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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程无机非金属材料Chapter 7Non-metallic Inorganic Materials1Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程本章内容7.1无机非金属材料的分类和特点无机非金属材料的分类和特点7.2 水泥与玻璃水泥与玻璃7.3 陶瓷陶瓷7.4 半导体材料半导体材料7.5 超导材料超导材料2Chapter7Non-metallicI
2、norganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程学习目的结合前面所学内容，理解无机非结合前面所学内容，理解无机非金属材料结构金属材料结构与性能特点；与性能特点；了解常用无机非金属材料的合成和工艺。了解常用无机非金属材料的合成和工艺。了解各种新型无机非金属材料的特殊性能、作了解各种新型无机非金属材料的特殊性能、作用原理、结构及用途。用原理、结构及用途。3 3Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定
3、部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程学习参考书目1.杨兴钰.材料化学导论.武汉：湖北科学技术出版社，20032.戴金辉，葛兆明 主编，无机非金属材料概论，哈尔滨工业大学出版社，19993.H.F.W.Taylor,CementChemistry,AcademicPress,19904.M.W.Barsoum,FundamentalsofCeramics,IOP,20035.J.G.P.Binner,AdvancedCeramicProcessingandTechnology,Vol.1,Noyes,19904Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体
4、侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7.1 无机非金属材料的分类及特点无机非金属材料以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。5传统（普通）无机非金属材料传统（普通）无机非金属材料新型（特种）无机非金属材料新型（特种）无机非金属材料Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程传统（普通）无机非
5、金属材料品种品种品种示例品种示例水泥等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锆、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属矿粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等6Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程新型（特种）无
6、机非金属材料7品种品种品种示例品种示例绝缘材料氧化铝、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
7、机复合材料陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程结构特征离子键：无方向性、无饱和性紧密堆积；键强较高密度大，高强度、高硬度、高脆性、耐热共价键：具有方向性与饱和性键强度较高，具有稳定化学结构密度较小，熔点高，硬度大，脆性大，热膨胀系数小，绝缘性好。离子键与共价键混合8Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生
8、长繁殖，引起不同程度的病理生理过程部分陶瓷化合物化学键混合特征9陶瓷化合物陶瓷化合物结合原子结合原子电负性差电负性差离子键比例离子键比例(%)共价键比例共价键比例(%)MgOMg-O2.136832Al2O3Al-O1.835743SiO2Si-O1.544555Si3N4Si-N1.142872SiCSi-C0.651090Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7.2 水泥与玻璃硅酸盐水泥铝酸盐类水泥硫铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥107.2
9、.1水泥（cement）按矿物组成分类一种水硬性胶凝材料，通过水化过程发生凝结和硬化，硬化后甚至在水中也可保持强度和稳定性。Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程11 Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程硅酸盐水泥熟料成分：硅酸三钙（3CaOSiO2），C3S硅酸二钙（2CaOSiO2），C2S铝酸三
10、钙（3CaOAl2O3），C3A铁铝酸四钙（4CaOAl2O3Fe2O3），C4AF12Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程硅酸盐水泥熟料比例对水泥性质的影响提高C3S的含量,可得到高强硅酸盐水泥提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸盐水泥降低C3S和C3A的含量,提高C2S的含量可得低热或中热硅酸盐水泥.13Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定
11、性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程硅酸盐水泥生产14所得熟料经碾磨成细粉，加少量石膏，用以调节水泥所得熟料经碾磨成细粉，加少量石膏，用以调节水泥的水硬化时间，即得水泥成品。的水硬化时间，即得水泥成品。熟料制备的化学过程：熟料制备的化学过程：Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程15Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生
12、长繁殖，引起不同程度的病理生理过程硅酸盐水泥的水化、凝结硬化水化水化物质由无水状态变为有水状态，由低物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。含水变为高含水，统称为水化。 凝结凝结水泥加水拌和初期形成具有可塑性的水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程硬化硬化浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石）状固体（水泥石）。 16Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长
13、繁殖，引起不同程度的病理生理过程凝结、硬化过程173CaOSiO2 nH2O 2CaOSiO2(n-1)H2O Ca(OH)22CaOSiO2 mH2O 2CaOSiO2mH2O3CaOAl2O3 6H2O 3CaOAl2O36H2O4CaOAl2O3Fe2O3 7H2O 3CaOAl2O36H2O CaOAl2O3Fe2O3H2O Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7.2.2 玻璃18玻璃瓶玻璃瓶玻璃工艺烛台玻璃工艺烛台建筑玻璃建筑玻璃艺术玻
14、璃艺术玻璃玻璃熔体冷却后呈坚硬无定形状态的无机物Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程19普通玻璃的化学结构Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 玻璃中的组分构成：玻璃中的组分构成：1. 1.形成体：能够独立形成网络的氧化物形成体：能够独立形成网络的氧化物SiOSiO2 2，B B2 2O O3 3，
15、GeOGeO2 22. 2.中间体：不能独立形成网络的氧化物，但能够中间体：不能独立形成网络的氧化物，但能够与形成体共同形成网络与形成体共同形成网络AlAl2 2O O3 3，V V2 2O O5 5，SeOSeO2 23. 3.改性剂：不仅不能形成网络，随着添加量的增改性剂：不仅不能形成网络，随着添加量的增大还会逐渐破坏网络，最终导致体系结晶。一大还会逐渐破坏网络，最终导致体系结晶。一般为碱金属与碱土金属的氧化物般为碱金属与碱土金属的氧化物NaNa2 2O O，K K2 2O O，CaOCaO，MgOMgO，BaOBaO等。等。20Chapter7Non-metallicInorganicM
16、aterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程21Na2O的加入对SiO2网络的影响Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 22鳞石英鳞石英SiO2-Na2O相图方石英方石英Na2O加入SiO2中，因形成低共熔混合物而使其熔融温度显著降低Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7.2.2.1 玻璃的制造231) 1) 硅酸盐形成阶段硅酸盐形成阶段2) 2) 玻璃形成阶段玻璃形成阶段4) 4) 玻璃液的均化阶段玻璃液的均化阶段3) 3) 玻璃液澄清阶段玻璃液澄清阶段5) 5) 玻璃液冷却阶段玻璃液冷却阶段Chapter7Non-metallicInorganicMaterials病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体
