非金属材料与新型材料
新材料简介
二、高分子合成材料
• 合成塑料：聚乙烯、聚苯乙烯、聚 氯乙烯、聚丙烯四大品种是日常生 活中最常见的塑料材料，全球总产 量在1亿吨左右。 • 透光性好的有机玻璃（亚克 力,Acrylic） • “塑料王”的耐腐蚀塑料聚四氟乙烯 • 作为工程塑料的聚碳酸脂、聚甲醛、 聚酰亚胺和常用做泡沫塑料的聚氨 酯等
半导体器件
第一台晶体管收音机 仅包含4只锗晶体管
四、复合材料
• 现代科技的发展，对材料的性能提出高标准、多样化，甚至 是相互矛盾的要求，因此，任何一种单一的材料都难以满足 上述需要，于是各种高性能的复合材料便应运而生。 • 复合材料是由基体材料和增强材料两部分组成，根据基体材 料和增强材料的特点，复合材料可分为结构复合材料和功能 复合材料两大类 • 复合材料在高度轻量化直升机上的用量已达结构重量的70%80%，在先进战斗机上的用量大约是结构重量的30%-40%。
20nm是头发丝直径的 3000分之一
几种典型的纳米材料
• • • • •
纳米颗粒型材料 纳米固体材料 纳米膜材料 纳米磁性液体材料 碳纳米管
纳米皇冠
纳米算盘 C60每10个一 组，在铜表 面形成世界 上最小的算 盘。
纳米级材料的评价
• 电镜观察纳米级材料
新材料的类型
新型金属材料 合金、稀有金属
高分子合成材料 合成橡胶、塑料 化学纤维
新材料
新型无机非金属材料 工业陶瓷、光导纤维 半导体材料
复合材料
光电子材料
纳米材料
一、新型金属材料
• 非晶态金属：又称为“金 属玻璃” ，由沸腾的钢液 经每秒100万度的速度冷 却而成,其内在结构发生 了质变，原子从有序排列 变成了无序排列,具有极 优异的物理磁性能、化学 耐腐蚀性能和力学耐磨性 能,传统的车钳铣刨和强 酸溶液对它们无可奈何, 可以在通信、交通、电子、 家电、防盗等很多领域大 显身手。
材料科学与工程领域的十大热点问题
材料科学与工程领域的十大热点问题材料科学与工程涉及的范围非常广泛，主要包括材料设计、制备、性能表征和应用等多个方面。
作为现代科技的重要支柱之一，材料科学与工程一直是各个领域的研究热点之一。
本文将通过对材料科学与工程领域的热点问题进行分析和探讨，来了解材料科学与工程领域的未来发展方向。
一、先进金属材料金属材料一直是制造行业中不可或缺的重要物质。
先进金属材料的研究与开发已成为全球范围内的一项重要任务，特别是在高科技行业中的发展更是十分迅速。
其中，超导材料、高温合金、形状记忆合金等高新材料是材料科学与工程领域的热点问题。
这些先进材料的应用范围正在不断扩大，如在航空航天、能源、电子等领域都有着广泛的应用。
二、新型非金属材料除了金属材料外，随着世界科学技术的不断发展，非金属材料在制造业中所占的比重越来越大。
在新型非金属材料中，人造蜂窝材料、陶瓷基复合材料、高分子材料等都是十分重要的研究方向。
这些新型材料在电子、汽车、化工等行业的应用也十分广泛，是未来材料科学与工程领域的发展方向。
三、纳米材料纳米材料由于其特殊的物理、化学性质，被认为是未来材料科学领域的一个重要研究方向。
因此，纳米材料的研究和开发已成为材料科学与工程领域一个新的热点问题。
纳米材料已被广泛应用于生物医学、电子、能源储存等领域，并有着更广泛的应用前景。
四、可持续能源材料环保、低碳、可持续的材料制备和能源利用一直是全球科学界和政府关注的一个重要领域。
目前，太阳能、风能、生物质能等可再生能源的发展已成为全球范围内的一项重大任务，相关可持续能源材料的研发也成为一个热点问题。
因此，可持续能源材料的研究和应用已成为材料科学与工程领域中的一个重要领域。
五、功能材料功能材料作为一个综合性的科学和技术领域，涉及能源、环境、生物医学、电子等方面的重要问题，是材料科学与工程领域的重要热点问题。
离子导体材料、磁性材料、光电功能材料等都是功能材料的重要研究方向。
这些材料的研究与开发，将在未来为我们解决许多重要问题。
高中化学 新型无机非金属材料
38新型无机非金属材料
第三节新型无机非金属材料
Ⅰ学习重点
1.了解新型材料的特性及与传统的无机非金属.
