无机非金属材料中的常见结构类型

无机非金属材料概论无机非金属材料（inorganicnonmetallicmaterials）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。

常见种类二氧化硅气凝胶、水泥、玻璃、陶瓷。

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（advancedceramics）、非晶态材料（noncrystalmaterial〉、人工晶体（artificialcrys-tal〉、无机涂层（inorganiccoating）、无机纤维（inorganicfibre〉分类传统陶瓷：其中，瓷是粉体的致密烧结体，较之较早的陶，其气孔率明显降低，致密度升高。

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。

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。

目录一.传统陶瓷 (2)1.定义 (2)2.特点 (2)3.分类 (2)4.原料 (2)5.工艺 (2)二．新型陶瓷材料 (3)1.特性 (3)2.结构陶瓷 (3)3.功能陶瓷 (3)4.生物陶瓷 (4)5.透明陶瓷 (4)6.智能材料 (4)三．水泥cement (5)1.定义 (5)2.性能 (5)3.分类 (5)4.硅酸盐水泥 (5)5.特种水泥和新型水泥 (5)四．玻璃 (7)1.组分构成 (7)2.主要原料 (7)3.生产工艺 (7)4.特种玻璃 (7)一.传统陶瓷1.定义用化合物粉末通过成型和高温烧结而成的具有高硬度和高脆性等的多晶固体材料。

2.特点●相组成：景相，玻璃相，气相。

●结合键：离子键，共价键，混合键。

●高硬，高脆，高耐磨，高熔点，低导热性，耐高温，耐腐蚀。

3.分类●氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷，其他。

●普通陶瓷，特种陶瓷。

●结构陶瓷，功能陶瓷。

4.原料●主料：黏土+长石+石英矿●辅料：白云石（CaCO3·MgCO3三方晶系），方解石（CaCO3三方晶系），菱镁矿（MgCO3），石灰岩（CaCO3三方晶系），滑石（3MgO·4SiO2·H2O三斜晶系），蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O），硅灰石（CaO·SiO2针状晶系），透辉石（CaO·MgO·2SiO2单斜晶系），磷灰石。

5.工艺原料处理——制胚料——成型——制釉施釉——干燥——烧成●制坯：粉碎——淘洗——沉淀——练泥——陈腐●成型：可塑成型，注浆成型，压制成型。

●制釉施釉：釉：硅酸盐，形成陶瓷表面玻璃质薄层。

有Li2O,Na2O,K2O,PbO,CaO,MgO等。

配方要求：适应坯体性能及烧制工艺要求，热膨胀系数接近。

形成：原料分解——化合——熔化及凝固。

二．新型陶瓷材料1.特性耐高温，高强度；电学特性；光学特性；生物特性。

2.结构陶瓷●氧化物陶瓷◆氧化铝（α-Al2O3）陶瓷（人造刚玉），用做陶瓷管。

必修一-第四章-第一节-无机非金属材料的主角——硅【要点梳理】要点一、硅（Si）硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧元素，主要以化合态存在（SiO2、硅酸盐），是矿物岩石的主要成分1.种类及结构单质硅分为晶体和无定形两种，晶体硅的结构与金刚石类似2.晶体硅的性质（1）物理性质：灰黑色具有金属光泽的固体，熔点高（1410℃）、硬度大、质地脆，可作半导体（2）化学性质：常温下化学性质稳定，可与氟气、氢氟酸和强碱反应，不与其他物质发生反应硅和氟气反应：Si + 2F2＝ SiF4硅和氢氟酸反应：Si + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2↑硅和氢氧化钠溶液反应：Si + 2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 + 2H2↑硅在氧气中加热：Si + O2 △SiO2规律总结：硅与烧碱溶液反应的实质是：Si+3H2O △H2SiO3+2H2↑； H2SiO3+2NaOH ＝ Na2SiO3+2H2O从分步反应看，起氧化作用的只是H2O，而NaOH既不是氧化剂又不是还原剂，仅为反应物。

其电子转移情况为：3.硅的工业制法4.硅的用途：半导体材料，太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等要点二、二氧化硅（SiO2）1.存在：存在形态为结晶形（如石英）和无定形（如硅藻土），统称为硅石。

水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分是SiO2，沙子中含有小粒的石英晶体2.结构：SiO2晶体是立体空间网状结构，每个Si原子结合4个O，每个O结合2个Si，N（Si）：N（O）=1：2 3.物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水的无色透明晶体或白色粉末。

