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无机非金属材料工学整理

1、无机材料生产共性和个性：

共性：1、原料都来自储量丰富的天然非金属矿物2 、粉料的制备与运输3、高温加热（热处理）4、成型5、干燥。

个性：P（表示粉体制备过程） H（热处理过程） F（成型过程）1、胶凝材料（水泥）PHP2 、玻璃PHF 3、陶瓷和耐火材料PFH。

2、粘土定义：粘土是一种或多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。

3、粘土的三大组成:矿物组成、化学组成和颗粒组成.

粘土矿物组成：高岭石类（包括高岭石、多水高岭石等）特点：吸附能力小，可塑性和结合性较差，杂质少、白度高、耐火度高。

蒙脱石类（包括蒙脱石、叶蜡石等）特点：是能吸收大量的水，体积膨胀，离子交换能力强，膨润土可塑性大，触变厚化性强，严重影响泥浆性能。随外界环境的温度和湿度而变化，引起Ｃ轴膨胀与收缩。

伊利石类（也称水云母）特点：一般可塑性低，干后强度小，干燥烧成收缩小，烧结温度低，烧结范围窄。

化学组成：二氧化硅，三氧化二铝，结晶水还有少量碱金属氧化物碱土金属氧化物着色氧化物等。

颗粒组成：指粘土中不同大小颗粒的百分含量。

4、粘土的工艺性质：可塑性，离子交换性，触变性，膨化性，收缩性，烧结性能

（1）可塑性：粘土与适量水混练后形成泥团，在外力作用下塑造成各种形状而不开裂，当外力除去后仍能维持原来形状的性质。

可塑性指数则为液限与塑限的差值，表示粘土能形成可塑泥团的水分变化范围。可塑性指标在工作水分下，泥料受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。

（2）离子交换性：粘土颗粒吸附的离子被其它同性电荷的离子置换，发生离子交换的性质

（3）触变性：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加静置后能恢复

原来状态。

5、长石类原料：钠长石（玻璃釉），钾长石（陶瓷釉），钙长石（水泥），钡长石

滑石结构：层状结构

6、破碎的方式：挤压，劈裂，折断，磨剥，冲击。

破碎设备：颚式破碎机、圆锥式破碎机，辊式破碎机，反击式破碎机、蓖式破碎机

超细磨：振动磨、搅拌磨、冲击磨、气流磨、行星磨

7、玻璃退火的目的，退火包括哪几个工艺阶段？各个阶段的要点有哪些？

退火定义：消除玻璃制品在成型或热加工后残留在制品内的永久应力的过程。

目的：防止炸裂和提高玻璃的机械强度。

玻璃退火包括加热、保温、慢冷及快冷四个阶段。

加热阶段：把制品加热到退火温度。加热速度可以较快。慢冷阶段：防止在降温过程中由于温度梯度而产生新的应力。初冷速度应最低。慢冷阶段的结束温度，必须低于玻璃的应变点。快冷阶段：指应变温度到室温这段温度区间。保证制品不致因为热应力而破坏的前提下，可以尽快冷却玻璃制品。

成型：将配合料制成的浆体、可塑泥团、半干粉料或熔融体经适当的手段设备变成一定形状的制品的过程。

注浆成型：（传统）在石膏模的毛细管力作用下，含一定水分的粘土泥浆脱水硬化成坯的过程。（现代）：将陶瓷配合料制成能流动的浆体，注入模型，依靠模具的脱水（或其它特别的）作用而成型。

8、人工干燥的加热方式：外热源法、内热源法。

干燥也称为烘干, 用加热的方法除去物料中部分物理水分的过程。

外热源法：是指在物料的外部对物料表面加热使物料受热，蒸发水分，而得以干燥。内热源法：是将湿物料放在高频交变的电磁场中或微波场中，使物料本身的分子产生剧烈的热运动发热或使交变电流通过物料而产生热量，物料中水分蒸发，得以干燥。干燥方法及其特点: １、对流（辐

射）: 热扩散方向与湿扩散方向相反，不利于干燥速度提高。２、电干燥：热扩散、湿扩散方向

一致，干燥速度快，单位热耗小。３、微波干燥：热、湿传导方向一致。均匀快速。４、红外干燥：热扩散、湿扩散方向一致，加热均匀。

内扩散包括：湿扩散（水分浓度差）和热扩散（温度差）

热扩散是指在温度差的作用下，水分从物料内温度高的地方向温度低的地方的迁移过程。湿扩散是指在水分浓度差的作用下，水分从物料内浓度高的的地方向浓度低的地方的迁移过程

9、煅烧优点：1. 提高物理性能2. 破坏层状结构，稳定晶型3. 便于破碎，减小收缩率

10、烧成制度：包括温度制度，气氛制度，压力制度。压力制度旨在保证温度制度和气氛制度。

烧成温度：是指陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即烧成时的止火温度。烧成范围：烧成温度实际上是指一个允许的温度范围，习惯上称之为烧成范围。下限温度是坯体技术性能开始达到要求指标时的对应温度；上限温度是坯体的结构和性能指标开始劣化时的温度。烧结温度：材料加热过程达到气孔率最小、密度最大时的温度。

