新型无机非金属材料有哪些

第3节 复合材料(1)传统无机非金属材料是玻璃、水泥、陶瓷，特点是性质稳定、熔点高，易破碎。

(2)常见的金属材料有生铁、钢、不锈钢、铜、铝合金等。

(3)常见的有机合成材料有塑料，合成纤维，合成橡胶。

(4)新型无机非金属材料有光导纤维，高温结构陶瓷，生物陶瓷，压电陶瓷等。

(5)将金属制成合金，可保持单一金属的长处，性能优于纯金属。

生铁、钢、不锈钢都属于铁的合金。

一、认识复合材料 1．概念将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。

2．组成复合材料⎩⎪⎨⎪⎧基体：起黏结作用增强体：起骨架作用3．优点复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。

二、形形色色的复合材料 1．生产、生活中常用的复合材料(1)玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料。

优点：强度高、密度小，且有较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能。

(2)碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体。

优点：具有韧性好、强度高而质轻的特点。

2．航空、航天领域中的复合材料(1)飞机、火箭、导弹等用的复合材料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。

优点：耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等。

(2)航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。

1．下列说法错误的是( )A ．玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料B ．飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料C ．制造网球拍所用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体D ．航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的解析：飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，B 项错误。

答案：B2．请用短线把下列物质及其用途、主要性能相互连在一起：答案：A —a —② B —c —④ C —d —① D —b —③ E —e —⑤复合材料1．分类(1)按基体分类⎩⎪⎨⎪⎧树脂基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料(2)按增强体形状分类⎩⎪⎨⎪⎧颗粒增强复合材料夹层增强复合材料纤维增强复合材料2．各种复合材料的比较材料名称基体增强体主要性能主要用途玻璃钢合成树脂玻璃纤维强度高，密度小，耐化学腐蚀，绝缘性和机械加工性能好娱乐设施、运输罐、电话亭、餐桌椅等碳纤维增强复合材料合成树脂碳纤维韧性好，强度高，质轻高尔夫球杆、球拍、钓鱼竿、赛车等航空复合材料金属最广泛的是碳纤维，还有硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐高温，强度高，导电性好，不吸湿和不易老化飞机、火箭的机翼和机身，导弹的壳体、尾翼航天复合材料陶瓷多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维耐高温，韧性强航天飞机机身[例]某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。

无机非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。

一、耐火材料
常用有耐火砌体材料、耐火水泥、耐火混凝土。

二、耐热保温材料
常用有硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。

三、绝热材料
一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。

它既包括保温材料，也包括保冷材料。

四、耐蚀（酸）非金属材料
常用有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（一）铸石
具有极优良的耐磨性、耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。

（二）石墨
具有高度的化学稳定性、极高的导热性能。

（三）玻璃
按形成玻璃的氧化物可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等，其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。

（四）天然耐蚀石料
天然耐蚀石料组成中含SiO2的质量分数大于55.0%以上，其含量越高耐酸性能越好。

（五）水玻璃耐酸水泥
具有能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力，但不耐碱。

复杂的物理，化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑复杂的物理，化学变化
无机非金属材料：
无机非金属材料的分类：
无机非金属材料的定义：
最初，无机非金属材料主要是指硅酸盐材料，所以，硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。

随着科学和生产技术的发展，以及人们生活的需要，一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来，如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等，我们称这些材料为新型无机非金属材料。

新型无机非金属材料新型无机非金属材料是指一类不含金属元素的材料，通常由非金属元素或化合物组成。

这些材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电、能源、环境保护等领域。

本文将介绍几种常见的新型无机非金属材料及其应用。

1. 碳纳米管碳纳米管是由碳原子以特定的结构排列而成的纳米级管状结构材料。

它具有极高的强度和导电性能，被广泛应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。

碳纳米管还具有良好的导热性能，可用于制备高性能的导热材料。

2. 石墨烯石墨烯是一种由碳原子以二维晶格排列而成的材料，具有极高的导电性和导热性，同时具有优异的机械性能。

石墨烯被广泛应用于电子器件、柔性显示器、传感器等领域，同时也被用于制备高强度的复合材料。

3. 二氧化硅纳米颗粒二氧化硅纳米颗粒是一种由二氧化硅组成的纳米级颗粒材料，具有较大的比表面积和优异的光学性能。

它被广泛应用于光学涂料、生物传感器、纳米药物载体等领域，同时也被用于制备高性能的隔热材料。

4. 氧化锌纳米颗粒氧化锌纳米颗粒是一种由氧化锌组成的纳米级颗粒材料，具有优异的光电性能和光催化性能。

它被广泛应用于太阳能电池、光催化材料、柔性电子器件等领域，同时也被用于制备高性能的抗菌材料。

5. 硼氮化物硼氮化物是一种由硼和氮元素组成的化合物材料，具有极高的硬度和热导率，同时具有优异的化学稳定性。

硼氮化物被广泛应用于超硬刀具、高温陶瓷、热导材料等领域，同时也被用于制备高性能的电子器件。

总的来说，新型无机非金属材料具有独特的物理和化学性质，广泛应用于电子、光电、能源、环境保护等领域。

随着纳米技术和材料科学的发展，新型无机非金属材料的研究和应用将会得到进一步的推动，为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。

