新型无机非金属材料
2024届高考化学一轮复习：无机非金属材料
第15讲 无机非金属材料[课程标准] 1.了解硅酸盐材料及新型无机非金属材料的性质和用途。
2.掌握硅和二氧化硅的性质及应用，了解高纯硅的制备。
考点一 硅和二氧化硅一、硅单质1．存在：硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2．物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3．化学性质(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟气、氢氟酸、碱反应，反应的化学方程式分别为：与氟气：Si ＋2F 2===SiF 4；与氢氟酸：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；与碱：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。
(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si ＋O 2=====△ SiO 2。
4．硅的工业制法及提纯 石英砂 ――→①焦炭1 800 ℃～2 000 ℃ 粗硅 ――→②HCl 300 ℃ SiHCl 3 ――→③H 21 100 ℃ 高纯硅 涉及的化学方程式：①SiO 2＋2C =====1 800 ℃～2 000 ℃ Si ＋2CO ↑；②Si ＋3HCl=====300 ℃SiHCl 3＋H 2；③SiHCl 3＋H 2=====1100 ℃ Si ＋3HCl 。
5．用途(1)良好的半导体材料；(2)太阳能电池；(3)计算机芯片。
二、二氧化硅1．存在(1)自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
(2)天然SiO 2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2．物理性质：熔点高，硬度大，难溶于水。
3．化学性质(1)SiO 2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 。
(2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO 2＋CaCO 3=====高温 CaSiO 3＋CO 2↑。
新型无机非金属材料制备工艺
新型无机非金属材料制备工艺引言新型无机非金属材料是一类在材料科学领域中具有重要应用潜力的材料。
与传统的金属材料相比，无机非金属材料具有更高的硬度、更好的耐腐蚀性能、更低的导热系数和更好的绝缘性能。
因此，新型无机非金属材料在航空航天、电子器件、能源存储等领域得到广泛应用。
本文将介绍一种常见的新型无机非金属材料制备工艺，包括原材料准备、混合、成型和烧结等步骤。
同时，还将讨论一些常见的材料制备问题和改进措施，以提高制备效率和材料性能。
原材料准备新型无机非金属材料的制备过程通常需要使用一些原材料，如粉末、化学品等。
在开始制备工艺之前，需要对原材料进行准备。
首先，需要选择适当的原材料。
根据材料的要求和性能需求，确定所需原材料的种类、纯度和颗粒大小。
然后，对原材料进行粉碎。
一般情况下，原材料需要经过粉碎设备进行粉碎处理，以获得所需的颗粒大小。
粉碎过程中需要注意避免杂质的混入，以确保最终材料的纯度和性能。
最后，对原材料进行筛选和干燥。
通过筛选可以去除不需要的颗粒大小，确保原材料的一致性；通过干燥可以去除原材料中的水分，防止在后续的制备过程中出现问题。
混合混合是制备新型无机非金属材料过程中的关键步骤之一。
通过混合，可以将不同的原材料均匀地混合在一起，以形成均一的混合物，为后续的成型和烧结过程做好准备。
混合过程需要根据具体材料的特性来选择适当的混合设备。
常见的混合设备包括球磨机、搅拌机等。
在混合过程中，需要控制混合时间和混合速度，以确保混合得到充分和均匀。
此外，还可以根据需要添加一些助剂，如增湿剂、黏合剂等，以提高混合效果和成型性能。
成型成型是将混合后的材料加工成所需形状和尺寸的过程。
常见的成型方法包括压制、注射成型、喷涂等。
压制是一种常见的成型方法，适用于制备块状和板状材料。
在压制过程中，将混合好的材料放入模具中，然后施加足够的压力使材料在模具中形成所需形状。
压制过程中需要根据具体材料的性质和成型要求来选择适当的压力和温度。
新型无机非金属材料有哪些
新型无机非金属材料有哪些新材料全球交易网新型无机非金属材料有哪些？“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。
更多增值服务，请关注“新材料全球交易网”。
一、重要概念1、新型无机非金属材料（1）是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
（2）包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
2、陶瓷（1）从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
（2）从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃（1）狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。
（2）一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。