11、多孔陶瓷的成孔方法：（1）颗粒堆积成孔（2）可燃尽物质成孔（3）不完全灼烧成孔（4）机械成孔（5）高温分解物质发泡成孔（6）超微孔成孔多孔陶瓷配方：骨料，粘结剂，成孔剂。工艺特点：烧成温度和烧结温度不一致。多孔陶瓷的烧成方法：粘结剂玻化粘结骨料颗粒；足够的机械强度；达到所要求的气孔率合理的烧成温度

12、釉是覆盖在陶瓷坯体表面的一层近似玻璃态的物质。

施釉的基本方法：浸釉，淋釉，喷釉。还有静电施釉、流化床施釉、干压施釉等电瓷：高强度

电瓷和半导体瓷。高强度瓷主要有石英瓷，高铝瓷，普通高压瓷。

半导体瓷是由60%~70%左右的普通白釉和具有导电性的金属氧化物或预先合成的导电

性化合物配制而成。目的是使电瓷表面电阻率降低，有一定的导电性。

13、釉料的基本性质：1、一定的细度2、适中的相对密度3、适宜的流动性（粘度）

14、釉层的性质：（1）釉料熔融温度范围：始熔温度至流动温度的范围称为釉料熔融温度范

围。（2）釉的粘度和表面张力（3）釉的弹性和热膨胀性：釉的弹性可用弹性模数来表征，弹性模数小，则弹性大，反之则弹性小。（4）釉的硬度和光泽度（5）釉层的化学稳定性

坯料定义：将陶瓷原料经过配料和加工后，得到的具有成型性能的多组分混合物。根据成型方法不同分为：注浆坯料：含水率28%~35%；可塑坯料18%~25%；压制坯料3%~7%。坯体组成的表示方法：配料比表示、化学组成表示、矿物组成表示、实验公式表示、分子式表示

化工陶瓷生产工艺要点：（1）配料组成：耐酸，加入氧化硅氧化锆等；耐HF，提高3A2S 的含量；耐碱加入氧化镁最好。（2）配料中掺入许多孰料；（3）用食盐釉（在烧成过程中，进行施釉），食盐釉和坯体结合良好耐酸不脱落不开裂；（4）陶瓷的烧成温度再1280°—1350°C范围内，氧化氛围烧成。

化工陶瓷提高耐酸性方法：加入二氧化硅，氧化锆等；配料中掺入熟料；加入食盐釉。提高耐热性的方法：加入刚玉，滑石提高热稳定性；增加氧化镁，氧化铍，氧化锆低温烧成：凡烧成温度有较大幅度降低（如降低幅度在80～100℃以上者）且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。

一次烧成是将施好釉的生坯（也称釉坯）经一次煅烧直接得到产品的方法。

二次烧成分两种类型：一是将生坯烧到足够高的温度使之成瓷，然后施釉，再在较低的温度下进行釉烧。这种方法称为“高温素烧，低温（中温）釉烧” ，二是先将生坯在较低的温度下烧成素坯，然后施釉，再在较高的温度下进行釉烧而得到产品。这科方法称为“低温素烧，高温釉烧”

退火工艺特点（8 个字）：加热，保温，慢冷，快冷。热钢化工艺特点（8 个字）：加热，保温，快冷，慢冷。玻璃熔制：将配合料经过高温加热形成均匀的无气泡的，并符合成型要求的玻璃液的过程。玻璃的熔制包括物理和化学以及物理化学三个过程。

影响玻璃析晶的因素：玻璃成分、玻璃的结构因素、分相的作用、工艺因素。玻璃粘度与温度的关系：玻璃液在高温时，粘度变化不大；随着温度的降低，粘度的变化慢慢增大，待到低温时，粘度就急剧地增加。在整个玻璃粘度温度曲线上，没有粘度突变点。

玻璃体的三大类缺陷：气泡（气体类夹杂物），结石（结晶夹杂物），条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）

玻璃分类（6 种）：元素玻璃、氧化物玻璃、卤素化合物玻璃（透红外）、硫属元素化合物（半导体）、混合玻璃、金属玻璃

短性玻璃：在l0^2~10^ 8Pa·s粘度范围内温度范围小的玻璃称短性玻璃，随温度变化，粘度

变化速率快，又称为快凝玻璃

长性玻璃：在l0^2~10^ 8Pa·s粘度范围内温度范围大的玻璃称长性玻璃，随温度变化，粘度变化速率慢，又称为慢凝玻璃

高硅氧玻璃：二氧化硅高达96%以上的玻璃，是利用玻璃组成的B区易于分相的特点制成的。

耐火度：耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质。耐火材料：耐火度不低于1580℃的无机非金属材料耐火材料的组成：化学组成和矿物组成

