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第五章
第三节 无机非金属材料
新人教版 化学 必修第二册
第一课时
01
02
目录
新型无金属材料
硅酸盐材料
01
一、硅酸盐材料
内容内容内容
一、硅酸盐材料
传统无机非金属材料
陶瓷
玻璃
水泥
内容内容内容
一、硅酸盐材料
1.陶瓷
陶瓷
原料
历史
应用
黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
青花瓷、唐三彩
生产建筑材料、
绝缘材料、
日用器皿、
卫生洁具等
China
反应条件
高温烧结
瓷都
内容内容内容
一、硅酸盐材料
2.玻璃
玻璃
原料
工业设备
应用
纯碱、石灰石和石英砂
玻璃窑
主要成分
生产建筑材料、
光学仪器、
各种器皿，
制造玻璃纤维用于高强度复合材料等
Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2
内容内容内容
生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。
资料卡片
内容内容内容
一、硅酸盐材料
3.水泥
水泥
原料
工业设备
黏土和石灰石
水泥回转窑
混凝土
水泥、沙子和碎石等与水混合
石膏的作用
条件
高温煅烧
调节水泥硬化速率
01
二、新型无机非金属材料
二、新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
存在 原子结构 示意图 周期表中位置
含量 存在形态 地壳中 居第___位 _________ __________ _______
_______
二
氧化物
和硅酸盐
第三周期、
第ⅣA族
硅的存在和结构
二、新型无机非金属材料
自然界中的硅：
硅酸盐矿石
水晶（ SiO2 ）
玛瑙（ SiO2 ）
二、新型无机非金属材料
工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅。
高纯硅的制备
二、新型无机非金属材料
SiO2+2C ========= Si+2CO↑
1800~2000 ℃
Si+3HCl ===== SiHCl3+H2↑
300 ℃
SiHCl3+H2 ===== Si+3HCl
1100 ℃
高纯硅的制备
二、新型无机非金属材料
2.新型陶瓷
结构
性能
高温抗氧化性能
碳原子和硅原子通过共价键连接
硬度大
砂纸和砂轮的磨料
耐高温结构材料
耐高温半导体材料
碳化硅陶瓷
二、新型无机非金属材料
2.新型陶瓷
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化，可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。
一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
高温结构陶瓷
压电陶瓷
二、新型无机非金属材料
2.新型陶瓷
主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。
在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域。
透明陶瓷
超导陶瓷
二、新型无机非金属材料
3.碳纳米材料
碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。
二、新型无机非金属材料
3.碳纳米材料
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其中的C60是富勒烯的代表物。C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。
富勒烯
二、新型无机非金属材料
3.碳纳米材料
碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。
碳纳米管
二、新型无机非金属材料
3.碳纳米材料
石墨烯
石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。
课堂检测
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
1.世界瓷都——泉州德化盛产陶瓷，下列说法不正确的是(　　)
A．国产C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
C．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
D．烧制陶瓷的过程中仅发生了化学变化
D
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
C
2.下列有关硅酸盐产品的说法不正确的是(　　)
A．水泥具有水硬性
B．玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英
C．玻璃有固定的熔沸点
D．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐产品
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
A
3.水泥和普通玻璃都是常见的硅酸盐产品，下列说法中不正确的是(　　)
A．生产水泥和普通玻璃的每一种原料都含有硅
B．水泥、普通玻璃都是混合物
C．生产水泥和玻璃都必须用石灰石
D．用纯净的石英制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器
课堂总结
课堂总结
01
02
硅酸盐材料
新型无机非金属材料
THANKS
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