4.化学性质：（1）稳定性：不与水、一般的酸反应，但能与HF反应（2）具有酸性氧化物的性质：与CaO反应：SiO2 + CaO 高温CaSiO3与NaOH反应：SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O5.用途：（1）建筑材料（2）制光导纤维（3）制石英坩埚6.二氧化碳与二氧化硅性质比较SiO2CO2类别酸性氧化物酸性氧化物主要存在环境岩石、石英、沙子和硅藻土空气结构化学式意义仅表示Si、O的原子个数比为1：2 CO2分子构成晶体中有无单个分子无有物理性质无色透明晶体或白色粉末无色无味气体，密度比空气大，能溶于水（常温下体积比为1：1）化学性质与碱性氧化物反应SiO2 + CaO高温CaSiO3CO2 + CaO ＝ CaCO3与碱反应SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O CO2 + 2NaOH ＝ Na2CO3 + H2O与盐反应SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑Na2CO3 + CO2 + H2O ＝ 2NaHCO3与水反应不反应CO2 + H2O ＝ H2CO3与C反应SiO2 + 2C高温Si + 2CO↑ C + CO2高温2CO 与HF反应SiO2 + 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2O相互转化SiO2 + Na2CO3高温Na2SiO3 + CO2↑Na2SiO3 + CO2 + H2O ＝ Na2CO3 + H2SiO3↓H2SiO3SiO2 + H2O要点诠释：（1）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱性溶液的试剂瓶用橡皮塞，不用玻璃塞（2）因为氢氟酸腐蚀玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，应保存在塑料瓶或铅皿中要点三、硅酸（H2SiO3）1.硅酸的制备实验步骤：向Na2SiO3溶液中滴加酚酞试液，然后滴入稀盐酸实验现象：滴加酚酞后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状物质生成结论:Na2SiO3溶液呈碱性，生成难溶于水的H2SiO3。

无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指除了金属和有机材料之外的一类材料，它们主要由无机化合物组成。

无机非金属材料具有很多特殊的性质和应用，以下是对无机非金属材料的一些重要知识点的总结。

一、无机非金属材料的分类无机非金属材料可以分为陶瓷材料、玻璃材料和复合材料三大类。

1. 陶瓷材料：陶瓷材料是由氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等无机化合物构成的。

陶瓷材料具有高硬度、高抗磨损性、高耐高温性等特点，广泛应用于制陶、建筑、电子、化工等领域。

2. 玻璃材料：玻璃材料是由二氧化硅、碳酸盐等无机化合物构成的非晶态材料。

玻璃材料具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、光学、电子等领域。

3. 复合材料：复合材料是由两种或两种以上不同性质的无机非金属材料组成的。

复合材料具有优异的力学性能、热性能和化学性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

二、无机非金属材料的性质和应用无机非金属材料具有多种特殊的性质和应用，下面列举其中几个重要的方面。

1. 物理性质：无机非金属材料具有高熔点、高硬度、低导电性、低热膨胀系数等特点。

这些性质使得无机非金属材料在高温环境下具有优异的性能，适用于高温设备、耐磨材料等领域。

2. 化学性质：无机非金属材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。

例如，陶瓷材料可以在强酸、强碱等腐蚀性介质中长期稳定使用，玻璃材料也具有较好的耐酸碱性能。

3. 光学性质：无机非金属材料具有良好的光学性能。

玻璃材料具有优异的透明性，可以用于制造光学仪器、光纤等产品。

此外，无机非金属材料还具有较好的折射率、反射率等光学性质，广泛应用于光学镜片、光学纤维等领域。

4. 热性质：无机非金属材料具有较好的耐热性能。

陶瓷材料能够在高温下保持稳定性能，广泛应用于高温炉窑、耐火材料等领域。

5. 电性质：无机非金属材料具有较好的绝缘性能。

陶瓷材料、玻璃材料等在电子器件中被广泛应用，可以用作绝缘基材、电介质等。

三、无机非金属材料的制备方法无机非金属材料的制备方法多种多样，下面介绍几种常见的制备方法。

无机非金属材料分类无机非金属材料是指除了金属以外的所有无机物质，包括陶瓷、玻璃、水泥、石墨、硅等。

这些材料在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。

本文将对无机非金属材料进行分类介绍。

一、陶瓷1. 陶瓷的定义和特点陶瓷是由天然粘土或其他原料制成的非金属材料，经过成型、干燥和烧结等工艺制成。

它具有高温稳定性、耐腐蚀性、硬度高等特点。

2. 陶瓷的分类根据用途不同，陶瓷可以分为建筑陶瓷、电子器件用陶瓷、结构用陶瓷等。

根据制备工艺不同，又可以分为传统陶瓷和先进陶瓷。

二、玻璃1. 玻璃的定义和特点玻璃是一种无定形固体，在加工过程中可以变形，具有透明度高、化学稳定性好等特点。

2. 玻璃的分类根据成分不同，玻璃可以分为硼酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、氟化物玻璃等。

根据用途不同，又可以分为建筑玻璃、电子器件用玻璃、光学玻璃等。

三、水泥1. 水泥的定义和特点水泥是一种粉末状物质，主要由石灰石和粘土等原料经过混合、粉碎和高温焙烧而成。

它具有硬度高、耐久性好等特点。

2. 水泥的分类根据生产工艺不同，水泥可以分为普通硅酸盐水泥、高性能混凝土用水泥等。

四、石墨1. 石墨的定义和特点石墨是一种黑色固体，由碳原子构成。

它具有导电性好、化学稳定性好等特点。

2. 石墨的分类根据用途不同，石墨可以分为结构用石墨、电极用石墨等。

五、硅1. 硅的定义和特点硅是一种非金属元素，具有高温稳定性好、导电性能好等特点。

2. 硅的分类根据制备工艺不同，硅可以分为单晶硅、多晶硅等。

根据用途不同，又可以分为半导体硅、太阳能电池用硅等。

综上所述，无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥、石墨、硅等多种材料。

这些材料在现代工业和日常生活中都有广泛的应用，对人类社会的发展起到了重要作用。