荷重软化温度：耐火材料在一定的重力负荷和热负荷共同作用下达到某一特定压缩变形时的温度。

硅制耐火材料：典型的耐酸性材料，主晶相为鳞石英和方石英，基质为石英玻璃相镁质耐火材料：主成分MgO主, 晶相方镁石；氧化镁含量80%~85%以上的碱性耐火材料，耐火度高。玻璃窑，水泥窑，陶瓷窑高温带常用的耐火材料。CaO/SiO2=0镁橄榄石M2S；CaO/SiO2=1钙镁橄榄石CMS熔点1890°; CaO/SiO2=1.5 镁蔷薇辉石C3MS，2 1575°；CaO/SiO2=2硅酸二钙C2S,2130°。

不定型耐火材料：是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经形成和烧成而直接使用的耐火材料。1、碳素耐火材料：无定性碳为主要组成2、石墨耐火材料：结晶型组要组成。

3. 碳化硅耐火材料

碳素耐火材料生产工艺特点：热态成型，冷却定型，在隔绝空气下烧成。碳化硅耐火制品：（1）粘土和氧化物结合的耐火制品；（2）氮化硅结合的碳化硅制品

（3）自结合和再结晶的碳化硅制品（4）半碳化硅制品硅酸铝质耐火材料：（1）半硅质耐火材料，三氧化二铝含量15%~30%（2）粘土质耐火材料，三氧化二铝含量30%~46%（3）

高铝质耐火材料，三氧化二铝含量大于46% 矿化剂：能在高温下促进石英转化，对制品性能影

响很小比较经济和容易获得。

最常用的矿化剂有CaO，FeO。

水泥与硅酸盐水泥生产控制中常用的三个率值：硅率SM、铝率IM 和石灰饱和系数KH 水化程度：单位时间内水泥水化反应的进展程度。通常用已经水化反应的水泥占总水泥的百分数（）来表示，即水化程度

1、超细粉体的制备方法及其特点

超微粉粒度一般为1～100nm 左右，粉体制备方法：粉碎法和合成法。

粉碎法是由粗颗粒来获得细粉的方法，超细粉的制备机械式和流能式两类。机械式粉碎机：振动磨机（特点：适应性强，颗粒球形度不好）、搅拌磨机（特点：颗粒球形度好但杂质多）、行星磨（粉末球形度好但产量低）、胶体磨、冲击磨等。流能式超细磨：气流磨（特点：不需要任何固体研磨介质，能够连续操作耗电量大，附属设备多）特点：制粉得到1 微米以下的粉料

较为困难，能耗大，效率低，杂质易于混入，粒子

易于变形合成法包括：物理工艺和化学工艺。物理工艺主要为构筑法，通过各元素的原子、分子的成核核长大生成超微粉。化学工艺的制备过程以化学反应为主，分为固相法、气相法、液相法。

特点：纯度、粒度可控、均匀性好，颗粒微细，并可实现颗粒在分子水平上的复合、均化。

2、无机非金属材料主要有哪些成型方法，以及各自有哪些特点

成型方法主要有（1）浆料成型：浆料成型基本多属于塑性体，其中液相是连续的。包括①陶瓷主要为注浆成型（空心注浆和实心注浆）、热压成型，流延成型②混凝土浆体的成型包括振动密实成型、压制密实成型、离心脱水密实成型（2）可塑成型法：包

括挤压成型、旋坯成型、滚压成型、塑压成型、车坯成型、轧膜成型、注塑成（3）压制成型是将粉状的坯料在钢模中压成致密坯体的一种成型方法。压制成型的坯料水分少、压力大，因而坯体较致密，收缩较小、形状准确。（4）玻璃的成型：吹制成型、拉制成型、浮法生产平板玻璃

3、玻璃熔融的几个阶段，每个阶段的物理变化

（1）、硅酸盐形成阶段

配合料主要的固相反应完成（ 800 900 C ）

不透明烧结物（由硅酸盐和未熔二氧化硅组成）

此阶段结束时，配合料变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物

（2）、玻璃形成阶段

二氧化硅在硅酸盐中解溶扩散含有大量气泡和不均体匀

（1200 C ）

3）、玻璃液的澄清阶段

逐步排除可见气泡到许允程度对钠钙硅

玻璃温度1400 ~1500 C 4）、玻璃的均化阶段

均化的作用就是在玻璃液中消除条纹和其他不均匀体，使玻璃液的各部分在化学组成上达到预期的均匀一致。

（5）、玻璃的冷却阶段均化后的玻璃液需要适当降温将玻璃液的粘度增高到成形制度所需的范围。冷却过程中玻璃液温度通常降低 200～ 300℃。

4、玻璃浮法生产中选择浮化介质的原则浮法是指玻璃液漂浮在熔融金属表面上生产平板玻璃的方法。其优点是玻璃质量高（接近或相当于机械磨光玻璃），拉引速度快，产量大，厚度可控制在 1.7~30mm ，宽度目前可达 5.6m ，便于生产自动化。

