《新材料科学导论》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课题：教学重点：的特点。
教学过程：引言：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。
无机非金属新材料的研究及发展
无机非金属新材料的研究及发展首先，无机非金属新材料的研究和发展在很大程度上推动了传统产业的升级。
陶瓷材料、玻璃材料等无机材料在建筑、工业、能源等领域的应用广泛，而新型无机材料的研究和开发有助于提高材料的性能和功能，进一步推动传统产业向高端化、智能化发展。
其次，无机非金属新材料的研究和发展对推动科技创新具有重要意义。
新材料的研究和开发为科学家们提供了更多的可能性和挑战，可以在各个领域中探索新的应用和功能。
例如，纳米材料在电子学、光电子学、生物医学等领域都有着广泛的应用前景，其研究和发展对于推动科技创新起到了重要的促进作用。
另外，无机非金属新材料的研究和发展对环保和可持续发展也具有重要意义。
相比较传统材料，新型无机材料通常拥有更高的稳定性、耐热性和抗腐蚀性等特点，可以减少环境污染和资源浪费。
此外，新材料的研究也有助于改进能源利用效率、减少能源消耗，促进可持续发展。
然而，无机非金属新材料的研究和发展也面临一些挑战。
一方面，新材料的制备过程中存在着复杂性和不确定性，需要克服很多工艺难题。
另一方面，新材料的性能测试和评价体系仍然不完善，需要进一步加强相关研究。
为了推动无机非金属新材料的研究和发展，可以采取以下措施：首先，加强基础研究和理论探索，深入了解无机非金属新材料的物理、化学和结构特性，为制备和改进新材料提供科学依据。
其次，加强跨学科交流与合作，鼓励不同领域的科学家、工程师和企业家间的合作，共同研究和解决无机非金属新材料领域的难题。
此外，建立健全的新材料性能评价和标准体系，促进材料的设计、制备和应用的规范化和标准化，提高生产效率和产品质量。
最后，加强人才培养和科技创新能力的培养，培养一批具有深厚理论基础和实践能力的专业人才，提高无机非金属新材料领域的研究和创新水平。
综上所述，无机非金属新材料的研究和发展具有重要的意义和前景。
通过加强基础研究、促进跨学科交流与合作、建立完善的评价和标准体系、加强人才培养等措施，无机非金属新材料的研究和发展将会取得更大的突破和进展，为社会经济发展和科技创新做出更大贡献。
新型无机非金属材料PPT
新型无机非金属材料的特征
（1）耐高温、强度高 （2）具有电学性质 （3）具有光学性质 （4）具有生物功能
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典型的新型无机非金属材料
1、结构材料——高温结构陶瓷 2、功能材料——光导纤维（光纤）
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1、结构材料——高温结构陶瓷
高温结构材料与金属材料的性能比较：
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(1)光导纤维的特点和用途：
光导纤维（二氧化硅） ①抗干扰性能好，不发生辐射；②通讯 质量好； 主要特性 ③质量轻、耐腐蚀
主要用途
除用于通讯外，还用于医疗、信 息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。 是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速 公路的“基石”
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其他新型无机非金属材料
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（1）金刚石 （2）巴基球 （3）纳米材料 (4 ) 智能材料 （5）生物材 料
（6）超导材料
第12页，共32氧化铝透明陶瓷管
第14页，共32页。
返回
氧化铝陶瓷制品
返回
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高压钠灯管
1．灯内温度高达1400 ℃。 2．钠蒸气具有强烈的腐蚀作用。
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返回
第24页，共32页。
人 造 金 刚 石 锯 片
返回
金刚石钻头
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返回
金刚石
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返回
氧化锆陶瓷
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返回
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌火力网，
压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地、重要工业目
一般无机非金属材料具有耐高温、高硬度和抗腐 蚀等优良工程性能，其主要缺点是抗拉强度低、韧性 差。
无机非金属材料的类别与应用发展研究
