第九章-无机非金属材料的腐蚀及耐蚀材料PPT课件
SiF4 + 2HF H2[SiF6] （氟硅酸） H3PO4 HPO3 + H2O （高温＞300℃ ）
2HPO3 P2O5 + H2O SiO2 + P2O5 SiP2O7 （焦磷酸硅 ）
.
6
② 矿物组成
A、 材料中SiO2的含越高耐酸性越强，Байду номын сангаасiO2质量分数
低于55％不耐酸。 例外：
∵渗透到孔隙中的苛性钠吸收CO2后变成含水碳酸盐 结晶，体积增大，在水泥内膨胀。
②结构：晶体结构的化学稳定性较无定型结构高 例：
结晶的SiO2（石英），虽属于耐酸材料，但也 有一定的耐碱性；而无定型的SiO2就易溶于碱液 中。
.
10
9.1.2影响因素
三、腐蚀介质的影响
① 除氢氟酸和高温磷酸外，硅酸盐材料的腐蚀速度与酸的 性质无关，而与酸的浓度有关；
玻璃的结构
①溶解
腐蚀类型 和机理
②水解和腐蚀 ③玻璃的风化
④选择性腐蚀
.
12
§9-2 玻璃的腐蚀
➢ 玻璃 玻璃是非晶的无机非金属材料。 在大气、弱酸等介质中，表面有污染、粗糙、斑点 等腐蚀迹象。
9.2.1、 玻璃的结构 金以属S）iO、2为Al主2O要3、组B成2O，3等含多有种R氧2O化、物R。O（碱金属或碱土 具有很好的耐酸性，耐碱性相对较差些，这与其组
Θ铸石：SiO2质量分数为55％左右，耐蚀性很好。 Θ红砖：SiO2质量分数达60%-80%，没有耐酸性。
∵铸石中的SiO2与Al2O3、Fe2O3等在高温下形成耐
腐蚀性很强的矿物－普通辉石。
而，红砖中SiO2以无定型状态存在，没有耐酸性。
Δ措施：将红砖在较高的温度下煅烧，使之烧结。
∵高温，SiO2与Al2O3形成具有高度耐酸性的新矿物 －硅线石（Al2O3·2SiO2）与莫来石（3Al2O3·2SiO2）， 且其密度也增大。
9.2.2、腐蚀类型和机理
➢ 玻璃与水及水溶液接触时，可以发生溶解和化 学反应。包括水解及在酸、碱、盐水溶液中的腐蚀。 除了玻璃的风化外，还有由于相分离所导致的选择 性腐蚀。
.
15
9.2.2.1、溶解
➢ pH值对可溶性SiO2的影响 图。
➢ 当PH＜8，SiO2在水溶液中 的溶解量很小； 当PH＞9后，溶解量则迅速 增大。
其腐蚀一般不是由电化学过程引起，而往往 是由化学作用或物理作用引起。（因其与电解质 溶液接触时一般不形成原电池）
.
4
9.1.2影响因素
耐蚀无机非金属材料大多属于硅酸盐材料，如下因素 会影响硅酸盐材料的耐蚀性。
一、材料的成分和矿物组成
① 成分：硅酸盐材料成分中主要有酸性氧化物SiO2 ,一 般酸性氧化物耐酸而不耐碱。
.
2
§9-1 无机非金属材料腐蚀基本原理
腐蚀特点
①材料的化学成分和矿物组成
影响因素
②材料孔隙和结构 ③腐蚀介质
.
3
§9-1 无机非金属材料腐蚀基本原理
9.1.1腐蚀特点
无机非金属材料通常具有良好的耐腐蚀性能， 但因为其化学成分、结晶状态、结构以及腐蚀介 质的性质等原因，在某些情况下，会发生严重的 腐蚀。
盐材料总具有一定的孔隙率。 孔隙影响：降低材料的耐腐蚀性。 ∵孔隙会使材料受腐蚀作用的面积增大，侵蚀作用也 就显得强烈，使得腐蚀不仅发生在表面上而且也 发生在材料内部。 当化学反应生成物出现结晶时，还会造成物理性 的破坏。例：
.
9
9.1.2影响因素
例：制碱车间的水泥地面，当间歇的收到苛性钠 的浸润时，就会使材料产生内应力破坏。
.
7
② 矿物组成
B、耐碱材料：含有大量碱性氧化物（CaO、MgO）
的材料。与耐酸材料相反，它们完全不能抵抗酸 类的作用。
如： 由钙硅酸盐组成的硅酸盐水泥：
特点：不耐所有的无机酸的腐蚀，而在一般的碱液 （浓的烧碱除外）中却是耐蚀的。
.
8
9.1.2影响因素
二、材料孔隙和结构
①孔隙率：除熔融制品（如玻璃、铸石）外，硅酸
② 酸的电离度越大，对材料的破坏作用越大； ③ 酸的温度升高，电离度增大，破坏作用增强； ④ 酸的粘度越大，破坏作用越小。例：
同一浓度的盐酸与硫酸，在同一时间渗入材料，盐酸 的腐蚀作用较硫酸强。 ∵ 盐酸比同一浓度的硫酸粘度小，同一时间渗入材料的 深度就大，其腐蚀作用就强。
.
