新型无机材料答案
- 格式:doc
- 大小:33.50 KB
- 文档页数:2
新型无机胶凝材料是指在建筑领域中用于固化和粘合的一类材料,与传统的有机胶凝材料(如水泥、石膏等)相比,新型无机胶凝材料具有更高的强度、耐久性和环保性。
以下是几种常见的新型无机胶凝材料:
1. 硅酸盐水泥:硅酸盐水泥是一种由石灰、硅酸盐矿物和其他添加剂混合而成的胶凝材料。
它具有出色的强度和耐久性,同时对环境的影响较小。
2. 高性能混凝土:高性能混凝土采用特殊的配方和工艺,具有较高的强度、耐久性和抗裂性能。
它通常包括优质的水泥、细砂、骨料和添加剂等。
3. 硅酸钙板:硅酸钙板是一种以天然石膏为主要原料制成的建筑材料。
它具有良好的防火性能、隔热性能和声学性能,常用于室内隔断墙、吊顶和隔热保温材料等。
4. 水玻璃胶凝材料:水玻璃是一种无机胶凝材料,可用于固化砂浆、粘合材料和耐火材料等。
它具有较高的耐温性和耐化学性,并可与其他材料形成持久的粘结。
5. 碱活性材料:碱活性材料是一类以碱性物质为基础的胶凝材料,如碱硅玻璃、磷酸铝胶凝材料等。
它们具有良好的抗裂性能和耐久性,并可用于钢筋混凝土结构的维修和加固。
这些新型无机胶凝材料在建筑领域中被广泛应用,以满足对建筑材料强度、耐久性和环保性的要求。
随着技术的进步和研究的深入,预计还会涌现更多创新的新型无机胶凝材料。
《新型无机非金属材料》练习题含答案1.硅被誉为无机非金属材料的主角。
下列物品用到硅单质的是( )A.陶瓷餐具B.石英钟表C.计算机芯片D.光导纤维答案C2.“5G”时代的到来,以光导纤维为基础的高速信息通道更加显得重要。
下列物质中用于制造光导纤维的材料是( )A.铜合金B.陶瓷C.硅D.二氧化硅答案 D3. 2019年2月,华为发布了制造出首款5G折叠屏手机的消息。
下列说法错误的是()A.制造手机芯片的关键材料是二氧化硅B.用铜制作手机线路板利用了铜优良的导电性C.镁铝合金制成的手机外壳具有轻便抗压的特点D.手机电池电极材料碳纳米管是新型无机非金属材料答案 A4.下列关于新型无机非金属材料的说法中,不正确的是( )A.高纯硅可用于制造半导体材料B.压电陶瓷属于新型无机非金属材料,能实现机械能和电能的相互转化C.碳纳米材料的主要成分是碳单质,包含富勒烯、碳纳米管和石墨烯等多种D.二氧化硅制成的光导纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆答案 D5.下列叙述中正确的是( )A.自然界中存在大量的单质硅B.水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化学性质活泼,能跟酸或碱溶液发生化学反应D.自然界中硅元素都存在于石英中答案 B6.下列说法正确的是( )A.硅材料广泛应用于光纤通信B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应答案A7.有关高温结构陶瓷和光导纤维说法不正确的是( )A.高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点,但是硬度却远远低于金属材料B.氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料,具有超硬性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀,可用于制造火箭发动机C.光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维D.光导纤维的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听答案 A8.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N 4B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2 D.硅酸盐中硅、氧原子之间以离子键结合答案 D9.开发新材料是现代科技发展的方向之一。
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
第1页共1页。
高考化学传统无机材料与新型无机材料
无机材料一般可以分为传统的和新型的两大类。
传统的无机材料主要是以SiO2及其硅酸盐化合物为主要成分制成的材料,因此又被称为硅酸盐材料,包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。
此外,搪瓷、磨料、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)也属于传统的无机材料。
新型无机材料则是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。
主要包括新型陶瓷、特种玻璃、人工晶体、半导体材料、薄膜材料、无机纤维、多孔材料等。
总的来说,传统无机材料和新型无机材料在成分、制备工艺和应用领域等方面存在显著差异。
传统无机材料以硅酸盐为主要成分,历史悠久,制备工艺相对简单,但应用范围有限。
新型无机材料则更加多样化,可以通过特殊的先进工艺制备出高性能的材料,应用范围广泛,具有巨大的发展潜力。