2.了解高温结构陶瓷和光导纤维有关知识.
1.传统的无机非金属材料指材料，具有等优点.新型无机非金属材料的特性，，， .
2.结构材料，高温结构陶瓷的优点 .
3.光导纤维主要用于，另外还可用于 .
4.第ⅣA族元素中，碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的. 锗(Ge)是一种良好的半导体材料，被广泛应用于电子工业上，它可以从煤燃烧的烟道灰中提取，其过程如下：
盐酸蒸馏水解∆加热分解氢气流中加热烟道灰(含CeO2) 锗的氯化物锗酸纯净的锗的氧化物
①②③④
锗写出①、②、③、④四步反应的化学方程式：
①；②；
③；④ .
第三节新型无机非金属材料参考答案
1.硅酸盐材料；抗腐蚀、耐高温；
承受高温，强度高；电学特性；光学特征；生物功能。
2.指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。
能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小。
3.光缆通讯；医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。
4.①GeO2+4HCl GeCl4+2H2O
∆
②GeCl4+4H2O H4GeO4+4HCl
∆
③H4GeO4 GeO2+2H2O
∆
④GeO2+2H2O Ge+2H2O
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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。
新型材料的研发与应用
新型材料的研发与应用近年来随着科技的不断发展，新型材料的研发和应用已成为科研领域的热门话题。
新型材料是指具有一定特殊性能和功能的材料，它们具有普通材料所不具备的许多特性和应用潜力。
新型材料的研发和应用对于推动现代工业和高新技术产业的发展有着重要的推动作用。
本文将从几个方面论述新型材料的研发和应用。
一、研发新型材料的意义新型材料的研究是推动科技进步的重要手段之一，同时也对推动经济发展和提高民生水平有着重要作用。
新型材料可以被广泛应用到医疗、生物、信息、能源、环境等领域中，对推动社会的文明进步和科学技术的发展有着不可替代的重要作用。
二、新型材料的分类新型材料可分为金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
金属材料主要包括贵金属、铁、铜、铝等，在航空、航天、军工、汽车工业等领域有着广泛的应用。
非金属材料主要包括高分子材料、陶瓷材料、半导体材料等，在新能源、生物工程、信息科技等领域有着重要的应用价值。
复合材料则是以两种或两种以上材料的不同性能和功能为基础，通过一定的工艺加工技术制造的一种材料。
三、新型材料的应用领域随着技术的进步，新型材料的应用领域也越来越广泛。
在医疗领域，金属支架、磁性造影剂、杀菌消毒用品等都是新型材料的应用代表。
在生物领域，高分子材料、生物基材料等也有重要的应用。
在信息领域，硅材料、半导体材料等应用于集成电路芯片制造，成为信息革命的推动力量。
在能源领域，新型材料的核心技术在太阳能、风能、地热能等可再生能源领域发挥了重要的作用。
此外，新型材料在建筑、交通等领域中也有广泛的应用。
四、发展的趋势随着技术和市场需求的变化，未来新型材料的发展趋势主要集中在以下几个方面：1. 智能化。
新型材料需要适应自适应、自修复、智能感知和控制等特性的变化，这也是新型材料未来发展的重要趋势。
2. 绿色化。
新型材料的发展越来越注重环保和可持续发展，要求材料的生产工艺及应用过程要达到节能、低碳、环保的标准。
3. 精细化。
【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有哪些
新型无机非金属材料有哪些
新型无机非金属材料是指由无机化合物构成的材料，不包含金
属元素。
这些材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、
光学、能源、材料科学等领域。
本文将介绍几种常见的新型无机非
金属材料，包括碳纳米管、氧化物半导体、硼氮化物等。
碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，具有优异的导电性
和机械性能。
碳纳米管可以用于制备导电材料、传感器、储能材料等，在电子器件、医疗器械、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