无机非金属材料的类别与应用发展研究摘要：从目前无机非金属材料的发展来看，无机非金属材料作为一种新的材料形式，在高科技产品的生产制造领域中得到了全面的应用。
由于无机非金属材料性能特殊、应用范围广泛，能够成为有机高分子材料和金属材料的有效补充。
因此，在发展过程当中得到了全面的应用。
我们应当认真分析无机非金属材料的特点及性能，对其应用现状和发展前景进行研究，为整个材料的发展和材料生产水平的提高提供有力的方法支持和科研辅助。
为此，开展无机非金属材料的研究与应用前景探讨是十分必要的。
关键词：无机非金属材料；研究与应用；发展前景引言：无机非金属材料是由氧化物、碳化物、氮化物、卤化化合物、硼化物和硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和某些硼酸盐元素组成的材料。
它是除有机大分子和金属外的所有从属材料的通用名称。
无机非金属材料在现代材料中是必不可少的。
在水泥、玻璃和陶瓷等材料的使用中，特别是在建筑行业，需要无机非金属材料的支持，这关系到国家的活力和人类发展所需的材料。
随着现代工业和技术的发展，无机非金属材料也达到了更高的水平。
一、无机非金属材料的发展动态（一）低维化发展低维化发展主要表现在宏观和微观两个层面，大规模堆叠是固体材料在薄膜和纤维材料中的发展。
例如，集成了微电子和光电子等现代信息功能器件，这一时期的主要用途是薄膜材料，薄膜材料的特殊作用更多地体现在结构材料上，而改性薄膜是结构材料的改良、固化、耐磨等作用。
光纤作为主要的结构复合材料，在光纤通信中的光信号放大、调制、形状选择等方面也发挥着特别重要的作用。
除了光纤，最终形成光纤路径和光纤网络。
在微观层面上，无机非金属材料的织构结构往往是纳米级的，例如毫米或微米。
目前，人们越来越关注纳米材料的超晶膜、纳米线和纳米点结构，在进一步的发展中，他们越来越关注用于研究纳米材料合成、组装等校正性能的纳米器件。
（二）复合化发展无机非金属材料、金属材料和有机聚合物材料倾向于结合。
复合材料最终面向应用，如广泛应用于钢筋混凝土、玻璃纤维等领域的无机非金属材料，主要由有机聚合物和无机玻璃纤维组成，也是单材料复合材料。
无机非金属材料概论绪论
唐三彩马
方韵紫砂壶
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商 陶酒尊
唐 三彩俑
陶的出现，人类可吃煮熟的谷物，喝煮开的水，可长时间储存食物，促进人类进化。陶器也是最初的耐火材料，为以后的铜、铁冶炼提供物质条件。
猪纹陶盆
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陶器是人类创造的第一种无机非金属材料。人类第一次有意识地创造发明自然界没有的，并且具有全新性能的“新”材料，从此人类能离开上天的赐予而进入自力创造材料的时代。恩格斯论述：人类从低级阶段向文明阶段的发展是从学会制陶开始的。陶器的出现成为新石器时代开始的标志之一。
2、有机材料
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无机非金属材料种类繁多，用途各异，目前无统一完善的分类方法，一般分为传统的（普通的）和新型的（先进的）无机非金属材料两大类。
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耐火材料
传统无机非金属材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
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总之：材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质。材料存在于我们周围，与我们的生活、我们的生命息息相关。
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依据化学特征一般划分为：
1、无机材料 （无机材料中除金属以外统称为无机非金属材料，其主要化学组成均为硅酸盐类。因此无机非金属材料亦称为硅酸盐材料，又因其中陶瓷材料历史悠久，应用甚为广泛，故国际上也将无机非金属材料称为陶瓷材料。）
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（4）铁器铁是地球上储量居于第三的元素（前两位为硅、铝），来源于大型恒星的聚变。中国同埃及、美索不达米亚等古国一样，对铁的认识都是从陨铁开始的。
陨铁
世界最早的铁器赫梯铁器
无机非金属材料结构和性能1
无机非金属材料结构与性能第一章：绪论一、材料的定义与分类1.材料：将原料通过物理或化学方法加工制成的金属、无机非金属、有机高分子和复合材料等固体物质，它们一方面作为构件、器件或物品的原材料或半成品，另一方面可以在单级工艺过程中制成最终产品。
●材料是物质，但它通常不包括：燃料、化学原料、工业化学品、药品、食品2.分类：1)按物理化学属性分；金属、无机非金属、有机高分子、复合材料2)按用途分：电子材料、生物材料、核材料、建筑材料、能源材料……3)按性能分：结构材料（以力学性质为基础用以制造以受力为主的构件）、功能材料（以物理、化学及生物等性质为主）4)按材料发展分：传统材料（在工业中已批量生产并得到广泛应用的材料）、先进材料（刚刚投产或正在发展并具有优异性能和广泛应用前景的材料）二、无机非金属材料的定义、特点和科学内涵1.定义：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素等物质组成的材料。
