硅和硅酸鹽工業揚州新東方中學朱志榮一、什么是無機非金屬材料？1、材料2、材料的幾種分類3、生活中無機非金屬材料4、新型無機非金屬材料的特征二、幾種典型的新型無機非金屬材料1、結構材料——高溫結構陶瓷2、功能材料——光導纖維（光纖）展望金剛石結束古代實物展示現代實物展示思考材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，一直是人類進步的一個重要里程碑。例如，歷史上的石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作為時代主要標志的。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、有機高分子（如塑料等）、單晶材料等的發明，為人類進步提供重要的物質基礎。沒有半導體材料，便不可能有目前的計算機技術；沒有耐高溫、高強度的特殊結構材料，便沒有今天的宇航工業；沒有低損耗的光導纖維，也就沒有現代的光通訊；沒有有機高分子材料，人們的生活也不可能像今天這樣豐富多彩。(1)按化學組成和特性分類無機非金屬材料傳統無機非金屬材料新型無機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)按用途分類結構材料：利用材料的力學和物理、化學性質廣泛應用于機械制造、工程建設、交通運輸等各個工業部門功能材料：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領域3、生活中的無機非金屬材料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（光導纖維）⑼電腦的CPU（單晶硅）⑽隱形飛機（特殊光學材料）(壓電陶瓷)4、新型無機非金屬材料的特征（1）耐高溫、強度高（2）具有電學性質（3）具有光學性質

（4）具有生物功能

1、結構材料——高溫結構陶瓷(1)氧化鋁陶瓷性

能用

途熔點高坩堝、高溫爐管硬度大剛玉球磨機透明、耐高溫高壓鈉燈燈管

備注：鈉蒸氣放電發光問題早在1950年就得以解決，由于沒有一種能抵御高溫鈉蒸氣（1400℃）強烈腐蝕的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高壓鈉燈。高溫結構材料與金屬材料的性能比較高溫結構材料：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、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤滑、隔熱、電絕緣等一系列優良性能。(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、(4)人造寶石(請看下頁)制造發動機部位的受熱面，提高柴油機的質量，節省燃料（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氮化硅陶瓷部件人造寶石紅寶石和藍寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍寶石呈藍色則是由于其中混有少量含鈦化合物。

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

1870年，英國科學家丁達爾做了一個有趣的實驗：讓一股水流從玻璃容器的側壁細口自由流出，以一束細光束沿水平方向從開口處的正對面射入水中。丁達爾發現，細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果。2、功能材料——光導纖維（光纖）光導原理光纖光纜普通電纜信息量大,每根光纖理論上可同時通過10億路電話8管同軸電纜每條通話1800路原料來源廣(石英玻璃),節約有色金屬資源較少質量小,每公里27g,不怕腐蝕,鋪設方便每公里1.6t成本低,每公里1萬元左右每公里20萬元性能好,抗電磁干擾保密性強,能防竊聽,不發生電輻射光學纖維胃鏡現代通信用光纜用光導纖維做手術，不用開刀金剛石是目前已知的最硬的材料，可以用來切削和刻劃其他物質，被用于鉆探、磨削等行業。但是，由于天然金剛石非常少，遠遠不能滿足生產和科研的需要。科學家們通過對石墨和金剛石同素異形體結構的研究，指出了在一定條件下使石墨轉化為金剛石的可能性。

1955年，美國首先用石墨合成出金剛石，這是材料合成領域的一項重大成就。目前，世界上用石墨合成金剛石的研究發展很快，我國在這方面的研究也在飛速發展，許多城市都建有人造金剛石的工廠和研究所，以滿足生產發展的需要。金剛石金剛石鉆頭金剛石鋸片展望21世紀，材料科學的前景是美好的：1.光電轉換材料，分解水的催化材料和儲氫材料等能源材料將實現高效化；2.集多種功能于一身的復合材料可使我們的生活質量得到進一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導材料進入實用階段；4.智能材料和機敏材料將得到廣泛應用；5、納米材料將在治療癌癥、存儲信息等領域大顯神通……

社會需要材料,材料離不開化學。Si3N4陶瓷球軸承高純氧化鋁透明陶瓷管現代通信用光纜光學纖維胃鏡用光導纖維做手術，不用開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是一種單座戰斗轟炸機。設計目的是憑隱身性能，突破敵火力網，壓制敵方防空系統，摧毀嚴密防守的指揮所、戰略要地、重要工業目標，還可執行偵察任務，具有一定空戰能力。傳統無機非金屬材料簡介(硅酸鹽材料）一、玻璃工業二、水泥工業三、陶瓷6、我國主要玻璃工業產地玻璃工業3、反應原理主要原料：純堿、石灰石和石英。1、組成:Na2SiO3+CaSiO3+