第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料[预习作业]一、硅酸盐材料1.传统的无机非金属材料多为________材料,硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度________、________溶于水、________、________等特点。
2.陶瓷:是以________为主要原料,经高温烧结而成的。
3.玻璃:普通玻璃的主要成分为________、________和________,它是以________、________和________为原料,经混合、粉碎,在________中熔融,发生复杂的物理和化学变化而制得的。
4.水泥:以________、________为主要原料,在________中煅烧,再加入适量________调节水泥硬化速率后制得产品成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。
二、新型无机非金属材料1.硅和二氧化硅(1)硅元素位于元素周期表中第________周期、第________族,处于金属与非金属的过渡位置,其单质的导电性介于____________________之间,是应用最为广泛的________材料。
(2)硅在自然界主要以________和________的形式存在。
(3)制取粗硅的反应方程式为________________________________________。
(4)二氧化硅可用来生产高性能的现代通信材料________。
2.新型陶瓷:高温结构陶瓷如碳化硅(俗称________)具有硬度________、______________性能。
3.碳纳米材料:主要包括________、______________、________等。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)硅元素在自然界中既有化合态,又有游离态。
( )(2)水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。
( )(3)光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”。
专题二:新型无机材料概述无机非金属材料概述⏹无机非金属材料的定义除金属材料和高分子材料外的材料,或者除金属外的无机材料都称为无机非金属材料。
⏹无机非金属材料的分类按材料结构状态可分为1、非晶态材料:玻璃、非晶薄膜2、晶态材料:单晶(硅晶)、多晶(陶瓷、水泥)3、混合态材料:液晶、微晶玻璃按材料发展历程分:1、传统无机非金属材料:主要指含硅物质为原料经加热制成的硅酸盐材料:水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料2、新型无机非金属材料:主要指新近发展或正在发展的具有优异性能和特殊功能,对科学技术尤其是对高技术的发展和产业具有决定意义的的无机非金属材料精细陶瓷、新型玻璃、能源材料、智能材料、人工晶体传统无机非金属材料:水泥1、主要性质:水化性、水硬性抗硫酸盐性、膨胀性、耐高温性2、原料条件:石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏)3、设备装置:水泥回转窑(干法或湿法)立窑(普通和机械)4、反应条件:高温5、水泥成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、游离氧化钙3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O36、常见水泥制品:水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土⏹水泥的分类☐硅酸盐水泥,即国外通称的波特兰水泥☐铝酸盐水泥☐硫铝酸盐水泥☐铁铝酸盐水泥☐氟铝酸盐水泥☐以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥⏹水泥技术性质☐细度☐凝结时间☐安定性☐强度☐碱含量☐水化热水泥生产工艺:两磨一烧熟料水泥冷却加石膏磨细磨烧磨水泥水泥制品水泥电阻普通玻璃1、定义:一种较为透明的固体物质,在熔融时形成连续网络结 构,冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料2、原料条件:纯碱、石灰石和石英3、设备装置:高温玻璃熔炉4、主要成分:CaO · Na 2 O ·6SiO 25、常见玻璃:窗用玻璃、玻璃器皿、建筑幕墙玻璃、特种建筑玻璃(节能、自洁净、抗菌环保等)6、普通玻璃的生产流程:原料混合→高温融制→快速冷却→后加工加工(退火、镀膜等)⏹普通玻璃的分类☐引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)☐平拉法平板玻璃☐浮法玻璃⏹玻璃通性☐各向同性:均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同☐介稳性:当熔体冷却成玻璃体时,它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化☐可逆渐变性:熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