是除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（inorganic non-metallic materials）是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。
●传统的“硅酸盐”材料：是指以天然的硅酸盐矿物（SiO2和金属氧化物所形成的盐类，如粘土、石英、长石等）为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料，故又称为窑业材料。
包括日用及工业用陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、搪瓷、砖瓦等。
●在40所代中期，50年代初期，国内曾使用“陶业”与国际上广义的“陶瓷”（Ceramics）以及日本的“窑业”具有同一涵义。
由于历史的原因，在中国仍在杂志期刊、研究团体、研究院所等名称上沿用“硅酸盐”。
在国际上却仍沿用“Ceramics”。
2.特点：●结构：元素的结合力主要为离子键、共价键或离子共价混合键，所以具有高的键能和键强。
●优点：由于结构特点，赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨蚀、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、导热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
无机非金属材料概论
传统上的无机非金属材料: 陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，主要化学组成均为硅酸盐类第一章玻璃的结构与性质玻璃态的通性：各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性和可逆性玻璃态是非晶态固体的一种，习惯上称之为“过冷的液体”玻璃结构的假说：微晶学说1）玻璃的微晶学说，认为玻璃由微晶与无定形物质两部分组成，微晶具有规则的原子排列并与无定形物质间有明显的界限，微晶尺寸为1.0~1.5nm，含量为80%以下，微晶取向无序。
2）无规则网络学说：他借助于离子结晶化学的一些原理，描述了离子—共价键的化合物，如熔石英、硅酸盐和硼酸盐玻璃，并指出玻璃的近程有序与晶体相似，即形成氧离子多面体（三角体和四面体），多面体间顶角相连形成三度空间连续的网络，但其排列是拓扑无序的。
根据无规则网络学说将氧化物分为：网络生成体氧化物，网络外体氧化物和中间体氧化物网络生成体氧化物应满足一下条件：1、每个阳离子应与不超过俩个阳离子相联2、在中心阳离子周围的氧离子配位数必须小于或等于4。
3、氧多面体相互共角而不共棱或共面4、每个多面体至少有三个顶角是公用的玻璃的粘度：粘度是指面积为S的二平行液层，以一定速度阶梯dv/dx移动时需克服的内摩察力f f=n•S•dv／dx。
1常见氧化物对玻璃粘度的作用归纳如下：1、SiO2，AL2O3,ZrO等提高玻璃粘度，2、碱金属氧化物R2O降低玻璃粘度，3、碱土金属氧化物对玻璃粘度的作用较为复杂，稀土金属引起粘度增加的能力为：Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+，4、PbO,CdO,Bi2O3,SnO等降低玻璃粘度，此外，Li2O,ZnO,B2O3等增加低温粘度，降低高温粘度。
热历史对玻璃密度影响为：1、玻璃从高温状态冷却时，淬冷玻璃密度比退火玻璃小，2、在一定退火温度下保温一段时间后，玻璃密度趋于平衡，3、冷却速度越快，偏离平衡密度越高，其Tg值也越高。
玻璃组成对热膨胀系数的影响主要有以下几个方面：1.能形成网络的氧化物使α降低，能引起断网氧化物使α上升2.R2O和RO主要起断网作用，积聚作用是次要的，而高电荷离子主要起积聚作用3.在玻璃中R2O问题不变情况下，引入两种不同的R+离子产生混合碱效应，同样能使α下降，出现极小值4.中间体氧化在有足够“游离氧”条件下，形成四面体参加网络，α降低第二章玻璃原料及料制备玻璃主要原料及辅助原料：1）引入SiO2的原料主要有硅砂和砂岩2）引入Al2O3的原料主要有长石和高岭土3）引入Na2O的原料主要有纯碱（Na2CO3）和芒硝（Na2SO4）4）引入CaO 的原料：石灰石和方解石。
无机非金属材料工程
无机非金属材料工程无机非金属材料工程的研究内容主要包括材料的组成和结构、材料的性能与应用、材料的制备工艺等方面。
首先，无机非金属材料工程研究的一个重要内容是材料的组成和结构。
无机非金属材料的组成和结构对其性能和应用具有重要影响。
例如，陶瓷材料的组成和结构决定了其硬度、抗压强度、导热性等性能，玻璃材料的组成和结构决定了其透明度、抗热震性等性能。
因此，研究无机非金属材料的组成和结构对于理解材料性能的形成机制、提高材料性能具有重要意义。
其次，无机非金属材料工程研究的另一个重要内容是材料的性能与应用。
