第三章 无机非金属材料的性能
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无机非金属材料的性能分析
一、无机非金属材料概述
无机非金属材料是指不含金属成分的材料,包括玻璃、氧化物、晶体、陶瓷、复合材料等。
它们的特点是质地坚硬,耐腐蚀,受温度影响小,热
导率低,可承受较高的机械强度,耐磨性能好,具有导电性等特点,可以
用来制造精密仪器和机械。
二、无机非金属材料性能分析
1、物理性能
一般而言,无机非金属材料的密度一般较低,只有在非金属材料中的
稀土元素的凝聚力比较大的情况下才会有较高的密度。
另外,无机非金属
材料的热导率一般较低,更多的是由其分子构造结构内介质而决定的。
2、机械性能
3、化学性能
4、电学性能。
第三章 材料的性能 1.用固体能带理论说明什么是导体,半导体,绝缘体? 答:固体的导电性能由其能带结构决定。
对一价金属(如Na ),价带是未满带,故能导电。
对二价金属(如Mg ),价带是满带,但禁带宽度为零,价带与较高的空带相交叠,满带中的电子能占据空带,因而也能导电。
绝缘体和半导体的能带结构相似,价带为满带,价带与空带间存在禁带。
禁带宽度较小时(0.1—3eV )呈现半导体性质,禁带宽度较大(>5eV )则为绝缘体。
答案或者是: 满带:充满电子的能带 空带:部分充满或全空的能带 价带:价电子填充的能带 禁带:导带及满带之间的空隙 (其中,空带和价带是 导带) 导体:价带未满,或价带全满但禁带宽度为零,此时,电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。
半导体:价带全满,禁带宽度在0.1-3eV 之间,此时,电子可以通过吸收能量而实现跃迁。
绝缘体:价带全满,禁带宽度大于5eV ,此时,电子很难通过吸收能量而实现跃迁 2、 有一根长为5 m ,直径为3mm 的铝线,已知铝的弹性模量为70Gpa ,求在200N 的拉力作用下,此线的总长度。
= 5.002 m 3.试解释为何铝材不易生锈,而铁则较易生锈? 答:锈蚀机理不同,前者为化学腐蚀,后者为电化学腐蚀铝是一种较活泼的金属,但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜,所以在空气中是非常稳定的。
铁与空气中的水蒸气,酸性气体接触,与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池,遭到了电化学腐蚀,所以容易生锈。
4.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞?答:因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅,二氧化硅是一种酸性的氧化物,在碱液中将会被溶解或侵蚀,其反应为:SiO2+2NaOH →Na2SiO3+H2O5.何种结构的材料具有高硬度?如何提高金属材料的硬度?答:由共价键结合的材料具有很高的硬度,这是因为共价键的强度较高。
无机非金属材料由离子键和共价键构成,这两种键的强度均较高,所以一般都有较高硬度,特别是当含有价态较高而半径较小的离子时,所形成的离子键强度较0/F A σ= (H E σε=00()/l l lε=-()/l l l ε=-高(因静电引力较大),故材料的硬度较高。
813 无机非金属材料工艺学一、考试要求①闭卷笔试,可以携带无存储功能的计算器等相关考试工具;②满分为150分,考试时间为3小时。
二、考试内容第一章:绪论[学习要求] 了解无机非金属材料的作用与发展趋势,掌握无机非金属材料的定义、基本特性与研究内容,熟练掌握水泥、陶瓷与玻璃的定义、分类与特性。
[考试内容]第一节材料及无机非金属材料的定义与分类第二节典型无机非金属材料简介第三节无机非金属材料现状及发展趋势第四节无机非金属材料在人类生活中的地位与作用第五节无机非金属材料工艺学的研究内容第六节典型无机非金属材料工艺简介第二章:无机非金属材料工艺原理[学习要求] 熟练掌握钙质原料、石英类原料、粘土类原料、长石类原料的组成、分类及在典型无机非金属材料生产过程中的作用,掌握其他原料的种类及作用;掌握原料及其预处理方法;熟练掌握典型无机非金属材料的组成,并能运用数学计算进行原燃料的配料计算;掌握陶瓷坯料的制备与加工;掌握干燥方法与原理;熟练掌握煅烧、烧成与熔化的定义及过程;掌握水玻陶的冷却方式及原理。