新型无机非金属材料
一、新型无机非金属材料简介
新型无机非金属材料是新兴材料，主要由碳纳米管、氧化物纳米粒子、微晶玻璃等组成。

新型无机非金属材料结构均匀、结合稳固、机械性能等
方面大大改善。

它们具有体积小、表面粗糙、电性能良好、结构可塑性好、水吸收低、耐腐蚀性强等传统非金属材料所不具备的优点。

这种新型非金
属材料已广泛应用于建筑、能源、军事、航空、电子信息和光学领域等，
以满足人们对新材料的需求。

二、新型无机非金属材料的种类
1、碳纳米管：碳纳米管是一种以单分子碳为基础的管状材料，其结
构极其薄而坚固，具有高的强度、良好的电性能和机械性能，是新型无机
非金属材料中性能最优的一种。

它可以用于汽车发动机零部件的制造，以
及航空航天和太空技术的发展。

2、氧化物纳米粒子：氧化物纳米粒子是一种在极小尺度上的材料，
它们具有表面大、体积小、物质密度高、热稳定性好、抗腐蚀性强、电阻
率低等特点。

目前，它们被广泛应用于电子领域，如电子管、芯片、电阻器、变容器、光学镜片等。

新型无机非金属
无机非金属是指不含金属元素的化合物，如碳、氧、氮、硫、氯等。

本文将介绍一些新型无机非金属，包括硼烷、磷酸酐、氮化硼、氮化硅、硅烷等。

1. 硼烷
硼烷（BH3）是一种无机分子化合物，在常温常压下为无色气体。

硼烷的分子是三角形平面结构，其中一个硼原子与三个氢原子相连。

硼烷具有高能量密度、高燃烧温度和良好的热稳定性，是一种有潜力的新型燃料。

硼烷可以被氧气或空气燃烧，生成水和硼酸。

2. 磷酸酐
磷酸酐（POCl3）是一种无机分子化合物，是磷酸的酰氯衍生物。

磷酸酐在常温常压下为无色液体，是一种常用的有机合成试剂。

磷酸酐可以作为磷酸化试剂，用于修饰生物大分子，如蛋白质、DNA等，以及合成很多有机物。

3. 氮化硼
氮化硼（BN）是一种无机高分子化合物，类似于碳化硅。

氮化硼在室温下为白色固体，是一种高硬度、高热导率的材料，具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能。

氮化硼可以用于制造高耐磨、高强度、高温的刀具、陶瓷材料、太阳能电池等。

4. 氮化硅
氮化硅（Si3N4）是一种无机化合物，具有高硬度、高韧性、高强度、高温稳定性和良好的抗氧化性。

氮化硅可以用于制造耐高温、耐磨、高强度的零件，如瓷瓶、轴承、喷嘴等。

5. 硅烷
硅烷（SiH4）是一种无机分子化合物，是一种无色、易燃的气体。

硅烷可以作为半导体材料制造过程中的前体，用于制造高性能的半导
体材料，如硅、镓砷化镓等。

以上是几种新型无机非金属的简介。

这些无机化合物具有许多优
异的性能和应用价值，对于推动科技进步和促进工业发展有着重要的
意义。

新型无机非金属材料学院：材料科学与工程学院班级：材本0903姓名：学号：新型无机非金属材料一、无机非金属材料摘要材料是人类赖以生存的物质基础，是科技进步的核心。

在材料领域，无机非金属材料占有举足轻重的地位。

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。

无机非金属材料是随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来，与有机高分子材料和金属材料并列三大材料。

无机非金属材料是当代材料体系中的一个重要组成部分，通常把它们分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。

前者生产历史较长，产量较大，用途也较广。

新型无机非金属材料主要是指20世纪以来发展起来的，其组成和结构的特殊性决定了其具有能承受高温、强度高或具有光学、电学和生物功能等一些特殊的性质。

二、无机非金属材料领域几类主要的新型材料1、特种水泥的使用、种类和发展水泥是一种细磨成粉末装、加水可为塑性浆体、在空气或水中均能硬化、并能将沙石与金属等材料牢固胶结在一起的水硬性凝胶材料。

但传统的硅酸盐水泥，不可能完全满足各种现代化建设工程和施工新工艺的不同技术要求，某些特种工程就必须采用某种特种水泥来确保建设成功。

专用水泥和特性水泥是指具有某种专门用途地和某种性能比较突出的水泥，统称为特种水泥。

特种水泥按其功能和用途分为七大类，分别是快硬高强水泥、中、低热水泥、油井水泥、耐高温水泥、膨胀自应力水泥、装饰水泥及其他类水泥。

现在特种水泥的主要发展方向为生产与应用的同步发展，生产工艺的完善和使用性能的改善，以节能为中心开发水泥新品种。

2、特种玻璃特种玻璃，又叫新型玻璃，是指除日用玻璃以外的、采用精制高纯或新型原料，或采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制成的一些具有特殊功能或特殊用途的玻璃。

特种玻璃以其特有的功能特性可以分为光学功能玻璃、电磁功能玻璃、热学功能玻璃、力学功能玻璃及生物活性玻璃等。

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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。