SiO24、玻璃態物質5、幾種常見的玻璃返回

如秦皇島耀華玻璃廠，洛陽北玻玻璃廠，洛陽藍地鋼化玻璃有限公司淄博嘉利玻璃工業有限公司等。2、原料:水泥工業原料設備生產過程反應條件水泥成分水泥應用硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣石灰石、粘土、輔助原料水泥回轉窯高溫生料→熟料建筑粘合劑水泥工業展望3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3主要化學反應：Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫[說明]這兩個反應可看作Na2CO3、CaCO3分解成金屬氧化物后與SiO2反應玻璃

沒有固定的熔點。

沒有一定的熔點而在某一溫度范圍內逐漸軟化的物質。（介于晶體與非晶體之間。）實例特性定義玻璃態物質幾種常見玻璃簡介普通玻璃因混有鐵的化合物顯淺綠色藍玻璃紅玻璃化學儀器玻璃如試管等光學儀器玻璃如放大鏡鋼化玻璃光纖玻璃光導纖維：1964年8月華裔科學家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導線，被譽為“纖維光學之父”。比頭發絲還細的一對光導纖維上同時傳送3萬門電話且中繼距離長達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物質里，使玻璃呈現出特征顏色。

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。其機械強度比普通玻璃大4——6倍，不易破碎。返回洛陽藍地鋼化玻璃淄博嘉利玻璃工業有限公司簡介

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

公司總投資１６００萬美元，由美國、德國、意大利等國

引進了世界一流的設備與技術，配以進口合金鋼模具，是目前

國內唯一全部采用進口設備的玻璃生產企業。公司生產多種規

格型號的玻璃磚及玻璃器皿，具有年產玻璃磚７００萬塊，玻

璃器皿１０００萬件的生產能力，年產值９５００萬元。

公司擁有進出口自營權，產品銷遍全國各地，并遠銷美國、澳大利亞、韓國、日本、泰國、埃及、秘魯、希臘等三十多個國家和地區，深受國內外用戶歡迎。中國水泥工業明天更美好

我國水泥工業已經歷了100多年的歷史。舊中國的水泥工業在漫長的20世紀前50年內，步履維艱，發展緩慢，只有在新中國誕生以后，水泥工業才走一了健康發展之路。

建國后50年，水泥工業發生了翻天覆地的變化，尤其是1979年改革開放以來，隨著國民經濟發展和人民生活水平的不斷提高，水泥工業得到迅速發展，產量和質量都有有了很大提高。水泥產量自1979年到1999年增長了7.８倍，20年間我國水泥產量平均增長達11.08％，水泥產量自1995年以來一直居全世界首位。其中1999年我國水泥產量占世界的37．16％。我國水泥總產量雖高，但由于人口多，所以人均產量較低。如在90年代中期，意大利、西班牙、德國、法國、美國、日本、韓國人均產量（千克）分別為584、630、434、320、339、654、1318，同期我國為412千克。從1994年至1999年，我國人均消費（千克）分別為352、399、412、428、435、472。我國現有水泥企業8000多家，上次許可證發證企業7400家左右，而20萬噸以上的企業不足10％，全國水泥企業平均規模不到10萬噸，與世界其它國家相經差距極大。

故；埃及玻璃制品古埃及玻璃制品故；埃及玻璃制品戰國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墓出土的玻璃圓盒

魏晉南北朝的玻璃缽網紋玻璃杯河北定縣靜志寺出土的北宋玻璃杯目前發現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的中國古代陶瓷南方玻璃隕石返回玻璃儀器鋼化玻璃光學玻璃型材石英玻璃陶瓷景德鎮傳統名瓷之一的薄胎瓷景德鎮傳統名瓷之一的雕塑瓷景德鎮傳統名瓷之一的粉彩瓷景德鎮傳統名瓷之一的玲瓏瓷景德鎮傳統名瓷之一的青花瓷景德鎮傳統名瓷之一的顏色釉瓷返回陶與瓷的異同之處：

共同點：都是硅酸鹽產品不同點：原料、溫度、陶瓷的強度、顏色、厚度、透水性、質地等方面有區別。

陶瓷的優點和用途：具有抗氧化性、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、已成型等優點，有著廣泛的用途。例如：化學實驗中用的坩堝、蒸發皿等也是陶瓷制品。

返回1.與普通玻璃具有相同組成的是（

）A．光學玻璃

B．有色玻璃

C．鋼化玻璃

D．有機玻璃2.下列說法正確的是（

）A．硅酸鹽材