的☐连续性:熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的传统陶瓷1、定义:指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的工业产品,是陶器和瓷器的总称2、原料条件:粘土(高岭石、叶蜡石、蒙脱土等)3、设备装置:高温窑4、常见传统陶瓷:陶瓷器皿、建筑陶瓷、卫生洁具、工艺陶器5、传统陶瓷的生产流程:配料→原料混合→成型→干燥→烧制→冷却→陶瓷制品釉料制备及施釉⏹传统陶瓷的分类☐日用陶瓷☐艺术陶瓷☐建筑卫生陶瓷⏹传统陶瓷共性☐耐腐蚀☐易碎,抗压强度大,而抗拉、抗弯、抗冲击强度较小☐耐高温☐表面特性⏹耐火材料⏹定义:是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体,由较高熔点的化合物组成⏹功能:抵抗高温,满足高温使用条件⏹组成:颗粒相及基质相⏹分类☐按化学特性、化学成分分类,分为硅铝系耐火制品、碱性耐火制品、含锆耐火制品、含碳耐火制品☐按制造工艺和烧制方法分类,分为定形耐火材料、不定形耐火材料、隔热耐火材料和特殊耐火材料等☐也可分为非氧化物系和氧化物系匣钵推板三明治棚板铸管、套管新型无机非金属材料:⏹新型玻璃:⏹人工晶体:⏹新型陶瓷:专题报告⏹纳米材料:专题报告⏹多孔材料:⏹无机(光学)纤维:⏹薄膜(涂层)材料:专题报告⏹生物材料:自学⏹半导体材料:自学⏹新能源材料:自学新型玻璃材料⏹新型玻璃是指除平板玻璃和日用器皿玻璃以外的,采用精确、高纯或新型原料,采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制得的具有特殊功能或特殊用途的玻璃⏹新型玻璃的特点1、成分:(硅、硼、磷、锗、铅)酸盐、卤族、硫族等2、形状:板状、薄膜、纤维3、玻璃态:单一玻璃态、乳浊玻璃、微晶玻璃、泡沫玻璃4、功能:光、电、磁、声、生物等5、制备工艺:坩埚、池窑、电加热、真空熔炼等⏹新型玻璃材料的分类光学纤维、激光玻璃、红外玻璃1. 光学玻璃材料:SiO22. 电磁玻璃材料:液晶显示器用导电玻璃、磁性玻璃3. 热学玻璃材料:抗热震性、耐热、导热、透明微晶玻璃4. 力学及机械玻璃材料:云母切削微晶玻璃、氧氮玻璃等5. 生物化学玻璃材料:生物微晶玻璃、自清洁玻璃、多孔玻璃⏹新型玻璃材料的制备常规方法:原料混合→高温融制→成型→冷却→热处理(退火或核化晶化)→后精加工(镀膜)新方法:溶胶-凝胶法、气相沉积法、高速冷却法等新型玻璃材料(光导纤维)处于高温下的光导纤维光缆新型玻璃材料(微晶玻璃)微晶玻璃轴承计算机硬盘基板天文望远镜镜坯LCD面板微晶玻璃装饰板电器配套面板人工晶体材料⏹人工晶体定义是指采用人工合成技术及方法制备的晶体。
人教版高中化学必修二第五章第三节无机非金属材料基础过关练题组一硅酸盐材料1.我国古代在材料方面取得了突出的成就。
下列材料主要成分不是硅酸盐的是( )A.陶俑 B.琉璃瓦 C.汉白玉 D.青花瓷2.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。
玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是( )A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英砂C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐3.500多年前,一艘载着天然苏打晶体( Na₂CO₃·10H₂O)的商船在航行中搁浅,船员们便在附近的沙滩上用几块苏打晶体支锅煮饭。
之后他们惊奇地发现,在苏打与沙粒接触的地方出现了许多晶莹发亮的珠子。
回答下列问题:(1)沙滩上沙粒的主要成分为____(填化学式)。
(2)上述晶莹发亮的珠子可能是____(填字母)。
A.水晶颗粒 B.无水碳酸钠C.晶体硅 D.玻璃珠(3)生成该珠子时发生反应的化学方程式为____。
(4)氢氟酸是HF的水溶液,可与Si0₂反应生成SiF₄和H₂O。
氢氟酸常用作玻璃的蚀刻剂,原因是____(用化学方程式表示)。
题组二晶体硅的制备方法4.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料。
它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。
可以按下列方法制备:下列说法不正确的是 ( )A.步骤①的化学方程式为Si0₂+C Si+CO₂↑B.步骤①中每生成1 mol Si,转移4 mol电子C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料,二氧化硅是制造光导纤维的基本原料D.SiHCl₃(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl₄(沸点67.6℃),通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl₃5.(2019河南商丘九校高一上期末联考)由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列说法中错误的是 ( )A.SiHCl₃的摩尔质量为135.5 gB.H₂和HCl均可循环利用C.Si0₂是一种坚硬难熔的固体D.①②③均属于氧化还原反应题组三新型无机非金属材料6.我国已跨入“互联网+”时代,而“互联网”的建设离不开无机非金属材料硅。
