、戰(zhàn)略要地、重要工業(yè)目標(biāo)，還可執(zhí)行偵察任務(wù)，具有一定空戰(zhàn)能力。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料簡(jiǎn)介(硅酸鹽材料）一、玻璃工業(yè)二、水泥工業(yè)三、陶瓷6、我國(guó)主要玻璃工業(yè)產(chǎn)地玻璃工業(yè)3、反應(yīng)原理主要原料：純堿、石灰石和石英。1、組成:Na2SiO3+CaSiO3+

SiO24、玻璃態(tài)物質(zhì)5、幾種常見(jiàn)的玻璃返回

如秦皇島耀華玻璃廠，洛陽(yáng)北玻玻璃廠，洛陽(yáng)藍(lán)地鋼化玻璃有限公司淄博嘉利玻璃工業(yè)有限公司等。2、原料:水泥工業(yè)原料設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程反應(yīng)條件水泥成分水泥應(yīng)用硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣石灰石、粘土、輔助原料水泥回轉(zhuǎn)窯高溫生料→熟料建筑粘合劑水泥工業(yè)展望3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3主要化學(xué)反應(yīng)：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫[說(shuō)明]這兩個(gè)反應(yīng)可看作Na2CO3、CaCO3分解成金屬氧化物后與SiO2反應(yīng)玻璃

沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。

沒(méi)有一定的熔點(diǎn)而在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化的物質(zhì)。（介于晶體與非晶體之間。）實(shí)例特性定義玻璃態(tài)物質(zhì)幾種常見(jiàn)玻璃簡(jiǎn)介普通玻璃因混有鐵的化合物顯淺綠色藍(lán)玻璃紅玻璃化學(xué)儀器玻璃如試管等光學(xué)儀器玻璃如放大鏡鋼化玻璃光纖玻璃光導(dǎo)纖維：1964年8月華裔科學(xué)家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽(yù)為“纖維光學(xué)之父”。比頭發(fā)絲還細(xì)的一對(duì)光導(dǎo)纖維上同時(shí)傳送3萬(wàn)門(mén)電話且中繼距離長(zhǎng)達(dá)20——50Km，保密性能好。

在原料里加入某些金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)出特征顏色。

把普通玻璃放在電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃大4——6倍，不易破碎。返回洛陽(yáng)藍(lán)地鋼化玻璃淄博嘉利玻璃工業(yè)有限公司簡(jiǎn)介

淄博嘉利玻璃工業(yè)有限公司是世界上最大的玻璃器皿跨國(guó)集團(tuán)——新加坡嘉豐集團(tuán)在中國(guó)投資興建的合資企業(yè)。

公司總投資１６００萬(wàn)美元，由美國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)

引進(jìn)了世界一流的設(shè)備與技術(shù)，配以進(jìn)口合金鋼模具，是目前

國(guó)內(nèi)唯一全部采用進(jìn)口設(shè)備的玻璃生產(chǎn)企業(yè)。公司生產(chǎn)多種規(guī)

格型號(hào)的玻璃磚及玻璃器皿，具有年產(chǎn)玻璃磚７００萬(wàn)塊，玻

璃器皿１０００萬(wàn)件的生產(chǎn)能力，年產(chǎn)值９５００萬(wàn)元。

公司擁有進(jìn)出口自營(yíng)權(quán)，產(chǎn)品銷(xiāo)遍全國(guó)各地，并遠(yuǎn)銷(xiāo)美國(guó)、澳大利亞、韓國(guó)、日本、泰國(guó)、埃及、秘魯、希臘等三十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，深受?chē)?guó)內(nèi)外用戶歡迎。中國(guó)水泥工業(yè)明天更美好

我國(guó)水泥工業(yè)已經(jīng)歷了100多年的歷史。舊中國(guó)的水泥工業(yè)在漫長(zhǎng)的20世紀(jì)前50年內(nèi)，步履維艱，發(fā)展緩慢，只有在新中國(guó)誕生以后，水泥工業(yè)才走一了健康發(fā)展之路。

建國(guó)后50年，水泥工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是1979年改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，水泥工業(yè)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量和質(zhì)量都有有了很大提高。水泥產(chǎn)量自1979年到1999年增長(zhǎng)了7.８倍，20年間我國(guó)水泥產(chǎn)量平均增長(zhǎng)達(dá)11.08％，水泥產(chǎn)量自1995年以來(lái)一直居全世界首位。其中1999年我國(guó)水泥產(chǎn)量占世界的37．16％。我國(guó)水泥總產(chǎn)量雖高，但由于人口多，所以人均產(chǎn)量較低。如在90年代中期，意大利、西班牙、德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)人均產(chǎn)量（千克）分別為584、630、434、320、339、654、1318，同期我國(guó)為412千克。從1994年至1999年，我國(guó)人均消費(fèi)（千克）分別為352、399、412、428、435、472。我國(guó)現(xiàn)有水泥企業(yè)8000多家，上次許可證發(fā)證企業(yè)7400家左右，而20萬(wàn)噸以上的企業(yè)不足10％，全國(guó)水泥企業(yè)平均規(guī)模不到10萬(wàn)噸，與世界其它國(guó)家相經(jīng)差距極大。

故；埃及玻璃制品古埃及玻璃制品故；埃及玻璃制品戰(zhàn)國(guó)中晚期玻璃璧滿城漢玻璃耳杯廣西貴縣出土的玻璃杯隋李靜訓(xùn)墓出土的玻璃圓盒

魏晉南北朝的玻璃缽網(wǎng)紋玻璃杯河北定縣靜志寺出土的北宋玻璃杯目前發(fā)現(xiàn)的最大的元代玻璃器清乾隆白地套紅玻璃雙合瓶享有盛譽(yù)的中國(guó)古代陶瓷南方玻璃隕石返回玻璃儀器鋼化玻璃光學(xué)玻璃型材石英玻璃陶瓷景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的薄胎瓷景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的雕塑瓷景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的粉彩瓷景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的玲瓏瓷景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的青花瓷景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)名瓷之一的顏色釉瓷返回陶與瓷的異同之處：

共同點(diǎn)：都是硅酸鹽產(chǎn)品不同點(diǎn)：原料、溫度、陶瓷的強(qiáng)度、顏色、厚度、透水性、質(zhì)地等方面有區(qū)別。

陶瓷的優(yōu)點(diǎn)和用途：具有抗氧化性、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、已成型等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的用途。例如：化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用的坩堝、蒸發(fā)皿等也是陶瓷制品。

返回1.與普通玻璃具有相同組成的是（

）A．光學(xué)玻璃

B．有色玻璃

C．鋼化玻璃

D．有機(jī)玻璃2.下列說(shuō)法正確的是（

）A．硅酸鹽材