11
§9-2 玻璃的腐蚀
成和结构密切相关。
玻璃的结构图 (next page)
.
13
(a) 同成分的晶体结构，长程有序排列。 (b) 缺乏对称性及周期性的三维网络，其结构是以硅氧四面体 [SiO4]为基本单元的空间连续的无规则网络所构成的牢固骨架， 此为材料中化学稳定的组成部分。
(c) 被网络外的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子所打断而又重新集 聚的脆弱网络，此为材料中化学不稳定的组成部分。
这种效应可从下页图示所显 示的模型说明：
.
16
① 在酸性溶液中，要破坏所形成的酸性硅烷桥较困 难，因而溶解少而慢；
② 在碱性溶液中，Si-OH的形成容易，故溶解度大。
.
17
9.2.2.2、水解与腐蚀
➢ 含有碱金属或碱土金属离子R（Na+、Ca2+等）的 硅酸盐玻璃与水或酸性溶液接触时，发生“水 解”，破坏Si-O-R键，而不是Si-O-Si键。 ≡Si—O—Na + H2O →H+与网络外阳离子的离子交换→ ≡Si—OH + NaOH
当SiO2（尤其是无定型）与碱液接触时发生如下反应而受 到腐蚀 SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O 生成物Na2SiO3易溶于H2O和碱 —— 材料破坏
.
5
9.1.2影响因素
特殊情况：对于含量较高的耐酸材料，除氢氟酸和高 温磷酸外，它能耐所有无机酸的腐蚀。
硅酸盐在HF和高温H3PO4 （300℃ ）受到腐蚀： SiO2 + 4HF SiF4 + H2O
第9章 无机非金属材料的腐蚀
及耐蚀材料
姓名：于建海
学号：1406022
概述
一、无机非金属材料概念：
除有机高分子材料和金属材料以外的固体材料，其中 大多数为硅酸盐材料。
硅酸盐材料：
指主要由硅和氧组成的天然岩石、铸石、陶瓷、玻 璃、水泥等。
无机非金属材料也往往称为陶瓷材料。
二、主要成份：
以地壳中的岩石及其风化而成的粘土、砂砾为原料， 经APbl2加OO等工3、。而T成iO，2、因F而e2O其3、主C要a成O、分M为g各O种、氧K2化O物、，Na如2OS、iO2、
2HPO3 P2O5 + H2O SiO2 + P2O5 SiP2O7 （焦磷酸硅 ）
.
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② 矿物组成
A、 材料中SiO2的含越高耐酸性越强，Байду номын сангаасiO2质量分数
低于55％不耐酸。 例外：
∵渗透到孔隙中的苛性钠吸收CO2后变成含水碳酸盐 结晶，体积增大，在水泥内膨胀。
②结构：晶体结构的化学稳定性较无定型结构高 例：
结晶的SiO2（石英），虽属于耐酸材料，但也 有一定的耐碱性；而无定型的SiO2就易溶于碱液 中。
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9.1.2影响因素
三、腐蚀介质的影响
① 除氢氟酸和高温磷酸外，硅酸盐材料的腐蚀速度与酸的 性质无关，而与酸的浓度有关；
玻璃的结构
①溶解
腐蚀类型 和机理
②水解和腐蚀 ③玻璃的风化
④选择性腐蚀
.
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§9-2 玻璃的腐蚀
➢ 玻璃 玻璃是非晶的无机非金属材料。 在大气、弱酸等介质中，表面有污染、粗糙、斑点 等腐蚀迹象。
9.2.1、 玻璃的结构 金以属S）iO、2为Al主2O要3、组B成2O，3等含多有种R氧2O化、物R。O（碱金属或碱土 具有很好的耐酸性，耐碱性相对较差些，这与其组
Θ铸石：SiO2质量分数为55％左右，耐蚀性很好。 Θ红砖：SiO2质量分数达60%-80%，没有耐酸性。
∵铸石中的SiO2与Al2O3、Fe2O3等在高温下形成耐
腐蚀性很强的矿物－普通辉石。
而，红砖中SiO2以无定型状态存在，没有耐酸性。
Δ措施：将红砖在较高的温度下煅烧，使之烧结。
∵高温，SiO2与Al2O3形成具有高度耐酸性的新矿物 －硅线石（Al2O3·2SiO2）与莫来石（3Al2O3·2SiO2）， 且其密度也增大。
9.2.2、腐蚀类型和机理
➢ 玻璃与水及水溶液接触时，可以发生溶解和化 学反应。包括水解及在酸、碱、盐水溶液中的腐蚀。 除了玻璃的风化外，还有由于相分离所导致的选择 性腐蚀。
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9.2.2.1、溶解
➢ pH值对可溶性SiO2的影响 图。
➢ 当PH＜8，SiO2在水溶液中 的溶解量很小； 当PH＞9后，溶解量则迅速 增大。
其腐蚀一般不是由电化学过程引起，而往往 是由化学作用或物理作用引起。（因其与电解质 溶液接触时一般不形成原电池）
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9.1.2影响因素
耐蚀无机非金属材料大多属于硅酸盐材料，如下因素 会影响硅酸盐材料的耐蚀性。
一、材料的成分和矿物组成
① 成分：硅酸盐材料成分中主要有酸性氧化物SiO2 ,一 般酸性氧化物耐酸而不耐碱。
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§9-1 无机非金属材料腐蚀基本原理
腐蚀特点
①材料的化学成分和矿物组成
影响因素
②材料孔隙和结构 ③腐蚀介质
.
