新型無機非金屬材料

新型無機非金屬材料請同學(xué)們思考1.玻璃刀能劃玻璃靠的是什么材料？2.手表中的"鉆"指的是什么材料的多少？3.煤氣爐中電子打火靠的是什么材料？4.信息高速公路是依靠什么材料來鋪設(shè)的？人造金剛石；人造紅寶石；壓電陶瓷；光導(dǎo)纖維

一、材料的分類和特點

材料無機非金屬材料金屬材料高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維傳統(tǒng)無機非金屬材料新型無機非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷

高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維Fe、Cu、Al、合金等傳統(tǒng)無機非金屬材料與新型材料的比較1．傳統(tǒng)的硅酸鹽材料有什么優(yōu)、缺點？

優(yōu)點：抗腐蝕、耐高溫；缺點：質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊。

2．新型無機非金屬材料有哪些特性？

①承受高溫，強度高。

②具有光學(xué)特性。③具有電學(xué)特性。

④具有生物功能。

新型無機非金屬材料的特性1.能承受高溫、強度高。例如：氮化硅陶瓷在1200℃左右的高溫下，仍具有很高的強度，可用來制造汽輪機葉片、軸承、永久性模具等。2.具有電學(xué)特性，一些新型無機非金屬材料可以作為半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體等，一些絕緣性材料常被用于集成電路的基板。3.具有光學(xué)特性。有些新型無機非金屬材料能發(fā)出各色的光，有的能透過可見光，有的能使紅外線、雷達射線穿過。處于高溫下的光導(dǎo)纖維4.具有生物特性。有些新型無機非金屬材料強度高、無毒、不溶于水，對人體組織有較好的適應(yīng)性，可直接植入人體內(nèi)，用這類材料制成的人造牙齒、人造骨骼，已被應(yīng)用在醫(yī)療上。人造關(guān)節(jié)新型無機非金屬材料簡介高溫結(jié)構(gòu)陶瓷

1.氧化鋁陶瓷高壓鈉燈為什么高壓鈉燈的燈管要用氧化鋁陶瓷來制造呢？

1．燈內(nèi)溫度高達1400℃。

2．鈉蒸氣具有強烈的腐蝕作用。

鈉蒸氣放電發(fā)光問題早在1950年就得以解決，由于沒有一種能抵御鈉蒸氣強烈腐蝕的特殊材料，直到1965年才制出第一支高壓鈉燈。由此說明材料對科技發(fā)展的巨大影響。

新型無機非金屬材料簡介高溫結(jié)構(gòu)陶瓷

1.氧化鋁陶瓷高壓鈉燈氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷（人造剛玉）主要特性①高熔點；②高硬度；③可制成透明陶瓷；④無毒、不溶于水，強度高；⑤對人體有較好的適應(yīng)性

主要用途高級耐火材料，剛玉球磨機；高壓鈉燈的燈管、人造骨、人造牙、人造心瓣膜、人造關(guān)節(jié)等2.氮化硅陶瓷主要特性①超硬度，耐磨損；②抗腐蝕，高溫時也抗氧化；③抗冷熱沖擊而不碎裂；④耐高溫且不易傳熱；⑤本身具有潤滑性

主要用途制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環(huán)、永久性模具等機械構(gòu)件。用于制造柴油機中發(fā)動機部件的受熱面等普通柴油機是由什么材料制造的？為什么普通柴油機都有一個水箱？有了水箱會產(chǎn)生什么不良后果？要克服這些缺點，理想的材料應(yīng)具有什么性能？

氮化硅陶瓷是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、不易傳熱等優(yōu)點。用它做的柴油機，不需用水冷卻，熱效率高。目前，世界上只有我國等少數(shù)國家能夠制造這種柴油機（參看教材圖7-12）。一些氮化硅陶瓷制品，請看教材彩圖。除此之外，還有碳化硅陶瓷等。

陶瓷軸承陶瓷機械零件光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維（二氧化硅）主要特性①抗干擾性能好，不發(fā)生輻射；②通訊質(zhì)量好；③質(zhì)量輕、耐腐蝕主要用途用于通訊外，還用于醫(yī)療、信息處理、遙測遙控等光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈光纖面板光導(dǎo)纖維的視頻轉(zhuǎn)到下一頁光纖光纜

普通電纜

信息量大，信息量大，每根光纜上理論上可同時通過10億路電話

8管同軸電纜每條通話1800路

原料來源廣（石英玻璃），節(jié)約有色金屬

資源較少

質(zhì)量小，每km27g，不怕腐蝕，鋪設(shè)方便

每km1.6t成本低，每km10000元左右

普通光纜每km200000元左右

性能好，抗電磁干擾保密性強

，能防竊聽，不發(fā)生電輻射

新材料發(fā)展趨勢（1）高分子材料。資源豐富、原料廣，輕質(zhì)、高強，成形工藝簡易。提高工作溫度是研制的重要課題。各種塑料、合成橡膠和合成纖維將有很大發(fā)展，成為重要的新材料（2）特種陶瓷。高強高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電工電子功能陶瓷和復(fù)合陶瓷是新材料中普遍注重的發(fā)展方向。（3）功能材料。這是新材料中發(fā)展很快的一個重要方向，如半導(dǎo)體、激光、紅外、超導(dǎo)、電子、磁性、發(fā)光、液晶、換能、傳感材料等，品種繁多，前景廣闊。（4）能源材料。太陽能、磁流體發(fā)電、氫能等新能源發(fā)展，同時促進了各種高溫?zé)?、儲能、換能材料的發(fā)展。（5）高性能、高強度結(jié)構(gòu)材料。（6）復(fù)合材料。纖維增強型、彌散粒子型、疊層復(fù)合型復(fù)合材料以及碳纖維、石墨纖維、硼纖維、金屬纖維、晶須的研制發(fā)展，將使被稱為"21世紀材料"復(fù)合材料更放光彩。（7）金屬新材料。非晶態(tài)金屬(金屬玻璃)、記憶合金、防振合金、超導(dǎo)合金和金屬氫等。（8）極限材料。在超高壓、超高溫、超低溫、超高真空等極端條件下應(yīng)用和制取的各種材料。如超導(dǎo)、超硬、超塑性、超彈性、超純、超晶格膜等材料。（9）原子分子設(shè)計材料。這是在材料科學(xué)深入研究的基礎(chǔ)上，對表面、非晶態(tài)、結(jié)構(gòu)點陣與缺陷、固態(tài)雜質(zhì)、非平衡態(tài)、相變以及變形、斷裂、磨損等領(lǐng)域研究探索的發(fā)展方向，以期獲得原子、分子組成結(jié)構(gòu)按性能要求設(shè)計的新材料。（10）稀土材料。稀土金屬在激光、熒光、磁性、紅外、微波、核能、特種陶瓷以及化工材料中，有奇異的性能，稀土材料已成為重要的開發(fā)領(lǐng)域。我國稀土資源儲量居世界首位，因此稀土的開發(fā)對我國更為重要。隨堂練習(xí)1、下列物質(zhì)中，不屬于新型無機非金屬材料（）A、普通玻璃B、硅酸鹽陶瓷C、氧化鋁陶瓷D、氧化硅陶瓷A、B2、下列材料中能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的是（）A、氮化硅陶瓷B氧化鋁陶瓷C光導(dǎo)纖維D破璃C3、將SO2氣體通入懸浮著棕色PbO2的熱水中，一段時間后，發(fā)生的現(xiàn)象（