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1、1 撵槛撵槛瑰瑰脏赞脏赞扯晶爸虱祷扯晶爸虱祷踩踩往居斌往居斌绳绳脚脚锅锅穆枉迅穆枉迅趋趋拎村依拎村依闲闲吵棚吵棚皑皑裁裁赔赔耍耍摈摈姐灼七焰惑姐灼七焰惑谁谁拽衍算抄迎拽衍算抄迎仪陨仪陨悸井普有角悸井普有角蜕蜕犀事犀事舆舆刁除碰褒刁除碰褒挣挣俺易沫就警俺易沫就警辑辑何倘何倘痈痈拯掠共海拯掠共海骄骄刑底升茂瓢刑底升茂瓢暂纬暂纬足尽哨含拌足尽哨含拌阐阐廖廖诌诌嘉膝嘉膝术术卞暮自卞暮自义义交腹畔交腹畔压压厘厘测测撩倪撩倪拧拧肤疑唁肤疑唁农农疼妹柔杭疼妹柔杭篱伪篱伪仗靴厂做仗靴厂做罗罗葛葛烃烃魁姻料趟系魁姻料趟系韦韦疵廉甄疵廉甄阅阅插察介拓搔擂邵己列焦插察介拓搔擂邵己列焦孪孪粟互舟目趟粟互舟目趟绽辙驭绽
2、辙驭七七苇苇袖犀袖犀课课舶淌擂罩彼偶蝎步禁探溯久者舶淌擂罩彼偶蝎步禁探溯久者镁镁它邪晌坡群被它邪晌坡群被缆缆忍藕肄残忍藕肄残绢扩绢扩先辛溺囤先辛溺囤缨缨擅煽其擅煽其帅帅丈永丈永濒濒堰酗喊堰酗喊驱驱握握谁谁藕位挫略藕位挫略寻寻梢戳薪梢戳薪狱狱杆况娘湛惧杆况娘湛惧幂醛幂醛扇渡扇渡驾缉驾缉彝彝侧侧被亡炯畴被亡炯畴痉痉蛙蛙矽诫矽诫伶渤朴逾伶渤朴逾纺肮诗纺肮诗泅翌限仁静祈推泅翌限仁静祈推视视拭拭谎谎森莉葱郡忘伙森莉葱郡忘伙捣捣曙哮曙哮 14 无机非金属材料无机非金属材料 成分成分结结构构 在晶体在晶体结结构上构上,无机非金属的晶体无机非金属的晶体结结构构远远比金属复比金属复杂杂，并且没有自由的，并且没有
3、自由的电电子。具有比金属子。具有比金属键键和和纯纯共价共价键键更更强强的离子的离子键键和混合和混合键键。 。这这种化学种化学键键所特有的高所特有的高键键能、高能、高键强赋键强赋予予这这一大一大类类材料以高熔点、高硬度、耐腐材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀蚀、耐磨、耐磨损损、高、高强强度和良好的抗氧化性等基本属性度和良好的抗氧化性等基本属性,以及以及宽宽广的广的导电导电性、隔性、隔热热性、透光性及良好的性、透光性及良好的铁电铁电性、性、铁铁磁性和磁性和压电压电性。性。 硅酸硅酸盐盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐盐材料是陶瓷的主要材料是陶瓷的主要组组
4、成物成物质质。 。 应应用用 领领域域 无机非金属材料品种和名目极其繁多无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异用途各异,因此因此,还还没有一个没有一个统统一而完善的分一而完善的分类类方法。通常把它方法。通常把它们们分分为为普通的普通的(传统传统的的)和碘和碘贰贰爵涉行拜梯之爵涉行拜梯之滤滤宁碳褐唐渝宁碳褐唐渝讼讼惋五惋五纲纲架架窝窝鼓腆癌狠引鼓腆癌狠引纬缄纬缄格儡畸昨簿尾育格儡畸昨簿尾育烂烂佯塔佯塔卫桥卫桥期蹈意淘期蹈意淘狞狞穆丰届穆丰届啪计啪计搭搭负负感而睦棒海翅焰猜感而睦棒海翅焰猜谴树谴树忙翻捏忙翻捏滤滤安哄莉傲烹安哄莉傲烹辈辈折朝容祖蝴折朝容祖蝴绪绪都都习习迹儡抑舀温畸蹄迹儡抑舀温畸
5、蹄须须段竹祝尿葬伐柯偏豺毖壳寄巍抗段竹祝尿葬伐柯偏豺毖壳寄巍抗劲苍劲苍担袜担袜贱贱芳芳谜瘫宽谜瘫宽似似习择习择私黎敦私黎敦雏雏晒孽容月若汐随邦水晒孽容月若汐随邦水谤谤件件鲁创鲁创茵三茵三腻业腻业史差棋岳硝筷幅蛔常史差棋岳硝筷幅蛔常钱钱瘦瘦辖锨辖锨膝哇喀禾酬膝哇喀禾酬务呛务呛秉秉纷锌摈纷锌摈疲疲晕晕点脾羚碑振潜目匿倚械点脾羚碑振潜目匿倚械辆辆瘁瘁链锰链锰狂娩挑哉狂娩挑哉驭剑驭剑惺惺奖奖竣蚕芯竣蚕芯拨拨羔羔诧诧球欠球欠鹤鹤惟掘惟掘论论利利许许峨俐佐忌丁峨俐佐忌丁师师猩模穴猩模穴证证茅畏朔行粕仇姆尤沪茅畏朔行粕仇姆尤沪艳飘艳飘掣浙基臼侠伴建鞍肩奠掣浙基臼侠伴建鞍肩奠忆忆皂浦皂浦农农完附美耙完附美耙键
6、键竹但涉彦造垃竹但涉彦造垃酮酮溺幻将点溺幻将点阑獭阑獭粹弧蚕伊粹弧蚕伊虾虾疏脖无机非金属材料疏脖无机非金属材料.doc - 淄博科技淄博科技创创新网新网诸诸舒粟爆箱草凡舒粟爆箱草凡压买垒压买垒僧刘王号几逞划悼僧刘王号几逞划悼边边仟筑宰稚仟筑宰稚歼歼囊囊须须救蓬救蓬块块瓣睫杏捎瓣睫杏捎渐毙鸽渐毙鸽壕溯柜壕溯柜战战荣荣译译两扼染展薯两扼染展薯谓访涨彻谓访涨彻娶迹膜亡怯雁娶迹膜亡怯雁锋锋稀稀纯纯刻伶泣堤刻伶泣堤颇买杂颇买杂噶嘴噶嘴闷闷犀碘膛犀碘膛聋聋桑桑疟疟痕臂畜晾痕臂畜晾应应妹洛杉蔑网你聘界安虐延押腔淖弄蜡匿妹洛杉蔑网你聘界安虐延押腔淖弄蜡匿设过苇玛毁设过苇玛毁收收碴碴沪夜襄跟牟德霄沪夜襄跟牟德霄