具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，能在空气或水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料6、复合材料由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料（1）可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）（2）弱塑性原料：叶蜡石、滑石（3）非塑性原料：减塑剂——石英；助熔剂——长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度。
4、陶瓷的成型方法（1）可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）（2）注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型（3）压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
新型无机非金属材料
新型无机非金属水材晶料 和金刚石等
新型无 机非金 属材料
高频绝缘材料 铁电和压电材料
磁性材料
导体陶瓷 半导体陶瓷
氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻
璃 钛等酸钡系、锆钛酸铅系材料等
锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记 录和磁泡材料等 钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等
钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆 等过渡金属元素氧化物系材料等
最后结合课后习题小结。
材料
主要成份
高频绝缘陶瓷 导体陶瓷
Al2O3 Leabharlann iC半导体陶瓷ZnO
生物陶瓷
Al2O3磷酸盐等
新型无机非金属材料
练习：1．下列叙述不正确的是______。 A．硅酸盐材料也称为传统无机非金属 材料 B．新型无机非金属材料具有耐高温、 高强度，具有电学和光学特性，具有生 物功能 C．高温结构陶瓷和光导纤维都属于新 型无机非金属材料 D．水泥、普通玻璃、陶瓷都属于新型 无机非金属材料
新型无机非金属材料
真正的光通信时代
目前的光纤通信，是把声音或图象通过电话机
或电视摄像机变成电信号，再通过光调制机对激光
光源进行调制，把电信号变成光信号，由光导纤维
传送到接收端，接收端的激光接收机通过光电转换
器，把光信号还原成电信号，进入电话机或电视机
，重现发送的声音或图象。
未来的光纤通信，可以不用电信号，而是将声
性能好，抗电磁干扰
每公里1.6吨 每公里20万元左右 一般有电磁干扰
无辐射，防窃听
新型无机非金属材料
1.光导纤维在通讯技术中的应用，光纤 通信较之普通电缆通信有哪些优点呢?请 大家阅读课本P158有关内容，进行回答。
新型无机非金属材料
新型无机非金属材料第一种材料是石墨烯。
石墨烯是由原子薄层构成的碳材料，具有特殊的二维结构。
它的热导率极高，电导率也很高，还具有较高的机械强度和化学稳定性，被广泛应用于电子、能源和材料等领域。
例如，它可以用于制造高效的电池、超级电容器和太阳能电池等能源设备。
第二种材料是陶瓷材料。
陶瓷是一类以无机非金属化合物为主要组分的材料。
它具有优良的耐磨、耐高温和电绝缘性能，被广泛应用于航空航天、化工和医疗等领域。
例如，陶瓷材料可以用于制造高温炉、高压容器和人工关节等。
第三种材料是光学材料。
光学材料是一类能够调控和传播光信号的材料。
它具有优良的透光性、折射率可控性和非线性光学效应等特点，被广泛应用于通信、显示和传感等领域。
例如，光学材料可以用于制造光纤、液晶显示器和激光器等光学器件。
第四种材料是高分子材料。
高分子材料是由无机非金属构成的聚合物材料。
它具有优良的柔韧性、机械强度和导电性能，被广泛应用于塑料、橡胶和纺织品等领域。
例如，高分子材料可以用于制造塑料袋、橡胶密封件和纤维素纤维等。
第五种材料是陶瓷纳米材料。
陶瓷纳米材料是一种由纳米粒子组成的陶瓷材料。
它具有较大的比表面积和较好的化学稳定性，被广泛应用于催化剂、传感器和生物医药等领域。
例如，陶瓷纳米材料可以用于制造汽车尾气催化剂、生物传感器和药物缓释载体等。
综上所述，新型无机非金属材料在科技发展中起着重要的作用。
它们的独特特性使其成为众多行业的重要组成部分，推动了现代社会的进步和发展。
随着科学技术的不断进步，相信新型无机非金属材料将在更多的领域发挥更大的应用潜力。
【高中化学】新型无机非金属材料PPT课件
(2)氮化硅陶瓷
氮化硅基陶瓷具有密度小、高强、高硬、高韧 性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、 隔热、电绝缘等一系列优良性能。 Si3N4基陶瓷球轴承 氮化硅陶瓷部件
制造发动机部位的受热面，提高柴油机的质量， 节省燃料（不用水冷却，减少热散失）。 沙漠车
(3)氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷、
氧化锆陶瓷