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§9-1 无机非金属材料腐蚀基本原理
9.1.1腐蚀特点
无机非金属材料通常具有良好的耐腐蚀性能， 但因为其化学成分、结晶状态、结构以及腐蚀介 质的性质等原因，在某些情况下，会发生严重的 腐蚀。
盐材料总具有一定的孔隙率。 孔隙影响：降低材料的耐腐蚀性。 ∵孔隙会使材料受腐蚀作用的面积增大，侵蚀作用也 就显得强烈，使得腐蚀不仅发生在表面上而且也 发生在材料内部。 当化学反应生成物出现结晶时，还会造成物理性 的破坏。例：
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9.1.2影响因素
例：制碱车间的水泥地面，当间歇的收到苛性钠 的浸润时，就会使材料产生内应力破坏。
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② 矿物组成
B、耐碱材料：含有大量碱性氧化物（CaO、MgO）
的材料。与耐酸材料相反，它们完全不能抵抗酸 类的作用。
如： 由钙硅酸盐组成的硅酸盐水泥：
特点：不耐所有的无机酸的腐蚀，而在一般的碱液 （浓的烧碱除外）中却是耐蚀的。
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9.1.2影响因素
二、材料孔隙和结构
①孔隙率：除熔融制品（如玻璃、铸石）外，硅酸
② 酸的电离度越大，对材料的破坏作用越大； ③ 酸的温度升高，电离度增大，破坏作用增强； ④ 酸的粘度越大，破坏作用越小。例：
同一浓度的盐酸与硫酸，在同一时间渗入材料，盐酸 的腐蚀作用较硫酸强。 ∵ 盐酸比同一浓度的硫酸粘度小，同一时间渗入材料的 深度就大，其腐蚀作用就强。
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§9-2 玻璃的腐蚀
成和结构密切相关。
玻璃的结构图 (next page)
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13
(a) 同成分的晶体结构，长程有序排列。 (b) 缺乏对称性及周期性的三维网络，其结构是以硅氧四面体 [SiO4]为基本单元的空间连续的无规则网络所构成的牢固骨架， 此为材料中化学稳定的组成部分。
(c) 被网络外的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子所打断而又重新集 聚的脆弱网络，此为材料中化学不稳定的组成部分。
这种效应可从下页图示所显 示的模型说明：
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16
① 在酸性溶液中，要破坏所形成的酸性硅烷桥较困 难，因而溶解少而慢；
② 在碱性溶液中，Si-OH的形成容易，故溶解度大。
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9.2.2.2、水解与腐蚀
➢ 含有碱金属或碱土金属离子R（Na+、Ca2+等）的 硅酸盐玻璃与水或酸性溶液接触时，发生“水 解”，破坏Si-O-R键，而不是Si-O-Si键。 ≡Si—O—Na + H2O →H+与网络外阳离子的离子交换→ ≡Si—OH + NaOH
当SiO2（尤其是无定型）与碱液接触时发生如下反应而受 到腐蚀 SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O 生成物Na2SiO3易溶于H2O和碱 —— 材料破坏
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9.1.2影响因素
特殊情况：对于含量较高的耐酸材料，除氢氟酸和高 温磷酸外，它能耐所有无机酸的腐蚀。
硅酸盐在HF和高温H3PO4 （300℃ ）受到腐蚀： SiO2 + 4HF SiF4 + H2O
第9章 无机非金属材料的腐蚀
及耐蚀材料
姓名：于建海
学号：1406022
概述
一、无机非金属材料概念：
除有机高分子材料和金属材料以外的固体材料，其中 大多数为硅酸盐材料。
硅酸盐材料：
指主要由硅和氧组成的天然岩石、铸石、陶瓷、玻 璃、水泥等。
无机非金属材料也往往称为陶瓷材料。
二、主要成份：
以地壳中的岩石及其风化而成的粘土、砂砾为原料， 经APbl2加OO等工3、。而T成iO，2、因F而e2O其3、主C要a成O、分M为g各O种、氧K2化O物、，Na如2OS、iO2、