（ l ）在 1050℃温度下的密度要大于玻璃，一般要求其密度大于 2500kg/m3；（2）金属的熔点低于 600℃，沸点高于 1050℃， 1000℃左右的蒸气压应尽可能低，要求低于 13.33Pa 。

（3）容易还原，在还原气氛中能以单质金属液存在。（ 4）在 1000℃左右温度下，不与玻璃发生化学反应。

5、物料干燥的几个阶段，哪个阶段最危险

干燥方法：对流干燥，电干燥，微波干燥，红外干燥。物料干燥过程包括三个阶段：加热、等速干燥和降速干燥阶段。加热阶段：初期干燥介质传给物料的热量大于物料中水分蒸发的热量，使物料温度升高，水分蒸发量升高。等速干燥阶段：干燥介质传给物料的热量等于于物料中水分蒸发的热量，物料温度不变，内扩散速率大于外扩散速率。这一阶段干燥速率过大会发生因物烧结物透明体透明体无气泡的玻璃液

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

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析） 1．某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成．某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究．下列有关说法不正确的是（） A．由Ⅱ可知X中一定存在SiO2 B．无法判断混合物中是否含有Na2O C．1.92 g固体成分为Cu D．15.6 g混合物X中m（Fe2O3）：m（Cu）=1：1 【答案】B 【解析】途径a：15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，4.92g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，又Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu；结合途径b可知15.6gX和足量水反应，固体质量变为6.4g，固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g，固体中一定还有氧化钠，其质量为9.2g， A．由以上分析可知X中一定存在SiO2，故A正确； B.15.6gX和足量水反应，固体质量变为6.4g，只有氧化钠与水反应，混合物中一定含有Na2O，故B错误； C．Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu，故C正确； D．设氧化铁的物质的量是x，金属铜的物质的量是y，由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出：Fe2O3～2Fe3+～Cu，则160x+64y=6.4，64y﹣64x=1.92，解得 x=0.02mol，y=0.05mol，所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g，金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g，则原混合物中m（Fe2O3）：m（Cu）=1：1，故D正确；【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算，侧重于学生的分析和计算能力的考查，为高考常见题型，注意掌握检验未知物的采用方法，能够根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量，难度中等． 2．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（） ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

第二届全国高校无机非金属材料基础知识大赛决赛试题

第二届全国高校无机非金属材料基础知识大赛决赛试题一、必答题 1. 硅酸盐熔体的粘度随（）而降低。 A. 温度下降 B. SiO2含量增加 C. 碱性氧化物含量增加 D .以上三个都不对 2. 马赫数是气体动力学一个很重要无量纲量，它反映（）相对比。 A. 粘性力与惯性力 B. 惯性力与弹性力 C. 粘性力与重力 D .惯性力与重力 3. 某晶面族X 射线衍射强度正比于该晶面的（）。 A. 晶面间距 B .结构因子 C. 多重因子 D. B 和C 4. 在形成连续固溶体的二元相图中存在一个二元无变量点，该说法（）。 A. 对

B. 错 C. 不能确定 D. 5. 关于气体燃料预混燃烧的叙述错误的是（）。 A. 火焰较短，燃烧空间较小 B .需要的空气过剩系数较大 C.火焰黑度小，不发光 D .不需将空气和燃料预热到较高的温度 6. 透射电镜主要由四大系统构成，其中（）是其核心。 A. 真空系统 B .电子光学系统 C. 供电控制系统 D. 附加仪器系统 7?研究表明，Ni2+和Ca2^子可完全置换MgO晶体中的Mg2+离子, 因此可以推测NiO或CaO可与MgO生成（）。 A. 有限固溶体 B .连续固溶体 C. 化合物 D. 非化学计量化合物 8. 在不可压缩流体流动过程中，各相邻流体间的（）做功，造成流体自身机械能的损失。 A. 内摩擦力

B. 重力 C. 曳力 D. 范德华力 9. 在获得的试样DSC曲线上，如果存在373C晶型转变放热峰，基本可说明是石英相变，具体是（）。 A. 0SiO2 转变a SiO2 B. B SQ2 转变丫SiO2 C. a SiO2 转变怜Si。？ D. -SiO2 转变 &SiO2 10. 制备玻璃要经过高温熔化形成无气泡的玻璃液，但是玻璃还是分相。（） A. 会 B. 不会 C. 可能 D. 11. 静止液体中其一点的压强与（）的一次方成正比。 A. 淹没深度 B .位置高度 C. 表面压强 D. 以上都不对 12. 要测定聚合物的熔点，可以选择（）。 B. 紫外可见光谱 A. 红外光谱