1、不要做刺猬，能不与人结仇就不与人结仇，谁也不跟谁一辈子，有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防，而离别多是蓄谋已久，总有一些人会慢慢淡出你的生活，你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么，但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道，心口如一，是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近，可是走下去却很远的，缺少耐心的人永远走不到头。人生，一半是现实，一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁，不必变成那个人，而是用那个人的精神和方法，去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去，一定要放下。学会狠心，学会独立，学会微笑，学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你，称赞你，而是让周围的人都需要你，离不开你。 8、生活本来很不易，不必事事渴求别人的理解和认同，静静的过自己的生活。心若不动，风又奈何。你若不伤，岁月无恙。 9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。 16、在不违背原则的情况下，对别人要宽容，能帮就帮，千万不要把人逼绝了，给人留条后路，懂得从内心欣赏别人，虽然这很多时候很难 。 17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，因为下辈子不一定能够遇见。
新型无机非金属材料
新型无机非金属材料新型无机非金属材料是指一类不含金属元素的材料，通常由非金属元素或化合物组成。
这些材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电、能源、环境保护等领域。
本文将介绍几种常见的新型无机非金属材料及其应用。
1. 碳纳米管碳纳米管是由碳原子以特定的结构排列而成的纳米级管状结构材料。
它具有极高的强度和导电性能，被广泛应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。
碳纳米管还具有良好的导热性能，可用于制备高性能的导热材料。
2. 石墨烯石墨烯是一种由碳原子以二维晶格排列而成的材料，具有极高的导电性和导热性，同时具有优异的机械性能。
石墨烯被广泛应用于电子器件、柔性显示器、传感器等领域，同时也被用于制备高强度的复合材料。
3. 二氧化硅纳米颗粒二氧化硅纳米颗粒是一种由二氧化硅组成的纳米级颗粒材料，具有较大的比表面积和优异的光学性能。
它被广泛应用于光学涂料、生物传感器、纳米药物载体等领域，同时也被用于制备高性能的隔热材料。
4. 氧化锌纳米颗粒氧化锌纳米颗粒是一种由氧化锌组成的纳米级颗粒材料，具有优异的光电性能和光催化性能。
它被广泛应用于太阳能电池、光催化材料、柔性电子器件等领域，同时也被用于制备高性能的抗菌材料。
5. 硼氮化物硼氮化物是一种由硼和氮元素组成的化合物材料，具有极高的硬度和热导率，同时具有优异的化学稳定性。
硼氮化物被广泛应用于超硬刀具、高温陶瓷、热导材料等领域，同时也被用于制备高性能的电子器件。
总的来说，新型无机非金属材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电、能源、环境保护等领域。
随着纳米技术和材料科学的发展，新型无机非金属材料的研究和应用将会得到进一步的推动，为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。
高一化学新型无机非金属材料
航空、航天等
一、高温结构陶瓷
1. 定义：
主要指利用其强度、硬度、韧性 等机械性能制成的各种材料。
2. 特性：
耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、 硬度大、耐磨损、密度小等
陶瓷柴油机
3. 用途
制坩埚、高温炉管等 制刚玉耐磨机 可制高压钠灯的灯管
（耐高温、强度大等）
信息材料： 液晶、光导纤维、记忆合金、半导体
（光、电、敏感、记录）
第三节 新型无机非金属材料 练习题
1. 定 义： 具有特殊结构和特殊功能（性质）的新材料。
2. 特 性： • 能承受高温、强度大：氮化硅陶瓷（耐1200OC • 具有光学特性：光导纤维 • 具有电学特性：K3C60超导体 • 具有生物功能：如Ca3(PO4)2系陶瓷
传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发生电 辐射，通讯质量高，能防窃听（保密性好）。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 用途：
（1）制光缆，传输信息、图像；（2）制光导纤维内窥镜 测量心脏中的血压、体温等； （3）传输能量等。
练习题
1. 试写出下列物质的化学式：
氮化硅
碳化硅
碳化硼
Si3N4
SiC
B4C3
2.下列属于新型无机非金属材料的是（C D ）
3. 新型的无机非金属材料？特性？
人类社会所需要，用于制造有用器物的物质。陶
化学组成
P3
材
无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷（普通）
氮化硅陶瓷、光导纤维
金属材料： 普通金属、 合金 有机高分子材料： 橡胶、塑料、纤维
料
使用功能
复合材料：碳纤维增强材料、
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
能源、信息、材料是文明的三大支柱。
而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。
材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。
人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。
设问：提出问题，让学生讨论。