氧化物半导体是一类重要的半导体材料，具有优异的光电性能
和化学稳定性。
氧化物半导体包括氧化锌、氧化铟锡等，可用于制
备光电器件、传感器、光催化材料等，在光电子、环境保护、能源
领域具有重要应用价值。
硼氮化物是一种新型的超硬材料，具有优异的热导率和机械性能。
硼氮化物可以用于制备刀具、轴承、陶瓷材料等，在机械加工、航空航天、化工等领域有着重要的应用。
除了上述材料，还有许多其他新型无机非金属材料，如氮化硼、
氮化镓、氮化铝等，它们在材料科学和工程领域具有重要的地位。
这些材料的研究和应用将推动材料科学和工程技术的发展，为人类社会的进步做出重要贡献。
总之，新型无机非金属材料具有重要的科学和应用价值，它们在电子、光学、能源、材料科学等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信这些材料将会发挥越来越重要的作用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
新型材料分类
新型材料分类一、金属材料金属材料是指具有金属性质的材料，其主要特点是具有良好的导电、导热和机械性能。
根据金属材料的组成和结构特点，可以将其分为以下几类：1.1 纯金属材料纯金属材料是指由单一金属元素组成的材料，如铁、铜、铝等。
这类材料具有良好的导电导热性能和可塑性，广泛应用于电子、建筑、汽车等领域。
1.2 合金材料合金材料是指由两种或两种以上金属元素混合而成的材料，如钢、铜合金、铝合金等。
合金材料综合了不同金属的优点，具有较高的强度、耐腐蚀性和热稳定性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
二、无机非金属材料无机非金属材料是指除金属以外的无机材料，其主要特点是耐高温、耐腐蚀和绝缘性能较好。
根据无机非金属材料的化学成分和物理性质，可以将其分为以下几类：2.1 陶瓷材料陶瓷材料是指由氧化物、硅酸盐等无机化合物组成的材料，如瓷器、耐火材料等。
陶瓷材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性能，广泛应用于电子、建筑、化工等领域。
2.2 玻璃材料玻璃材料是指由熔融的无机物质快速冷却而成的非晶态材料，如玻璃窗、玻璃器皿等。
玻璃材料具有透明、硬度高和抗化学侵蚀等特点，广泛应用于建筑、光学、电子等领域。
三、有机高分子材料有机高分子材料是指由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子化合物，如塑料、橡胶、纤维等。
根据有机高分子材料的结构和性质，可以将其分为以下几类：3.1 聚合物材料聚合物材料是指由重复单元组成的高分子化合物，如聚乙烯、聚丙烯等。
聚合物材料具有良好的绝缘性能、耐磨性和可塑性，广泛应用于塑料制品、纤维材料等领域。
3.2 天然高分子材料天然高分子材料是指存在于自然界中的高分子化合物，如天然橡胶、天然纤维等。
天然高分子材料具有良好的弹性、柔软性和吸湿性，广泛应用于橡胶制品、纺织品等领域。
新型材料可以根据其组成和结构特点进行分类，包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料。
每种材料类别都有其独特的特点和应用领域，为不同行业的发展提供了重要的支撑。
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4.1.4 合成橡胶
1、橡胶的特性和应用： A 室温下处于高弹态 B 弹性模量低，只有1-10MPa C 弹性变形量很大：100-1000% D 具有优良的伸缩性和积储能量的能力 E 良好的耐磨性，隔音性，阻尼性和绝缘性 F 可做密封件，减震、防震件，传动件，运 输胶带绝缘材料。
zjianchuang@
2）按应用范围分为通用塑料，工程 塑料和其他塑料（如耐热塑料）：
A、通用塑料：产量大，用途广，价格低。聚乙烯、 聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料 B、工程塑料：主要用于制作工程结构，机器零件， 工业容器和设备。有聚酰胺（尼龙）、ABS、聚甲 醛、聚碳酸酯 C、其他塑料：如耐热塑料，工作温度>100℃，有 聚四氟乙烯（F-4）、聚三氟乙烯、环氧树脂、有 机硅树脂
zjianchuang@
3）化学性能特点：
化学稳定性高，在碱、酸、盐中耐蚀性 强，如聚四氟乙烯在沸腾的王水中仍很稳定， 但某些高聚物在某些特定的溶剂和油中会发 生软化、熔胀等现象。