无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题

重点突破锁定高考热点探究规律方法熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 2．一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 3．一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO 2＋2C===== 高温Si ＋2CO ↑，FeO ＋C===== 高温Fe ＋CO ↑。 4．硅为非金属，却可以和强碱溶液反应，放出氢气： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 5．一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si 是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 6．一般情况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO 2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。 7．一般情况，较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。虽然酸性：H 2CO 3＞H 2SiO 3，却能发生如下反应：Na 2CO 3＋SiO 2===== 高温Na 2SiO 3＋CO 2↑。 8．一般情况，非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢，但C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 。 9．一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO 3＋H 2O===H 2SO 4，但SiO 2不溶于水，不与水反应。题组训练

1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素() A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定解析该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si

无机非金属材料的应用现状与发展趋势

非金属材料的应用现状与发展趋势无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)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。无机非金属材料的提法是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。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。无机非金属材料工程是材料学中的一个专业。无机非金属材料工程是为了培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。我国无机非金属材料工业的发展中存在很多问题，特别是传统的无机非金属材料与国外先进水平有非常大的差距，主要有： (1) 产品等级低在传统无机非金属材料中，无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。例如：发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上，而我国平均强度仅为50 MPa。我国高等级水泥（ISO≥）仅占18%，大量生产的是中、低等级水泥（ISO≤），而很多发达国家的高等级水泥占90％以上。 (2) 资源消耗高在资源的消耗方面，水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采，未能充分利用有限资源，造成了极大浪费。例如：生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石，其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。我国符合水泥生产要求，可以使用的量仅约250亿吨。目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约亿吨，因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨，仅能提供约40年的水泥生产

无机非金属材料物理化学知识点整理完整版

无机非金属材料物理化学知识点整理无机非金属材料为北航材料学院2009年考研新加科目，考试内容包括大三金属方向限选课《无机非金属材料物理化学》（60%左右）和大四金属方向限选课《特种陶瓷材料》（40%左右）。参考书：陆佩文主编《无机材料科学基础》，武汉理工大学出版社，1996年。本资料由陆晨整理录入。祝愿大家考出好成绩。第一章无机非金属材料的晶体结构第一节：概述一、晶体定义：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。二、晶体结构=空间点阵+结构单元三、晶体的基本性质： 1、均一性 2、各向异性 3、自限性 4、对称性 5、稳定性四、对称性、对称元素、七大晶系、十四种布拉菲格子结晶符号1、晶面符号——米勒指数(hkl) 2、晶棱符号[ uvw] PS：其实只要看了金属学，这些就都会了，懒得写了… 第二节：晶体化学一、离子键、共价键、金属键、分子间力、氢键定义、特点（大家都知道的东西…）二、离子极化：三、鲍林规则（重点）：鲍林第一规则──配位多面体规则，其内容是：“在中，在正离子周围形成一个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于离子半径比”。鲍林第二规则──电价规则指出：“在一个稳定的离子晶体结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差≤1/4价”。静电键强度S=正离子数Ｚ＋/正离子配位数n ，则负离子数Ｚ

＝∑Si=∑(Zi+/ni)。鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：“在一个配位结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显”。鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则，其内容是：“若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。例如，在镁橄榄石结构中，有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体，但Si4+电价高、配位数低，所以[SiO4]四面体之间彼此无连接，它们之间由[MgO 6]八面体所隔开。鲍林第五规则──节约规则，其内容是：“在同一晶体中，组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。例如，在硅酸盐晶体中，不会同时出现[SiO4]四面体和[[Si2 O7]双四面体结构基元，尽管它们之间符合鲍林其它规则。这个规则的结晶学基础是晶体结构的周期性和对称性，如果组成不同的结构基元较多，每一种基元要形成各自的周期性、规则性，则它们之间会相互干扰，不利于形成晶体结构。第三节：典型的晶体结构（参考课件或复印的资料）型型型和A2X5型型型型 8.硅酸盐晶体结构第二章无机非金属材料的晶体缺陷第一节：晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷（参考金属学吧…）第二节：缺陷化学反应表示法（重点）一、点缺陷符号：克罗格-明克（Kroger-Vink）符号 ①主符号，表明缺陷种类； ②下标，表示缺陷位置；“i”表示填隙位置 ③上标，表示缺陷有效电荷，“?”表示有效正电荷，用“'”表示有效负电荷，用“?”表示有效零电荷，零电荷可以省略 ①空位：V VM ——M 原子空位 VX ——X 原子空位在金属材料中，只有原子空位对于离子晶体，如果只是M2+ 离子离开了格点形成空位，而将 2 个电子留在