一、判断题(每题1.5分,共计30分)
1.×
2. ×
3. ×
4. ×
5. √
6. √
7. √
8. √
9. ×10. ×
11. ×12. ×13. √14.√15. √16. √17. ×18. ×19. ×20. √
二、填空(每题2分,共计40分)
1.反应体系成分(原料),气体的组成,压力,温度
2.贵金属及氧化物两大类;离子
3.三价或五价元素
4.半导体晶体中原子的周期性排列经常受到局部破坏,这些被破坏的区域称为晶体的缺陷
5.由表面活性剂有机相、无机物种及溶剂相
6.新发展起来的具有优异性能和特殊功能,对科学技术尤其是高新技术发展及新产业的形成具有决
定意义的无机新材料。
7. 硅、铝、氧;硅氧四面体[SiO4]和铝氧四面体[AlO4]
8. 在没有外来物参与下,与相界、结构缺陷等无关的成核过程;在一个体系中各个地方成核的概率
均相等
9. 金刚石;4
10.水晶,水热法。
11. 在高温下加压促使坯体烧结的方法,既是一种使坯体烧结的方法,也是一种使坯体的成型和烧成
同时完成的新工艺;(1)热压初期(2)热压中期(3)热压后期
12. 相生长、溶液生长、熔体生长和固相生长等
13. 元素半导体、化合物半导体、固溶体半导体、非晶态半导体、有机半导体
14. 四面体;顶点
15.真空蒸镀法是将待成膜物质在高真空下蒸发、或升华,冷却后在样品(工件或基片)表面沉积形
成薄膜的方法。
16.单质纤维、硬质纤维、氧化物纤维、硅酸盐纤维
17.较大的内能;适当的冷却速度
18. 将加有成核剂(亦可不加)的特定组成的基础玻璃,在一定温度下经热处理后,而形成的具有微
晶体和玻璃相均匀分布的复合材料称之为微晶玻璃。
耐高温、耐热冲击、高强度、耐磨、易机械加工、易化学蚀刻、耐腐蚀、低膨胀、零膨胀、低介电损失、强介电性、强磁性和生物相容等种类;
19. 新相区域的形成和长大过程称为成核过程。
均匀成核和非均匀成核
20. 光敏玻璃、声光玻璃、光色玻璃、高折射玻璃、反射玻璃、热敏玻璃、耐高温玻璃、低膨胀玻璃、
高绝缘玻璃、导电玻璃、半导体玻璃、高介电玻璃、超导玻璃、高强玻璃、耐碱玻璃等等;(1)无规则网络学说(2)晶子学说
三、简答题(共计30分)
1. (5分)
(1)各向同性;(2)介稳性;(3)变化的可逆性;(4)无固定的熔点(5)可变性。
2. (8分)
微晶玻璃配方应满足下列要求:玻璃易熔制且不被污染,熔制及成形过程中不析晶(1分);成形后的玻璃有良好的加工性能(1分);微晶化处理时能迅速实现整体析晶(1分);产品能满足设计的理化性能要求。
(1分)
微晶玻璃的生产工艺流程
配合料制备→玻璃熔制→成型→加工→微晶化处理→再加工(1分)
微晶玻璃生产的温度制度
(1)等温温度制度
中的某一温度下,能同时进行晶核形成和晶体生长两个过程。
在这种情况下,这种基础玻璃可以采用等温温度制度来进行微晶化处理。
(1分)
(2)阶梯温度制度
一般采用分段的方式进行。
第1阶段是在一定温度下保温,使玻璃中产生尽可能多的晶核;第2阶段是在较高一些的温度下令晶体生长,使基础玻璃转化为以微晶结构为主的微晶玻璃。
(1分)
微晶玻璃的显微结构有晶相和玻璃相构成。
(1分)
3.(3分)
.
光导纤维的制备方法(2分)
(1) 棒管法;(2)双坩埚法;(3)两步法;(4)导模法和浮区熔融法
光导纤维的应用(1分)
(1)用于光通讯;(2)用于激光器;(3)用于传感器
4. (6分)
注凝成型:
将陶瓷粉料分散于含有有机单体的溶液中,制备成高固相体积分散的悬浮体(体积分数>50%)。
然后注入一定形状的模具中,通过大分子的原位网状聚合,粉体颗粒聚集在一起,以使单体溶液成为负载陶瓷粉体的低黏度载体,通过交联作用使浆料形成聚合物的凝胶。
(2分)
特点:适用范围广、易于操作、成本低。
(1分)
影响注凝成型的主要因素:催化剂、引发剂用量及浆料制备时的分散剂和pH值。
(2分)
注浆成形工艺的关键:
制备低粘度,流动性好的高固相体积分数的浆料是注浆成形工艺的关键。
(1分)
5. 该法也叫直拉法或引上法,这是熔体生长最常用的一种方法,将原料在坩埚中加热熔化后,引入籽晶〔籽晶是装在一根可以旋转和升降并通水冷却的提拉杆上),然后缓慢向上提拉和转动晶杆,同时缓慢降低加热功率,籽晶就逐渐长粗,小心调节加热功率就能得到所需直径的晶体。
(2分)。
提拉法最突出的优点就是能以较快的速度生长质量较好的晶体(1分)
6.(5分)
(1)组成
含氧酸盐(硅酸盐)、氧(氮、硼、碳)化物、氟化物、硫系化合物、碳、硅等。
(1分)
(2)结构
离子键、共价键或离子-共价混合键。
(1分)
(3)性能
具有高熔点、高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性,宽广的导电性、导热性、透光性以及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
(1分)
(4)形态
复合材料、薄膜、纤维、单晶和非晶材料。
(1分)
(5)制备
采用高纯度、高细度的原料并化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观上能够加以精确控制。
(1分)。