1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料？（刀头上的金刚石）
2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少？（人造红宝石）
3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料？（压电陶瓷）
4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的？（光导纤维）
板书：第三节新型无机非金属材料
材料包括很多种，可以把它们分类：投影：
一、材料的分类和特点：
1．材料可分为：无机非金属材料传统无机非金属材料如：水泥、玻璃、陶瓷
新型无机非金属材料如：高温结构陶瓷、光导纤维
金属材料如：Fe、Cu、Al、合金等。
高分子材料如：聚乙烯、聚氯乙烯
讲解：今天，我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。
请看课本中的有关内容，可以讨论，交流，也可以起来发言。
注意总结出要点。
交流并及时小结：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。
板书：二、新型无机非金属材料简介
新型无机非金属材料很多，现列举几种：压电材料；磁性材料；导体陶瓷；激光材料，光导纤维；超硬材料（氮化硼）；高温结构陶瓷；生物陶瓷（人造骨头、人造血管）等等。
今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
板书：(一)、高温结构陶瓷
1．氧化铝陶瓷
展示：高压钠灯。
外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
展示：坩埚、高温炉管。
让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。
可以看书、交流。
讲解：性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管
2．氮化硅陶瓷
展示：陶瓷柴油机的图片。
说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
板书：（二）、光导纤维
展示：光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。
当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。
还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
播放：光导纤维的视频。
学生概括：光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。
教师小结：对比光纤光缆和普通电缆。
光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。
而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。
而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。
而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 000元左右。
而普通光缆每km 200
000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射……
指导阅读：教材中的资料“人造宝石”。
教师展示有关图片并适当讲解。
课堂练习：
1．有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（）
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
2．下列有关材料的说法不正确的是（）
A．传统的无机材料虽有不少优点，但质脆、经不起热冲击
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差
C．高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．新型无机非金属材料特性之一具有电学特性
参考答案：1．C、D 2．B
板书设计：第三节新型无机非金属材料
一、材料的分类和特点：
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。
二、新型无机非金属材料简介
(一)、高温结构陶瓷
1．氧化铝陶瓷
性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管
2．氮化硅陶瓷
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
（二）、光导纤维
对比光纤光缆和普通电缆
光纤光缆
普通电缆
信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话
8管同轴电缆每条通话1800路
原料来源广（石英玻璃），节约有色金属
资源较少
质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便
每km1.6t
成本低，每km 10 000元左右
普通光缆每km 200 000元左右
性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射
莲山课件原文地址：/Health/gaoyi/31769.htm。