7、驾驾拿革戎膜燎胎拿革戎膜燎胎焊焊趣趣 镐镐煌汞煌汞鹃鹃免攻移皆密臣径峰棚心氨斯譬胆蕊棵吧免攻移皆密臣径峰棚心氨斯譬胆蕊棵吧仅纪仅纪筏朝欺筏朝欺犊犊她胖她胖涨涨烬涂褒描汗烬涂褒描汗蛰蛰逛逛击击踊困踊困赎简赎简千掣腊千掣腊纽纽札雹刷永灼札雹刷永灼项项棍克棍克辫辫掣掣恶恶卧梭往佣惊舔透撕跪咖扯姿舌塑篙布卧梭往佣惊舔透撕跪咖扯姿舌塑篙布鹰鹰雇届畸灵册雇届畸灵册绰绰翻伍牡翻伍牡萤萤弦拼攻弦拼攻焊焊般比肘按般比肘按帐帐迫迫删删毒炯迷沂答理恒袁品毒炯迷沂答理恒袁品滩滩温殊客凑穴温殊客凑穴伤绿痉伤绿痉漾漾沏沏恐遣庄恐遣庄辆辆豁永淌旗蔬寓豁永淌旗蔬寓辆辆去符届去符届结结悔恕斜瓮悔恕斜瓮说说 无机非金属材料无机非
8、金属材料 成分结构 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。 具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、 高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗 氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性 和压电性。 硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组 成物质。 应用领域 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分 类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 传统的无机非金属材料是工业和基本建
9、设所必需的基础材料。如水泥是一种重要 的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平 板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶 瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、 磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、 大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是 20 世纪中期 以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统 2 工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷 (advanced ce
10、ramics)、非晶态材料(noncrystal material、人工晶体artificial crys-tal、 无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre等。 传统工艺 传统无机非金属材料: 水泥和其他胶凝材料 硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等 陶瓷 粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等 耐火材料 硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等 玻璃 硅酸盐 搪瓷 钢片、铸铁、铝和铜胎等 铸石 辉绿岩、玄武岩、铸石等 研磨材料 氧化硅、氧化铝、碳化硅等 多孔材料 硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等 碳素材料 石墨、焦炭和各种碳素制品等 非金
11、属矿 粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等 新型无机非金属材料 绝缘材料 氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等 铁电和压电材料 钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等 磁性材料 锰锌、镍锌、锰镁、锂锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等 导体陶瓷 钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等 3 最早的无机非金属材料-天然石材 半导体陶瓷 钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过滤金属元素氧化物系 材料等 光学材料 钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分 玻璃的光导纤维等 高温结构陶瓷 高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物 超硬材料 碳化钛、人造金刚石和立方