高考化学无机非金属材料(大题培优)及答案

高考化学无机非金属材料(大题培优)及答案一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析） 1．下列溶液中，不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中的 ①碱石灰②NaCl③KNO3④CaO⑤CuSO4⑥NaOH⑦Na2CO3 A．①④⑥⑦B．①③⑤⑥C．②③④⑦D．①⑥⑦ 【答案】A 【解析】【分析】玻璃的主要成分中含有二氧化硅，能和二氧化硅反应的药品不能盛放在带有玻璃塞的试剂瓶中，据此分析解答。【详解】 ①碱石灰为CaO和NaOH的混合物，能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意； ②NaCl与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意； ③KNO3与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意； ④CaO为碱性氧化物，溶于水生成的氢氧化钙能与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意； ⑤CuSO4与玻璃中的成分不发生反应，因此能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，不符合题意； ⑥NaOH能与二氧化硅发生反应生成具有黏性的硅酸盐和水，因此不能存放在带玻璃塞的试剂瓶中，符合题意； ⑦Na2CO3水解呈碱性，与二氧化硅反应生成具有黏性的硅酸钠，所以Na2CO3不能盛放在玻璃瓶中，符合题意；故答案为：A。 2．在室温时，下列各组中的物质分别与过量NaOH溶液反应，共生成4种盐的是（）A．SO2、CO2、SO3 B．H2S、NO、SO3 C．CO2、Cl2、SO3 D．SiO2、CO、Cl2 【答案】C 【解析】【分析】【详解】 A．SO2、CO2、SO3分别与过量NaOH溶液反应生成Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4，生成3种盐，故不选A； B．NO与氢氧化钠溶液不反应，H2S、SO3分别与过量NaOH溶液反应生成Na2S、Na2SO4，生成2种盐，故不选B； C．CO2、Cl2、SO3分别与过量NaOH溶液反应生成Na2CO3、NaClO、NaCl、Na2SO4，生成4种盐，故选C；

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义：是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因：各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化，水解，热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土（原生粘土）风化残积型：母岩风化后残留在原地所形成的粘土。（深层的岩浆岩（花岗岩、伟晶岩、长石岩）在原产地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的矿床，一般称为一次粘土）。二次粘土（次生粘土）沉积型：风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后，在低洼地方沉积而成的矿床，成为二次粘土。一次粘土与二次粘土的区别：分类化学组成耐火度成型性一次粘土较纯较高塑性低二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点：高岭土晶体结构式：Al4[Si4O10](OH)8，1:1型层状结构硅酸盐，Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构，构成结构单元层。层间以氢键相连，结合力较小，所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。蒙脱土（叶蜡石）是2:1型层状结构，两端[SiO4]四面体，中间夹一个[AlO6]八面体，构成单元层。单元层间靠氧相连，结合力较小，水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水，层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性：粘土—水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂，外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。表示方法：可塑性指数、可塑性指标可塑性指数（w）：W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。 W1塑限：粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限：粘土或（坯料）由粉末状态进入流动状态时的含水量。塑限反映粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。塑限高，表明粘土颗粒的水化膜厚，工作水分高，但干燥收缩也大。液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细，在水中分散度大，不易干燥，湿坯强度低。可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积，也可以以这时的相应含水率表示。反应粘土的成型性能：应力大，应变小——挤坯成型；应力小，应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类： i.强塑性粘土：指数＞15或指标＞3.6 ii.中塑性粘土：指数7～15，指标2.5～3.6 iii.弱塑性粘土：指数l～7，指标<2.5 iv.非塑性粘土：指数<1。 2)结合性：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)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。无机非金属材料的提法是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。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。成分结构在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。应用领域无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料新型无机非金属材料具有性质稳定，抗腐蚀耐高温等优点，但质脆，经不起热冲击。除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如：强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。业务培养目标：本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点一、重要概念 1、无机非金属材料 ①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、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：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。具有Tg的非晶态材料都是玻璃。 4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，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℃的无机非金属材料 6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。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。固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相好处：降低烧结温度，促进烧结 6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相 ①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相 ②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。玻璃相在陶瓷中的作用：粘结：粘结晶粒，填充空隙，提高致密度降低烧成温度，促进烧结 ③气相：气孔；降低强度，造成裂纹。 7、陶瓷力学性能的特点 ①硬度：高②强度：抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③塑性：塑性极差④韧性：韧性差、脆性大 8、陶瓷热学性能的特点 ①导热性：差，良好的绝热材料 ②热稳定性（抗热震性）：概念：材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差 9、结构陶瓷 ①概念：能作为工程结构材料使用的陶瓷，一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能，可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。 ②常见种类：Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷 ③应用：…… 10、陶瓷增韧技术：【机理：阻碍裂纹的扩展】 ①相变增韧：相变可吸收能量；体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力，甚至产生