[考试内容]第一节原料、燃料及预处理第二节无机非金属材料的组成及配料计算第三节配合料的制备与加工第四节煅烧、烧成与熔化第五节冷却第六节制品加工第三章:无机非金属材料的物化性能[学习要求] 熟练掌握硅酸盐水泥的水化过程及物化性能;掌握陶瓷的物理性能,了解陶瓷增韧原理;掌握玻璃的基本物化性质。
[考试内容]第一节硅酸盐水泥的物化性能第二节陶瓷的物理性能第三节玻璃的物理化学性质第四章:其他胶凝材料和新材料[学习要求] 了解石灰、石膏等其他胶凝材料,了解复合材料工艺及新材料。
[考试内容]第一节其它胶凝材料第二节复合材料工艺第三节发展中的新材料三、参考书目《无机非金属材料工艺学》,王琦主编,中国建材工业出版社,2005.。
无机非金属材料的制备及性能表征分析摘要:人类社会赖以生存和进步的物质基础之一是物质。
随着生产力的提高,材料的开发从未停止过。
材料作为现代文明的三大支柱之一,是现代文明发展过程中推动能源和信息发展的重要材料。
材料的品种、产量和质量代表着一个国家的现代化水平,因此应加强材料的应用和开发。
对无机非金属材料的制备和表征进行了研究,以供参考。
关键词:无机非金属;准备;性能表征引言新型无机材料利用氧化物、氮化物、硅酸盐和各种无机非金属化合物通过特殊的先进技术,已开发出一系列高温高强度、电子、光学和激光、铁电、压电等新型无机材料,正朝着高性能、高功能、仿生化、智能化、轻量化、复合、低维等方向发展。
广泛应用于航空航天、武器、电子、激光、红外等技术领域。
一般来说,无机非金属材料具有耐腐蚀、耐高温、韧性好等特点,其主要缺点是抗弯强度不足、韧性低。
1无机非金属材料的概念无机非金属材料是由某些元素的碳化物、硼化物、氧化物和氮化物组成的物质资源,化学成分包括金属和非金属元素。
简单说,无机非金属材料是硅酸盐材料经过技术手段优化后的一类材料,由于大部分无机非金属材料相对硅酸盐而言具有某些性能方面的优势,因此无机非金属材料的应用范围非常广泛,在军事、信息技术、科研及建筑等领域都得到了广泛应用。
因此,对无机非金属材料展开研究,增强无机非金属材料的性能,发掘无机非金属材料更多使用途径将对促进我国经济的发展产生积极作用。
研究无机非金属材料的原因有多方面,包括我国资源较少、开采力度不足、资源利用率不高等,导致很多资源被浪费,一些资源不能被完全使用,需要很长时间再生。
在此基础上,人们开始研究无机非金属材料,该材料对稀有资源的依赖性不强,大多由常见材料合成,还能防火防水,具有非常广阔的市场发展空间。
2无机非金属材料性能表征(1)无机非金属材料的理化性能相对稳定,酸碱反应敏感性不高,在使用过程中能保证长期效果。
无机非金属材料具有硬度高、导电性强、玻璃的光学性能、水泥的凝固性能、耐高温、耐腐蚀等特点。
无机非金属材料教案第一章:无机非金属材料概述1.1 教学目标让学生了解无机非金属材料的定义、分类和特点。
让学生了解无机非金属材料在生活和工业中的应用。
1.2 教学内容无机非金属材料的定义和分类。
无机非金属材料的特点。
无机非金属材料在生活和工业中的应用。
1.3 教学方法采用讲解、演示和互动讨论的方式进行教学。
1.4 教学步骤引入无机非金属材料的概念,引导学生思考其在日常生活中的应用。
讲解无机非金属材料的分类和特点,结合实例进行说明。
引导学生了解无机非金属材料在生活和工业中的应用,并进行案例分析。
第二章:玻璃材料2.1 教学目标让学生了解玻璃材料的组成、制备方法和性质。
让学生了解玻璃材料在建筑、光学和电子等领域的应用。
2.2 教学内容玻璃材料的组成和制备方法。
玻璃材料的性质。
玻璃材料在建筑、光学和电子等领域的应用。
2.3 教学方法采用讲解、演示和互动讨论的方式进行教学。
2.4 教学步骤引入玻璃材料的概念,引导学生了解其在日常生活中的应用。
讲解玻璃材料的组成和制备方法,结合实验进行演示。
引导学生了解玻璃材料的性质,并进行实验验证。
讲解玻璃材料在建筑、光学和电子等领域的应用,并进行案例分析。
第三章:水泥材料3.1 教学目标让学生了解水泥材料的种类、制备方法和性质。
让学生了解水泥材料在建筑和基础设施建设中的应用。
3.2 教学内容水泥材料的种类和制备方法。
水泥材料的性质。
水泥材料在建筑和基础设施建设中的应用。
3.3 教学方法采用讲解、演示和互动讨论的方式进行教学。
3.4 教学步骤引入水泥材料的概念,引导学生了解其在日常生活中的应用。
讲解水泥材料的种类和制备方法,结合实验进行演示。
引导学生了解水泥材料的性质,并进行实验验证。
讲解水泥材料在建筑和基础设施建设中的应用,并进行案例分析。
第四章:陶瓷材料4.1 教学目标让学生了解陶瓷材料的种类、制备方法和性质。
让学生了解陶瓷材料在生活和工业中的应用。
4.2 教学内容陶瓷材料的种类和制备方法。