无机非金属材料的性能包括力学性能、热学性能、光学性能、电磁性能等多个方面。
这些性能直接影响了材料的应用范围和应用效果。
例如，陶瓷材料的高温抗氧化性能使其成为高温结构材料的理想选择，玻璃材料的高透明度和抗腐蚀性能使其成为光学器件和化学容器的理想选择。
因此，研究无机非金属材料的性能与应用对于拓展材料的应用领域、提高材料的性能具有重要意义。
最后，无机非金属材料工程研究的另一个重要内容是材料的制备工艺。
无机非金属材料的制备工艺包括原料的选择、工艺参数的控制、制备设备的设计等多个方面。
这些工艺因素直接影响了材料的成分和结构，进而影响了材料的性能和应用。
因此，研究无机非金属材料的制备工艺对于提高材料的质量和降低制备成本具有重要意义。
综上所述，无机非金属材料工程是一门研究无机非金属材料的组成、结构、性能、制备工艺以及应用的学科。
该学科的研究内容涉及材料的组成和结构、性能与应用、制备工艺等多个方面，对于拓展材料的应用领域、提高材料的性能具有重要意义。
希望通过不断深入的研究，能够推动无机非金属材料工程的发展，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
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《新材料科学导论》无机非金属材料
1. 引言
无机非金属材料作为新材料科学领域的重要组成部分，其在现代工业、能源、环境保护等领域具有重要的应用价值。
本文将从深度和广度两个方面来探讨《新材料科学导论》中的无机非金属材料，希望能够为读者提供全面、深刻的理解。
2. 无机非金属材料的基本概念和分类
2.1 无机非金属材料的基本概念
无机非金属材料是指在化学成分中不含金属元素或金属元素含量极低的材料，其具有多种物理、化学性质，并广泛应用于各个领域。
2.2 无机非金属材料的分类
无机非金属材料主要包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
其中，陶瓷材料具有高硬度、抗腐蚀性好的特点；高分子材料具有轻质、耐磨等特点；复合材料则是由两种或两种以上的材料组合而成，具有综合性能优异的特点。
3. 无机非金属材料的应用领域
无机非金属材料在现代工业、能源、环境保护等领域有着广泛的应用。
比如在工业制造领域，陶瓷材料常用于制造耐磨、耐高温的零部件；高分子材料被广泛应用于塑料制品、橡胶制品等领域；复合材料则被用于航空航天领域等高端领域。
4. 作者观点和理解
在学习《新材料科学导论》中的无机非金属材料时，我深刻地意识
到这些材料的重要性和广泛应用的前景。
在未来的发展中，无机非金
属材料一定会发挥更大的作用，为人类社会的进步和发展做出更大的
贡献。
5. 总结
通过本文的学习和探讨，我对《新材料科学导论》中的无机非金属
材料有了更深入的理解。
这些材料具有丰富的分类和广泛的应用领域，对于推动工业制造、能源领域的发展有着重要的意义。
希望通过不断
的学习和实践，能够更好地应用无机非金属材料，为社会发展做出更
多的贡献。
以上就是对《新材料科学导论》中无机非金属材料的全面评估和深入
探讨，希望对您有所帮助。
无机非金属材料在现代社会中扮演着极其
重要的角色，其广泛应用于工业、能源、环保等领域对于社会发展和
人类生活都具有深远的意义。
本文将从材料本身的特性、应用领域以
及未来发展趋势等方面对无机非金属材料进行更深入的探讨。
无机非金属材料的基本特性决定了其在各个领域的应用。
陶瓷材料因
其高硬度、耐高温、抗腐蚀等特点，在工业制造领域中广泛应用于制
造耐磨、耐压的部件，比如瓷砖、陶瓷刀具等。
而高分子材料由于其
轻质、耐磨、易加工等特性，被广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤
维材料等领域。
复合材料由不同种类材料组合而成，具有综合性能优
异的特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造等高端领域。
无机非金属材料在现代的工业、能源、环保等领域有着广泛的应用。
在工业制造领域，陶瓷材料被广泛应用于制造机械零部件、瓷砖、陶
瓷器皿等；高分子材料被用于制造塑料制品、橡胶制品、纤维材料等；复合材料在航空航天领域的应用也越来越广泛。
在能源领域，无机非
金属材料也发挥着不可替代的作用，比如陶瓷材料的应用可以改善电
力设备的绝缘性能，高分子材料的应用可以提高新能源电池的储能性
能等。
无机非金属材料在环保领域也有着重要的应用，比如陶瓷材料
在污水处理中的应用、高分子材料在废弃物处理中的应用等。
随着科技的不断发展，无机非金属材料也在不断创新和发展。
随着新
材料、新技术的不断涌现，无机非金属材料的性能和应用领域也在不
断扩展。
新型陶瓷材料的问世填补了传统陶瓷材料性能上的不足，提
高了其在工业制造领域的应用价值；新型高分子材料的研发使得其在
环保领域的应用更加广泛；而复合材料的研究也为航空航天等领域提
供了更多的选择。
无机非金属材料作为新材料科学领域的重要组成部分，其在现代工业、能源、环保等领域具有重要的应用价值，具有广阔的发展前景。
不断
深入学习和探讨无机非金属材料的特性、应用和发展趋势对于推动其
在各个领域的应用具有重要的意义，也将为社会发展做出更多的贡献。
希望通过不断的努力与实践，能够更好地应用无机非金属材料，为社
会发展做出更多的贡献。