无机非金属材料(4).ppt

无机非金属材料,一、材料的分类和特点,传统无机非金属材料与新型材料的比较,1．传统的硅酸盐材料有什么优、缺点,优点抗腐蚀、耐高温；缺点质脆、经不起热冲击。,2．新型无机非金属材料有哪些特性,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。,新型无机非金属材料的特性,1.能承受高温、强度高。例如氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。,2.具有电学特性，一些新型无机非金属材料可以作为半导体、导体、超导体等，一些绝缘性材料常被用于集成电路的基板。,3.具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出各色的光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。,处于高温下的光导纤维,4.具有生物特性。有些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直接植入人体内，用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼，已被应用在医疗上。,人造关节,新型无机非金属材料简介,高温结构陶瓷1.氧化铝陶瓷,高压钠灯,氧化铝陶瓷,,,陶瓷轴承,陶瓷机械零件,,,,光导纤维,,,光导纤维手术头灯,光纤面板,,新材料发展趋势,（1）高分子材料。资源丰富、原料广，轻质、高强，成形工艺简易。提高工作温度是研制的重要课题。各种塑料、合成橡胶和合成纤维将有很大发展，成为重要的新材料（2）特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的发展方向。（3）功能材料。这是新材料中发展很快的一个重要方向，如半导体、激光、红外、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材料等，品种繁多，前景广阔。,（4）能源材料。太阳能、磁流体发电、氢能等新能源发展，同时促进了各种高温热、储能、换能材料的发展。（5）高性能、高强度结构材料。（6）复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的研制发展，将使被称为“21世纪材料“复合材料更放光彩。（7）金属新材料。非晶态金属金属玻璃、记忆合金、防振合金、超导合金和金属氢等。,（8）极限材料。在超高压、超高温、超低温、超高真空等极端条件下应用和制取的各种材料。如超导、超硬、超塑性、超弹性、超纯、超晶格膜等材料。（9）原子分子设计材料。这是在材料科学深入研究的基础上，对表面、非晶态、结构点阵与缺陷、固态杂质、非平衡态、相变以及变形、断裂、磨损等领域研究探索的发展方向，以期获得原子、分子组成结构按性能要求设计的新材料。（10）稀土材料。稀土金属在激光、荧光、磁性、红外、微波、核能、特种陶瓷以及化工材料中，有奇异的性能，稀土材料已成为重要的开发领域。我国稀土资源储量居世界首位，因此稀土的开发对我国更为重要。,一、水泥,1、主要原料粘土和石灰石,2、主要设备水泥回转窑,3、生产过程生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥,辅助原料石膏作用是调节水泥硬化速度,4、反应原理复杂的物理、化学变化,5、主要成分硅酸三钙3CaOSiO2、硅酸二钙2CaOSiO2、铝酸三钙3CaOAl2O3等,6、主要性能水硬性,7、主要用途建筑、修路。如水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土,水泥回转窑2,自动化,水泥的标号,二、玻璃,1、原料纯碱、石灰石和石英,2、主要设备玻璃熔炉,3、生产过程原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却,Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2↑,CaCO3SiO2CaSiO3CO2↑,5、主要成分Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2OCa2O6SiO2）,6、主要性能玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。,4、反应原理复杂的物理、化学变化，主要反应,高温,高温,6、几种特殊玻璃,⑴石英玻璃,膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光,用途化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等。,⑵光学玻璃,透光性能好、有折光和色散性铅玻璃,用途眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器,⑶有色玻璃,金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。,蓝色Co2O3红色Cu2O淡绿色FeO,⑷钢化玻璃,玻璃在电炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃。,耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂，破碎时无尖锐棱角不易伤人。,用途运动器材；微波通讯器材；,玻璃纤维,玻璃在熔化状态下抽成丝成为玻璃纤维，玻璃纤维用合成树脂一层层胶合压制成一定形状，并在加压下加热固化，形成玻璃钢，强度大如钢，比钢轻。玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀等。,乌克兰撑竿跳运动员布勃卡于1957年以6.14m的优异成绩打破4.78m的世界记录，就是玻璃钢的功劳。,注意有机玻璃、水玻璃都不是玻璃。,玻璃钢,⑸,与,车窗玻璃,三、陶瓷China,1、主要原料粘土,2、传统生产过程混和、成型、干燥、烧结、冷却,3、反应原理复杂的物理、化学变化,4、主要成分硅酸盐,5、主要特性抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。,现在，景德镇的陶瓷工艺已经完全电气化了，考虑到环境保护、降低制作成本和提高成功率等方面因素，不论是仿古陶瓷、艺术瓷类，还是日用陶瓷的瓷器都在电脑的控制下用汽窑烧制而成。,６、主要种类,土器砖瓦,红瓦（自然冷却，Fe2O3含量较多）,青瓦淋水冷却，Fe3O4、FeO较多,,陶器,彩陶,江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑,瓷器,碗盘,茶具1,烟缸,瓷雕1,瓷雕2,瓷雕3,茶具2,收藏珍品1,卫生瓷,炻器,水缸、砂锅,瓷都景德镇,瓷雕4,收藏珍品2,,注①彩釉,②搪瓷不属于陶瓷,水泥的标号水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28天后的强度。例如检测得到28天后的抗压强度为310kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400kg/cm2者均算为300号。普通水泥有200、250、300、400、500、600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。,水泥回转窑,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,