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《耐蚀非金属材料》课件
2 低密度和强度
相较于金属材料，具有更轻的重量和较高的 强度，有助于减轻高温环境和持久的磨损，适用于一些 极端工况下的场合。
4 良好的绝缘性能
对电磁波和电流有很好的绝缘效果，可以用 于电子器件和绝缘部件。
耐蚀非金属材料的应用领域
化工行业
• 储罐和管道 • 反应器和分离器 • 防腐设备
《耐蚀非金属材料》PPT 课件
这个PPT课件将介绍耐蚀非金属材料的各个方面，包括种类、特性、制造工艺、 应用领域以及测试等方面内容。
什么是耐蚀非金属材料
耐蚀非金属材料是指在化学环境中具有良好耐腐蚀性能的材料，不仅不会被 腐蚀，还能保持稳定的物理和化学性质。
耐蚀非金属材料的种类
聚合物耐蚀材料
具有卓越的耐蚀性能和机械强度，广泛应用于 化工、电子、医疗等领域。
电子行业
• 电路基板 • 封装材料 • 绝缘件
医疗行业
• 植入材料 • 医用设备 • 医用纤维
耐蚀非金属材料的制造工艺
1
原料选择
选择合适的原料，确保材料具备耐蚀特性以及所需的机械性能。
2
成型加工
通过注塑、挤出、压制等成型工艺将原料加工成所需的形状和尺寸。
3
表面处理
对制成品进行表面处理，提高耐蚀性和装饰效果。
玻璃纤维增强塑料材料
具有优异的抗腐蚀性和强度，常用于海洋工程、 航天航空等领域。
陶瓷耐腐蚀涂料
通过涂覆陶瓷材料，提高表面的耐蚀性和硬度， 常用于化工设备和涂料行业。
耐化学氧化聚酰亚胺材料
具有耐酸碱的性能，被广泛应用于化学工业和 高温环境下的材料。
耐蚀非金属材料的特性和优点
1 优秀的耐腐蚀性能
能够抵抗酸、碱、盐等腐蚀介质，避免设备 或结构的损坏。
《无机非金属》课件
气相法可以制备出具有超常物理性能的无机非金属材料，但制备过程能耗极高，且 不易控制材料的尺寸和形状。
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
无机非金属材料ppt课件
05
CATALOGUE
无机非金属材料的未来发展趋 势与挑战
发展趋势
01
高性能陶瓷材料
由于其优异的性能，陶瓷材料在许多领域都有广泛的应用，如航空航天
、汽车、医疗等。未来，陶瓷材料的研究将更加深入，应用领域更加广
泛。
02
纳米无机非金属材料
纳米无机非金属材料由于其尺寸效应和量子效应，具有许多优异的性能
THANKS
感谢观看
。随着纳米科技的不断发展，纳米无机非金属材料的研究和应用也将得
到更广泛的推广。
03
绿色无机非金属材料
随着环保意识的不断提高，绿色无机非金属材料将成为未来研究的热点
。这类材料具有低能耗、低污染、高循环利用的特点，符合可持续发展
的要求。
挑战与问题
材料性能的提升
尽管陶瓷等无机非金属材料的性能已经有所提升，但是与金属材料相比，仍然存在一定的 差距。因此，提高无机非金属材料的性能是当前面临的一个重要挑战。
02
CATALOGUE
无机非金属材料的性质与用途
性质
01
02
03
04
一般性质
无机非金属材料具有较高的熔 点、硬度，良好的化学稳定性
，但脆性较大。
力学性质
无机非金属材料具有较高的抗 压强度、抗拉强度，耐磨性较
好，但韧性较差。
电学性质
无机非金属材料具有较好的绝 缘性能和导热性能。
光学性质
无机非金属材料具有较好的光 学性能，如透光性、反射性等
根据性质和用途，无机非金属材料可 分为陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等 几大类。
无机非金属材料的重要性
无机非金属材料在国民经济发展中扮演着重要角色，特别是 在高技术领域，如航空航天、电子、新能源等领域具有不可 替代的作用。
第九章-无机非金属材料的腐蚀及耐蚀材料学习资料
这种效应可从下页图示所显 示的模型说明：
① 在酸性溶液中，要破坏所形成的酸性硅烷桥较困 难，因而溶解少而慢；
② 在碱性溶液中，Si-OH的形成容易，故溶解度大。
9.2.2.2、水解与腐蚀
➢ 含有碱金属或碱土金属离子R（Na+、Ca2+等）的 硅酸盐玻璃与水或酸性溶液接触时，发生“水 解”，破坏Si-O-R键，而不是Si-O-Si键。 ≡Si—O—Na + H2O →H+与网络外阳离子的离子交换→ ≡Si—OH + NaOH
①溶解
腐蚀类型 和机理
②水解和腐蚀 ③玻璃的风化
④选择性腐蚀
§9-2 玻璃的腐蚀
➢ 玻璃 玻璃是非晶的无机非金属材料。 在大气、弱酸等介质中，表面有污染、粗糙、斑点 等 腐蚀迹象。