zjianchuang@
4）有机高分子化合物的老化：
zjianchuang@
3、常用橡胶 ：
按来源分为：天然橡胶NR和合成橡胶 按用途分为：通用橡胶和特种橡胶
天然橡胶属于通用橡胶，广泛用于制造轮胎、胶带、 胶管等。常量最大的是丁苯橡胶SBR，60-70%，发展最 快的是顺丁橡胶BR。
特种橡胶主要用于要求耐热、耐寒、耐 蚀的特殊环境，价格较贵。
zjianchuang@
4.1.1 高聚物的人工合成
低分子化合物通过加聚反应和缩聚反应形成. 1、加聚反应：一种或多种单体相互加成形成聚 合物的反应。无低分子副产物生成。单体为一种的 叫均加聚，如乙烯加聚成聚乙烯。单体为一种或两 种以上的称为共加聚。如ABS工程塑料就是有丙烯 腈、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚合成。
zjianchuang@
zjianchuang@
4.1.3 工程塑料
1、塑料的组成： 基料:合成树脂，对塑料性能起决定性作用 辅料:(添加剂) 填充剂、增塑剂、 固化剂、
稳定剂（防老化剂）。此外还 有阻燃剂、发泡剂、着色剂、抗 静电剂等 改善性能，补充性能
zjianchuang@
2、缩聚反应：一种或多种单体相互作用而形成 高聚物，同时析出新的低分子副产物的反应。其单 体是含有两种或两种以上活泼官能团的低分子化合 物。按照参加反应的单体不同，缩聚反应分为均缩 聚和共缩聚两种。酚醛树脂（电木），聚酰胺（尼 龙），环氧树脂等都是缩聚反应产物。
zjianchuang@
1）与金属材料相比，性能特点： A、比强度高：强度/密度 B、高弹性和低弹性模量 C、高耐磨性和低硬度
zjianchuang@
2）物理性能特点：
A、电绝缘性优良：共价键，不易电离，导电能 力低
B、耐热性差：分子间力弱，受热、受力易软化、 熔化
C、导热性低：线膨胀系数是金属的3-4倍，机 械中会因膨胀变形过量，引起开 裂，脱落，松动等
第4章 非金属材料与新型材料
赵健闯
zjianchuang@
4.1 高分子材料
高分子化合物
有机高分子化合物
无机高分子化合物
有机高分子有天然的和合成的两种.工程 中使用的主要是人工合成的高分子聚合物,简 称高聚物.
zjianchuang@
zjianchuang@
4.1.5 胶粘剂
胶粘剂是一种将同种或不同种材料粘合 在一起，并在胶接面有足够强度的物质， 它能起胶接、固定、密封、浸渗、补漏和 修复的作用。
zjianchuang@utຫໍສະໝຸດ
1、胶粘剂的组成：
（1）粘料：树脂、橡胶、淀粉、蛋白质等高分子 材料；无机胶粘剂有硅酸盐类，磷酸盐类、陶瓷类 （2）固化剂：胺、酸酐、咪唑。 （3）该性剂：增塑剂、增韧剂、增粘剂、填料、 稀释剂、稳定剂、分散剂、偶联剂、触变剂，阻燃 剂、抗老化剂、发泡剂、消泡剂、着色剂、防腐蚀 剂等，有利于胶粘剂的配制、储存、加工工艺及性 能等方面的改进
zjianchuang@
2、橡胶的组成：
（1）生胶：未加配合剂的天然或合成的橡胶 （2）配合剂：为提高和改善橡胶制品的各种 性能而加入的物质称为配合剂。
硫化剂：相当于固化剂，为硫磺和硫化物 填料：提高力学性能，降低成本，主要是 碳黑，纤维，金属丝，织品或金属编织物等 硫化促进剂，增塑剂，防老化剂等。
2、塑料的分类：
1）按树脂的热性能分为热塑性塑料和热固性塑料： （1） 为热塑性塑料 ：加热时软化、熔融、冷却时
凝固，变硬，可反复进行。如聚乙烯、聚氯 乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺（尼龙）、 ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、有机玻璃等。
（2） 热固性塑料：密网型分子链结构。酚醛塑料、 氨基塑料、环氧树脂、有机硅树脂、不饱和 聚酯树脂。不可再生使用。
4.1.2 有机高分子材料的组成及性能特点
1、有机高分子材料的组成： 基料:高聚物（树脂、生橡胶），决定性能
辅料:(添加剂) 填充剂、增塑剂、软化剂、 固化剂、稳定剂、防老化剂、 润滑剂、发泡剂、着色剂等
改善性能，补充性能
zjianchuang@
2、有机高分子材料的性能特点：
高聚物在长期的使用和存放过程中，由于外 界物理、化学及生物因素的影响（如热、光、辐 射、氧和臭氧、酸碱、微生物的作用等），使得 聚合物内部结构发生变化，从而导致聚合物的性 能随时间延长逐渐恶化，直至丧失使用功能，这 个过程成为老化。
橡胶：龟裂、变软、变粘 塑料：脱色、失去光泽、开裂 防止方法：表面防护，抗老化剂