无机非金属材料

无机非金属材料以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料的泛称。包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。其中陶瓷一词，随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现，其概念的外延也不断扩大。最广义的陶瓷概念几乎与无机非金属材料的含意相同。无机非金属材料也和金属材料以及有机高分子材料等一样，是当代完整的材料体系中的一个重要组成部分。普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。特种无机非金属材料的特点是：①各具特色,例如:高温氧化物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质;金刚石、立方氮化硼的超硬性质;导体材料的导电性质；快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。②各种物理效应和微观现象,例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热－电、压电材料的力－电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。③不同性质的材料经复合而构成复合材料，例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。沿革旧石器时代人们用来制作工具的天然石材是最早的无机非金属材料。在公元前6000～前5000年中国发明了原始陶器。中国商代（约公元前17世纪初～约前11世纪）有了原始瓷器，并出现了上釉陶器。以后为了满足宫廷观赏及民间日用、建筑的需要，陶瓷的生产技术不断发展。公元 200年（东汉时期）的青瓷是迄今发现的最早瓷器。陶器的出现促进了人类进入金属时代，中国夏代（约公元前22世纪末至约前21世纪初～约前17世纪初）炼铜用的陶质炼锅，是最早的耐火材料。铁的熔炼温度远高于铜，故铁器时代的耐火材料相应地也有很大发展。18世纪以后钢铁工业的兴起，促进耐火材料向多品种、耐高温、耐腐蚀方向发展。公元前3700年，埃及就开始有简单的玻璃珠作装饰品。公元前1000年前，中国也有了白色穿孔的玻璃珠。公元初期罗马已能生产多种形状的玻璃制品。1000～1200年间玻璃制造技术趋于成熟，意大利的威尼斯成为玻璃工业中心。1600年后玻璃工业已遍及世界各地区。公元前3000～前2000年已使用石灰和石膏等气硬性胶凝材料。随着建筑业的发展，胶凝材料也获得相应的发展。公元初期有了水硬性石灰，火山灰胶凝材料，1700年以后制成水硬性石灰和罗马水泥。1824年英国J.阿斯普丁发明波特兰水泥（见水泥）。上述陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等的主要成分均为硅酸盐，属于典型的硅酸盐材料。 18 世纪工业革命以后，随着建筑、机械、钢铁、运输等工业的兴起，无机非金属材料有了较快的发展，出现了电瓷、化工陶瓷、金属陶瓷、平板玻璃、化学仪器玻璃、光学玻璃、平炉和转炉用的耐火材料以及快硬早强等性能优异的水泥。同时，发展了研磨材料、碳素及石墨制品、铸石等。 20世纪以来，随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、光电子学、生物医学和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了更高的要求，促进了特种无机非金属材料的迅速发展。30～40年代出现了高频绝缘陶瓷、铁电陶瓷和压电陶瓷、铁氧体（又称磁性瓷）和热敏电阻陶瓷（见半导体陶瓷）等。50～60年代开发了碳化硅和氮化硅等高温结

无机非金属材料的分类

无机非金属材料的分类 (1)传统陶瓷（其中，瓷是在陶的基础上上一层釉）陶瓷在我国有悠久的历史，是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑，气势宏伟，形象逼真，被认为是世界文化奇迹，人类的文明宝库。唐代的唐三彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐，自然界存在大量天然的硅酸盐，如岩石、土壤等，还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。此外，人们为了满足生产和生活的需要，生产了大量人造硅酸盐，主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。硅酸盐制品一般都是以黏土（高岭土）、石英和长石为原料经高温烧结而成。黏土的化学组成为Al?O3·2SiO?·2H?O，石英为SiO?，长石为K?O·Al?O3·6SiO?（钾长石）或Na2O·Al2O3·6SiO2（钠长石）。这些原料中都含有SiO2，因此在硅酸盐晶体结构中，硅与氧的结合是最重要也是最基本的。硅酸盐材料是一种多相结构物质，其中含有晶态部分和非晶态部分，但以晶态为主。硅酸盐晶体中硅氧四面体[SiO4]是硅酸盐结构的基本单元。在硅氧四面体中，硅原子以sp杂化轨道与氧原子成键，Si—O键键长为162 pm，比起Si和O的离子半径之和有所缩短，故Si—O键的结合是比较强的。 (2)精细陶瓷精细陶瓷的化学组成已远远超出了传统硅酸盐的范围。例如，透明的氧化铝陶瓷、耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷等，它们都是无机非金属材料，是传统陶瓷材料的发展。精细陶瓷是适应社会经济和科学技术发展而发展起来的，信息科学、能源技术、宇航技术、生物工程、超导技术、海洋技术等现代科学技术需要大量特殊性能的新材料，促使人们研制精细陶瓷，并在超硬陶瓷、高温结构陶瓷、电子陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷、超导陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的进展，下面选择一些实例做简要的介绍。高温结构陶瓷汽车发动机一般用铸铁铸造，耐热性能有一定限度。由于需要用冷却水冷却，热能散失严重，热效率只有30%左右。如果用高温结构陶瓷制造陶瓷发动机，发动机的工作温度能稳定在1 300 ℃左右，由于燃料充分燃烧而又不需要水冷系统，使热效率大幅度提高。用陶瓷材料做发动机，还可减轻汽车的质量，这对航天航空事业更具吸引力，用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发动机效果会更好。目前已有多个国家的大的汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。我国也在1990年装配了一辆并完成了试车。陶瓷发动机的材料选用氮化硅，