9.2.1、 玻璃的结构 金以属S）iO、2为Al主2O要3、组B成2O，3等含多有种R氧2O化、物R。O（碱金属或碱土 具有很好的耐酸性，耐碱性相对较差些，这与其组成
② 矿物组成
B、耐碱材料：含有大量碱性氧化物（CaO、MgO）
的材料。与耐酸材料相反，它们完全不能抵抗酸 类的作用。
如： 由钙硅酸盐组成的硅酸盐水泥：
特点：不耐所有的无机酸的腐蚀，而在一般的碱液 （浓的烧碱除外）中却是耐蚀的。
9.1.2影响因素
二、材料孔隙和结构
①孔隙率：除熔融制品（如玻璃、铸石）外，硅酸
其腐蚀一般不是由电化学过程引起，而往往 是由化学作用或物理作用引起。（因其与电解质 溶液接触时一般不形成原电池）
9.1.2影响因素
耐蚀无机非金属材料大多属于硅酸盐材料，如下因素 会影响硅酸盐材料的耐蚀性。
一、材料的成分和矿物组成
① 成分：硅酸盐材料成分中主要有酸性氧化物SiO2 ,一 般酸性氧化物耐酸而不耐碱。
① 在酸性溶液中，要破坏所形成的酸性硅烷桥较困 难，因而溶解少而慢；
② 在碱性溶液中，Si-OH的形成容易，故溶解度大。
9.2.2.2、水解与腐蚀
➢ 含有碱金属或碱土金属离子R（Na+、Ca2+等）的 硅酸盐玻璃与水或酸性溶液接触时，发生“水 解”，破坏Si-O-R键，而不是Si-O-Si键。 ≡Si—O—Na + H2O →H+与网络外阳离子的离子交换→ ≡Si—OH + NaOH
①溶解
腐蚀类型 和机理
②水解和腐蚀 ③玻璃的风化
④选择性腐蚀
§9-2 玻璃的腐蚀
➢ 玻璃 玻璃是非晶的无机非金属材料。 在大气、弱酸等介质中，表面有污染、粗糙、斑点 等 腐蚀迹象。
9.2.1、 玻璃的结构 金以属S）iO、2为Al主2O要3、组B成2O，3等含多有种R氧2O化、物R。O（碱金属或碱土 具有很好的耐酸性，耐碱性相对较差些，这与其组成
② 矿物组成
B、耐碱材料：含有大量碱性氧化物（CaO、MgO）
的材料。与耐酸材料相反，它们完全不能抵抗酸 类的作用。
如： 由钙硅酸盐组成的硅酸盐水泥：
特点：不耐所有的无机酸的腐蚀，而在一般的碱液 （浓的烧碱除外）中却是耐蚀的。
9.1.2影响因素
二、材料孔隙和结构
①孔隙率：除熔融制品（如玻璃、铸石）外，硅酸
其腐蚀一般不是由电化学过程引起，而往往 是由化学作用或物理作用引起。（因其与电解质 溶液接触时一般不形成原电池）
9.1.2影响因素
耐蚀无机非金属材料大多属于硅酸盐材料，如下因素 会影响硅酸盐材料的耐蚀性。
一、材料的成分和矿物组成
① 成分：硅酸盐材料成分中主要有酸性氧化物SiO2 ,一 般酸性氧化物耐酸而不耐碱。
第九章-无机非金属材料的腐蚀及耐蚀材料PPT课件
➢ 因此，在酸性溶液中，R+为H+所置换，但Si-O-Si 骨架未动，并且所形成的胶状产物又能阻止反应 继续进行，故腐蚀少。
-
20
Ⅱ、玻璃不耐碱原因：
在碱溶液中，OH-通过如下反应： ≡Si—O—Si≡ + OH- → ≡SiOH + ≡SiO这种反应使Si-O-Si链断裂，非桥氧≡SiO-群增大 使结构被破坏SiO2溶出，玻璃表面不能生成保护 膜。
➢ 防护措施：
使材料表面均匀化和调整介质的腐蚀活性是防止选择腐 蚀的基本方法。例如：往玻璃的介质内加入某些组分作 为缓蚀剂。
➢用途：制作分子筛 有时选择性腐蚀也有有益的用途， 例如： 简单的钠玻璃可通过上述的热处理工艺—腐蚀工艺，获 得孔洞直径为0.7nm的疏松玻璃，显示分子筛功能。
-
26
加入了大量的Ba、Pb及其他的重金属氧化物，由于这些氧 化物的溶解，使得这类玻璃容易被醋酸、硼酸、磷酸等弱 酸腐蚀。
② 硅酸盐玻璃极易被氢氟酸腐蚀。
∵ 阴离子F-的作用，氢氟酸极易破坏Si-O-Si键而腐蚀玻 璃。
H+ F-
F- H+
≡Si—O—Si≡ → ≡Si—O—Si≡ → ≡Si—F + HO—Si≡
-
22
9.2.2.3、玻璃的风化
1）概念：玻璃和大气的作用称为风化。
2）征状：
表面出现雾状薄膜，或者点状、细线状模糊物，有 时出现彩虹。严重时，玻璃表面形成白霜，因而失去 透明，甚至产生平板玻璃粘片现象。
3）发生条件：
风化大都发生于玻璃储藏、运输过程中，温度、湿 度比较高，通风不良的情况下;化学稳定性比较差的玻 璃在大气和室温条件下也能发生风化。
Θ铸石：SiO2质量分数为55％左右，耐蚀性很好。 Θ红砖：SiO2质量分数达60%-80%，没有耐酸性。
-
20
Ⅱ、玻璃不耐碱原因：