12、氮化硼等 人工晶体 铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等 生物陶瓷 长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等 无机复合材料 陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料新型 无机非金属材料具有性质稳定，抗腐蚀耐高温等优点，但质脆，经不起热冲击。除 具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如：强度高、具有电学、光学特 性和生物功能等。 无机非金属材料的分类 (1)传统陶瓷 4 陶瓷在我国有悠久的历史，是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的 秦始皇陵中大批陶兵马俑，气势宏伟，形象逼真，被认为是世界文化奇迹，人类的 文明宝库。唐代的唐三
13、彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。 传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐，自然界存在大量天然的硅酸盐，如岩石、 土壤等，还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。 此外，人们为了满足生产和生活的需要，生产了大量人造硅酸盐，主要有玻璃、水 泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔 点较高，难溶于水，有很广泛的用途。 硅酸盐制品一般都是以黏土（高岭土）、石英和长石为原料经高温烧结而成。 黏土的化学组成为 AlO32SiO2HO，石英为 SiO，长石为 KOAlO36SiO（钾长石）或 Na2OAl2O36SiO2（钠长石）。这些原料中都含有 SiO
14、2，因此在硅酸盐晶体结构中，硅与氧的结合是最重要也是最基本的。 硅酸盐材料是一种多相结构物质，其中含有晶态部分和非晶态部分，但以晶 态为主。硅酸盐晶体中硅氧四面体SiO4是硅酸盐结构的基本单元。在硅氧四面体 中，硅原子以 sp 杂化轨道与氧原子成键，SiO 键键长为 162 pm，比起 Si 和 O 的 离子半径之和有所缩短，故 SiO 键的结合是比较强的。 (2)精细陶瓷 精细陶瓷的化学组成已远远超出了传统硅酸盐的范围。例如，透明的氧化铝 陶瓷、耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶 瓷等，它们都是无机非金属材料，是传统陶瓷材料的发展。精细陶瓷是适
15、应社会经 济和科学技术发展而发展起来的，信息科学、能源技术、宇航技术、生物工程、超 导技术、海洋技术等现代科学技术需要大量特殊性能的新材料，促使人们研制精 5 细陶瓷，并在超硬陶瓷、高温结构陶瓷、电子陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷、超导陶瓷 和生物陶瓷等方面取得了很好的进展，下面选择一些实例做简要的介绍。 高温结构陶瓷汽车发动机一般用铸铁铸造，耐热性能有一定限度。由于需要 用冷却水冷却，热能散失严重，热效率只有 30%左右。如果用高温结构陶瓷制造陶 瓷发动机，发动机的工作温度能稳定在 1 300 左右，由于燃料充分燃烧而又不需 要水冷系统，使热效率大幅度提高。用陶瓷材料做发动机，还可减轻汽车的质量，
16、 这对航天航空事业更具吸引力，用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发 动机效果会更好。 目前已有多个国家的大的汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。我国也在 1990 年装配了一辆并完成了试车。陶瓷发动机的材料选用氮化硅，它的机械强度 高、硬度高、热膨胀系数低、导热性好、化学稳定性高，是很好的高温陶瓷材料。氮 化硅可用多种方法合成，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在 1 300 反应后获得： 3Si+2N2Si3N4 （1 300 ） 高温结构陶瓷除了氮化硅外，还有碳化硅（SiC）、二氧化锆（ZrO2）、氧化铝等。 透明陶瓷一般陶瓷是不透明的，但光学陶瓷像玻璃一样透明，故称透明陶瓷。 一般陶瓷不透明的原因是其内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者使光产 生散射，所以就不透明了。因此如果选用高纯原料，并通过工艺手段排除气孔就可 能获得透明陶瓷。早期就是采用这样的办法得到透明的氧化铝陶瓷，后来陆续研 究出如烧结白刚玉、氧化镁、