《无机非金属材料创新基础》课程教学大纲

《无机非金属材料创新基础》课程教学大纲课程代码： 050432005 课程英文名称：Innovation foundation of ceramic factory 课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0 适用专业：无机非金属材料工程大纲编写（修订）时间：2017.10 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《陶瓷工厂创新基础》专业外语课程是无机非金属专业的一门选修课，通过课堂上教师讲授和学生讨论，完成教学内容，达到初步了解什么是无机非金属材料专业和如何进行创新模式思考的教学目的。教学基本要求：（1）学习无机非金属材料的基本组成；（2）掌握创新的思路与方法；（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握水泥混凝土、玻璃、陶瓷的定义、组成、性质，几种典型新型无机非金属材料及该领域的发展趋势。 2.基本理论和方法：通过课堂讲授掌握什么是无机非金属材料、什么是水泥混凝土、玻璃、陶瓷，了解创新型人才的素质及培养途径、科技创新的思维模式，采用讨论的形式启发大学生创新的思考。 3.基本技能：具备查阅文献、独立完成创新报告的能力。（三）实施说明 1．教学方法：采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；注意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点，将各种创新思维方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。通过食品和讨论的方式调动学生学习的主观能动性，强化学生运用知识的能力，培养自学能力。 2．教学手段：本课程属于选修课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。（四）对先修课的要求无（五）对习题课、实验环节的要求无（六）课程考核方式 1.考核方式：考查 2.成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（课堂表现、回答问题）占30%，课后大作业占70%。（七）参考书目 1. 《科技创新思路及方法》，王国全著，知识产权出版社， 2013 二、中文摘要

高一化学人教版必修第二册第五章第三节无机非金属材料

无机非金属材料核心知识点一：一、硅酸盐材料硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。 1. 硅酸（1）物理性质不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化剂的载体。（2）化学性质 ①弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应

H2SiO3 + 2NaOH＝Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2OH－＝SiO32－+ 2H2O 比碳酸酸性弱：Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO2和水：H2SiO3H2O＋SiO2 （3）制备方法由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶性硅酸盐+酸制得。 Na2SiO3 + 2HCl＝2NaCl + H2SiO3 ↓ SiO32－+ 2H+＝H2SiO3 ↓ 【注意】①硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取硅酸 ②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸： Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3 ↓ SiO32－＋CO2＋H2O＝CO32－＋H2SiO3 ↓ ③如前所述， SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO2从体系中挥发出来，而SiO2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较 2. 硅酸钠（1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装，但是不能用玻璃塞，应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。（2）化学性质

《无机非金属材料》教案(1)(1)

硅无机非金属材料三维目标知识与技能： 1、了解硅在自然界的存在、含量 2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。 3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力过程与方法： 1、自主学习 2、通过碳与硅的新旧知识的比较，设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。情感、态度与价值观 1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法 2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系，认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题，激发他们学习化学的热情。教学重点：硅的物理、化学性质教学难点：硅的化学性质和提纯教学用具：多媒体教学过程新课导入：材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有高纯的单晶硅，就没有今天的奔腾电脑；没有特殊的新型材料，火箭就无法上天，卫星就无法工作，人类的登月计划就会受到影响，材料的发展对我们的生活起着决定性的作用。从化学角度来看任何物质都是由元素组成，那元素与这些材料之间又有什么样的关系呢？从本章开始我们就来学习一下元素与材料之间的关系。板书：第四章元素与材料世界多媒体：展示一组与硅元素有关的图片，引出本节新课第一节硅无机非金属材料学生活动：阅读教材第一段思考下列问题 1、无机非金属材料包括哪些？ 2、这类材料的特点有哪些？ 3、无机非金属材料分哪两类？多媒体：展示一组与硅元素有关的图片。设疑：这些表观看“风牛马不相及”的物质，从微观组成上却有很大的相似性，他们都是有黄沙通过不同的途径制得的，它们都含有共同的元素是什么呢？多媒体：一、半导体材料与单质硅

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景【摘要】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。在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)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。无机非金属材料的提法是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。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

无机非金属材料科学基础答案最终版

长春理工大学无机材料科学基础教程 Inorganic materials science-based tutorial 制作人：左手天堂班级：0906112 时间：2011.09.10

4。第三章萤石型和反萤石型二八面体型与三八面体型尖晶石与反尖晶石（a ）萤石型：CaF 2 型结构中，Ca 2+按面心立方紧密排列，F -占据晶胞中全部四面体空隙。反萤石型：阳离子和阴离子的位置与 CaF 2型结构完全相反，即碱金属离子占据F - 的位置，O 2-占据Ca 2+ 的位置。（b ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。（C ）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。（d ）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如 K +、Na + 等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。（e ）正尖晶石：在AB 2O 4尖晶石型晶体结构中，若A 2+ 分布在四面体空隙、而B 3+ 分布于八面体空隙，称为正尖晶石；反尖晶石：若A 2+分布在八面体空隙、而B 3+ 一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B （AB ）O 4,称为反尖晶石。 3-2（a ）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？（b ）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何种价离子，其中：（1）所有八面体间隙位置均填满； 3-1名词解释（a ）（c ）（e ）答：（b ）类质同晶和同质多晶（d ）同晶取代与阳离子交换

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