在碱溶液中，OH-通过如下反应： ≡Si—O—Si≡ + OH- → ≡SiOH + ≡SiO这种反应使Si-O-Si链断裂，非桥氧≡SiO-群增大 使结构被破坏SiO2溶出，玻璃表面不能生成保护 膜。
➢ 防护措施：
使材料表面均匀化和调整介质的腐蚀活性是防止选择腐 蚀的基本方法。例如：往玻璃的介质内加入某些组分作 为缓蚀剂。
➢用途：制作分子筛 有时选择性腐蚀也有有益的用途， 例如： 简单的钠玻璃可通过上述的热处理工艺—腐蚀工艺，获 得孔洞直径为0.7nm的疏松玻璃，显示分子筛功能。
-
26
加入了大量的Ba、Pb及其他的重金属氧化物，由于这些氧 化物的溶解，使得这类玻璃容易被醋酸、硼酸、磷酸等弱 酸腐蚀。
② 硅酸盐玻璃极易被氢氟酸腐蚀。
∵ 阴离子F-的作用，氢氟酸极易破坏Si-O-Si键而腐蚀玻 璃。
H+ F-
F- H+
≡Si—O—Si≡ → ≡Si—O—Si≡ → ≡Si—F + HO—Si≡
-
22
9.2.2.3、玻璃的风化
1）概念：玻璃和大气的作用称为风化。
2）征状：
表面出现雾状薄膜，或者点状、细线状模糊物，有 时出现彩虹。严重时，玻璃表面形成白霜，因而失去 透明，甚至产生平板玻璃粘片现象。
3）发生条件：
风化大都发生于玻璃储藏、运输过程中，温度、湿 度比较高，通风不良的情况下;化学稳定性比较差的玻 璃在大气和室温条件下也能发生风化。
Θ铸石：SiO2质量分数为55％左右，耐蚀性很好。 Θ红砖：SiO2质量分数达60%-80%，没有耐酸性。
无机非金属材料课件
2
电子行业
电路板、绝缘材料等
3
化工行业
催化剂、粉末材料等
无熔点，使其熔化成型。
2
溶胶-凝胶法
通过控制溶胶和凝胶的形成过程制备材料。
3
气相沉积法
利用化学反应气体形成材料。
无机非金属材料的市场前景
1 广泛应用
市场需求量大，应用领域广泛。
2 创新发展
新材料的出现不断推动市场发展。
玻璃材料
如玻璃器皿、建筑玻璃等，具有透明、光滑的 特性。
聚合物材料
如塑料、橡胶等，具有良好的可塑性和耐磨性。
陶瓷材料
如水泥、石膏等，具有良好的外观和耐久性。
无机非金属材料的性质和特点
• 高熔点和硬度 • 良好的绝缘性能 • 抗腐蚀性能强 • 多种颜色和外观
无机非金属材料的应用领域
1
建筑领域
玻璃窗、砖瓦等
无机非金属材料ppt课件
无机非金属材料是一类在自然界中存在的无机物质，没有金属的特性。 这些材料在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
什么是无机非金属材料
无机非金属材料是指不含金属元素的材料，主要由非金属原子组成。 这种材料通常具有高熔点、高耐腐蚀性和良好的绝缘性能。
常见的无机非金属材料
陶瓷材料
如瓷器、砖瓦等，具有高硬度和耐磨性。
3 环保意识
对环境友好的无机非金属材料受到青睐。
总结和展望
无机非金属材料在现代社会中扮演着重要的角色，持续创新和环保意识将促 进其未来发展。
无机非金属材料ppt课件
熔融法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密，性能不够优异。
热解法制备的无机非金属材料有炭黑、石墨、碳纤维等。
热解法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密，性能不够优异。
烧结法是一种将粉末状的物质加热到高温状态，使其发生物理和化学变化，最终形成致密化块状无机非金属材料的方法。
热膨胀系数
无机非金属材料的热膨胀系数差异较大，有些材料在加热时膨胀较小，适用于高温或温度变化较大的环境。
电导率与绝缘性：大多数无机非金属材料具有较高的绝缘性能，是良好的电绝缘材料。例如，陶瓷、玻璃和某些特种水泥可用于高压电器和电子设备的绝缘结构。
折射率与光学常数
无机非金属材料的折射率较高，决定了它们在光学仪器、光纤通讯和照明系统等领域的应用价值。不同材料的光学常数（如折射率、消光系数和色散等）决定了它们在特定波长范围内的光学行为。
烧结法制备无机非金属材料的优点是制备出的无机非金属材料结构致密，性能优异。
烧结法制备无机非金属材料的缺点是制备过程需要高温条件，能耗较高，同时制备出的无机非金属材料尺寸较小。
烧结法制备的无机非金属材料有陶瓷、玻璃、耐火材料等。
无机非金属材料的性能特点
硬度
韧性
强度与断裂韧性
疲劳性能
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐磨性和耐压性能。例如，陶瓷材料具有极高的硬度，广泛用于切割工具、磨料和轴承等领域。
A
B
D
C
化学气相沉积法
利用化学反应产生气体，在气体的扩散和迁移过程中，通过化学反应生成无机非金属材料。
溶胶-凝胶法
将无机盐或金属醇盐溶解在合适的溶剂中，经过水解、缩聚等化学反应，形成稳定的溶胶，再经干燥、烧结固化制备无机非金属材料。
热解法制备的无机非金属材料有炭黑、石墨、碳纤维等。
热解法制备无机非金属材料的缺点是制备出的无机非金属材料结构不够致密，性能不够优异。
烧结法是一种将粉末状的物质加热到高温状态，使其发生物理和化学变化，最终形成致密化块状无机非金属材料的方法。
热膨胀系数
无机非金属材料的热膨胀系数差异较大，有些材料在加热时膨胀较小，适用于高温或温度变化较大的环境。
电导率与绝缘性：大多数无机非金属材料具有较高的绝缘性能，是良好的电绝缘材料。例如，陶瓷、玻璃和某些特种水泥可用于高压电器和电子设备的绝缘结构。
折射率与光学常数
无机非金属材料的折射率较高，决定了它们在光学仪器、光纤通讯和照明系统等领域的应用价值。不同材料的光学常数（如折射率、消光系数和色散等）决定了它们在特定波长范围内的光学行为。
烧结法制备无机非金属材料的优点是制备出的无机非金属材料结构致密，性能优异。
烧结法制备无机非金属材料的缺点是制备过程需要高温条件，能耗较高，同时制备出的无机非金属材料尺寸较小。
烧结法制备的无机非金属材料有陶瓷、玻璃、耐火材料等。
无机非金属材料的性能特点
硬度
韧性
强度与断裂韧性
疲劳性能
无机非金属材料的硬度通常较高，具有较好的耐磨性和耐压性能。例如，陶瓷材料具有极高的硬度，广泛用于切割工具、磨料和轴承等领域。
A
B
D
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化学气相沉积法
利用化学反应产生气体，在气体的扩散和迁移过程中，通过化学反应生成无机非金属材料。
溶胶-凝胶法
将无机盐或金属醇盐溶解在合适的溶剂中，经过水解、缩聚等化学反应，形成稳定的溶胶，再经干燥、烧结固化制备无机非金属材料。
无机非金属材料课件
THANKS
感谢观看
电子电器行业
航空航天领域
无机非金属材料具有良好的电绝缘性和稳 定性，可用于制造电子元件和电器设备等 。
无机非金属材料具有耐高温和抗腐蚀等特 性，在航空航天领域中有广泛的应用，如 火箭发动机壳体、飞机结构件等。
02
无机非金属材料的生产工艺
原料选择与处理
原料种类
根据产品需求选择合适的矿物原料，如黏土、石 英、长石等。
材料在高温下保持其结构 和性质的能力，反映材料 的耐热性。
04
无机非金属材料的发展趋势与挑 战
新材料的研究与开发
高性能陶瓷材料
研究具有高强度、高韧性、耐磨 、耐高温等优异性能的新型陶瓷 材料，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶
瓷等。
新型玻璃材料
探索具有特殊光学、电学、磁学等 性能的新型玻璃材料，如光子晶体 玻璃、导电玻璃等。
成型与烧成
成型工艺
选择合适的成型工艺，如干压成型、等静压成型等， 根据产品形状和尺寸确定。
成型参数
控制成型参数，如压力、温度、时间等，以保证成型 质量。
烧成工艺
制定合理的烧成制度，控制烧成温度、时间、气氛等 参数，以获得理想的烧成效果。
加工与处理
加工设备
根据产品需求选择合适的加工设备，如切割机、磨削机、抛光机 等。
新型复合材料
研究由两种或多种材料组成的新型 复合材料，如碳纤维复合材料、玻 璃纤维复合材料等。
生产工艺的改进与创新
1 2
先进陶瓷制备技术
发展先进的陶瓷制备技术，如凝胶注模成型、等 静压成型等，以提高陶瓷材料的致密度和均匀性 。
玻璃熔炼与成型技术
研究新型的玻璃熔炼与成型技术，如溢流下拉法 、连熔连铸法等，以提高玻璃的质量和产量。
高中新教材化学课件必修无机非金属材料
分类
无机非金属材料的分类方法有多种，通常可以按照材料的性 质、组成和制备工艺等进行分类。常见的无机非金属材料包 括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料等。
发展历程及现状
发展历程
无机非金属材料的发展历史悠久。早在古代，人们就开始利用粘土、石英、长石 等天然矿物原料制造陶瓷器皿。随着科技的进步，人们逐渐掌握了更多种类的无 机非金属材料的制备技术，如玻璃、水泥等。
THANKS
感谢观看
电学性能及应用领域
电学性能概述
无机非金属材料具有优异的电学性能，如高 绝缘性、高介电常数、低介电损耗等。这些 性能使得它们在电子、通信等领域有广泛的 应用。
应用领域
无机非金属材料在电子器件、通信设备、传 感器等领域都有广泛的应用。例如，压电陶 瓷材料可以用作传感器、换能器等；石英玻 璃材料可以用作光纤通信中的传输介质等。
高中新教材化学课件 必修无机非金属材料
汇报人：XX 20XX-01-21
contents
目录
• 无机非金属材料概述 • 陶瓷材料 • 水泥与混凝土材料 • 玻璃材料 • 无机非金属材料的性能与应用 • 无机非金属材料的未来发展
01
无机非金属材料概述
定义与分类
定义
无机非金属材料是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。是除有机高分子材料和金属材料以外的 所有材料的统称。
无机非金属材料在环保领域的应用前景
01
02
03
污水处理
无机非金属材料如活性炭 、陶瓷膜等可用于污水处 理，去除水中的有害物质 。
大气治理
利用无机非金属材料的吸 附、催化等性能，可有效 去除大气中的污染物，改 善空气质量。
无机非金属材料的分类方法有多种，通常可以按照材料的性 质、组成和制备工艺等进行分类。常见的无机非金属材料包 括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料等。
发展历程及现状
发展历程
无机非金属材料的发展历史悠久。早在古代，人们就开始利用粘土、石英、长石 等天然矿物原料制造陶瓷器皿。随着科技的进步，人们逐渐掌握了更多种类的无 机非金属材料的制备技术，如玻璃、水泥等。
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电学性能及应用领域
电学性能概述
无机非金属材料具有优异的电学性能，如高 绝缘性、高介电常数、低介电损耗等。这些 性能使得它们在电子、通信等领域有广泛的 应用。
应用领域
无机非金属材料在电子器件、通信设备、传 感器等领域都有广泛的应用。例如，压电陶 瓷材料可以用作传感器、换能器等；石英玻 璃材料可以用作光纤通信中的传输介质等。
高中新教材化学课件 必修无机非金属材料
汇报人：XX 20XX-01-21
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目录
• 无机非金属材料概述 • 陶瓷材料 • 水泥与混凝土材料 • 玻璃材料 • 无机非金属材料的性能与应用 • 无机非金属材料的未来发展
01
无机非金属材料概述
定义与分类
定义
无机非金属材料是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。是除有机高分子材料和金属材料以外的 所有材料的统称。
无机非金属材料在环保领域的应用前景
01
02
03
污水处理
无机非金属材料如活性炭 、陶瓷膜等可用于污水处 理，去除水中的有害物质 。
大气治理
利用无机非金属材料的吸 附、催化等性能，可有效 去除大气中的污染物，改 善空气质量。
第9章 无机非金属材料的腐蚀
9.1.2.3
腐蚀介质
硅酸盐材料的腐蚀速度似乎与酸的性质无关(除氢氟酸和高温磷 酸外)，而与酸的浓度有关。酸的电离度越大，对材料的破坏作 用也越大。酸的温度升高，电离度增大，其破坏作用也就增强。 此外酸的粘度会影响它们通过孔隙向材料内部扩散的速度。例如 盐酸比同一浓度的硫酸粘度小。在同一时间内渗入材料的深度就 大，其腐蚀作用也较硫酸强。同样，同一种酸的浓度不同，粘度
料受腐蚀作用的面积增大，侵蚀作用也就显得强烈，使得腐蚀不
仅发生在表面上而且也发生在材料内部。当化学反应生成物出现 结晶时还会造成物理性的破坏，例如制碱车间的水泥地面，当间 歇地受到苛性钠溶液的浸润时，由于渗透到孔隙中的苛性钠吸收 二氧化碳后变成含水碳酸盐结晶，体积增大，在水泥内部膨胀， 使材料产生内应力破坏。
9.5.3 化工陶瓷
9.5.1
9.5.1.1 花岗岩
9.5.1.2 9.5.1.3 9.5.1.4 9.5.1.5 石英岩 安山岩 文石 石棉
天然耐蚀硅酸盐材料
9.5.1.1
花岗岩
花岗岩中平均含有70%～75%的二氧化硅，13%～15%的氧化铝 以及7%～10%的碱性、碱土金属氧化物(氧化钙、氧化镁、氧化 钠等)。其主要矿物组成为长石和石英，其他还有少量云母、磁 铁矿等，石英是最有用的组成部分，云母是有害的，它会降低花 岗岩的机械强度。
9.5.1.2 石英岩
9.5.1.3 安山岩 9.5.1.4 文石 9.5.1.5 石棉 9.5.2 铸石 9.5.3 化工陶瓷 9.5.4 玻璃
9.5.5 化工搪瓷
9.5.6 水玻璃耐酸胶凝材料
9.1
9.1.1 腐蚀特点 9.1.2 影响因素
无机非金属材料腐蚀基本原理
9.1.1