1、 http:/ 第三节 新型无机非金属材料新型无机非金属材料的特性1.能承受高温，强度高2.具有电学特性3.具有光学特性4.具有生物功能 结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢?因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料非常合适，而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。一、高温结构陶瓷1.透明陶瓷氧化铝陶瓷2.陶瓷发动机氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、不易传热等优点。用它做的柴
2、油机，不需用水冷却，热效率高。目前，世界上只有我国等少数国家能够制造这种柴油机（参看教材图7-12）。一些氮化硅陶瓷制品，请看教材彩图。除此之外，还有碳化硅陶瓷等。高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达平均寿命长达1万小时万小时2万小时，比高压汞万小时，比高压汞灯寿命长灯寿命长2倍，高过白炽灯的寿命倍，高过白炽灯的寿命10倍，是目倍，是目前寿命最长的灯。前寿命最长的灯。早在早在30年代初，人们就已经知道利用钠蒸气年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源
3、，但一直到放电可获得一种高效率的光源，但一直到1960年，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发年，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发展改进，才得以实际应用。展改进，才得以实际应用。二、光导纤维1.光导纤维在通讯技术中的应用2.光导纤维在医学上的应用光导纤维与普通电缆的异同光 纤 光 缆普 通 电 缆信息量大，每条光缆可同时通过10亿路电话8管同轴电缆，每条通过1800路原料来源广资源较少质量轻，每公里27克每公里1.6吨成本低，每公里1万元左右每公里20万元左右性能好，抗电磁干扰一般有电磁干扰无辐射，防窃听 1.光导纤维在通讯技术中的应用，光纤通信较之普通电缆通信有哪些优点呢?请大家阅读课本P158有关
4、内容，进行回答。目前在医学领域，普遍使用着一种连接着许多光纤的胃镜，光纤胃镜的光源是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤维的一头装着精致小巧的微型镜头，可将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示在屏幕上。光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位。这种“手术”不用切开皮肤和切割肌肉组织，而且切割部位准确，手术效果好。除此以外，光导纤维还可用于信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。光纤通信的优点有：1.信息容量大，一条光缆通路可同时容纳10亿人通话，也可同时传送多套电视节目。2.光纤的抗干扰性能好，不发生电
5、辐射，通讯质量高，能防窃听。3.光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便。4、光纤通信还有损耗低，适合远距离信息传输等优势。真正的光通信时代真正的光通信时代 目前的光纤通信，是把声音或图象通过电话目前的光纤通信，是把声音或图象通过电话机或电视摄像机变成电信号，再通过光调制机对机或电视摄像机变成电信号，再通过光调制机对激光光源进行调制，把电信号变成光信号，由光激光光源进行调制，把电信号变成光信号，由光导纤维传送到接收端，接收端的激光接收机通过导纤维传送到接收端，接收端的激光接收机通过光电转换器，把光信号还原成电信号，进入电话光电转换器，把光信号还原成电信号，进入电话机或电视机，重现发送的声音或图象。
6、机或电视机，重现发送的声音或图象。未来的光纤通信，可以不用电信号，而是将声未来的光纤通信，可以不用电信号，而是将声音或图象直接转换成光信号用光纤进行传输，电音或图象直接转换成光信号用光纤进行传输，电只是作为能源加以使用。到那时电话、电报、电只是作为能源加以使用。到那时电话、电报、电视等电通信方式将变成视等电通信方式将变成“光话光话”“”“光报光报”“”“光视光视”等光通信方式，人类将进入一个无限美好的真等光通信方式，人类将进入一个无限美好的真正的光通信时代。正的光通信时代。传统无机非金属材料水泥和其它胶凝材料硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等陶 瓷粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等耐火材料
7、硅质、硅酸盐质、高铝质、镁质、铬镁质等玻 璃硅酸盐、硼酸盐、氧化物、硫化物和卤素化合物玻璃等搪 瓷钢片、铸铁、铝和铜胎等铸 石辉绿石、玄武岩、铸石等研磨材料氧化硅、氧化铝、碳化硅等多孔材料硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等碳素材料石墨、焦炭和各种碳素制品等非金属矿粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等新型无机非金属材料高频绝缘材料氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等铁电和压电材料钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等磁性材料锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等导体陶瓷钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等半导体陶瓷钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化
8、锆等过渡金属元素氧化物系材料等光学材料钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等高温结构陶瓷高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物超硬材料碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等人工晶体铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等生物陶瓷长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体等无机复合材料陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料最后结合课后习题小结。材 料主 要 成 份高频绝缘陶瓷Al2O3导体陶瓷SiC半导体陶瓷ZnO生物陶瓷Al2O3磷酸盐等练习：1下列叙述不正确的是_。A硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料B新型无机非金属材料具有耐高温、高强度，具有电学和光学特性，具有生物
9、功能C高温结构陶瓷和光导纤维都属于新型无机非金属材料D水泥、普通玻璃、陶瓷都属于新型无机非金属材料2下列叙述正确的是_。A氧化铝陶瓷(人造刚玉)可作高级耐火材料B光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维C红宝石和蓝宝石的主要成分都是SiO2D氮化硅陶瓷耐高温，但不耐磨3向碳酸钠的浓溶液里逐滴加入稀盐酸，直到不再生成CO2为止。在此过程中，溶液中的HCO3-离子浓度的变化趋势是_。A逐渐减小B逐渐增大C先逐渐减小后增大D先逐渐增大而后减小答案（BN）n是一种新无机材料，工业制法之一是用硼砂（Na2B4O7）和尿素在800-1000反应得-(BN)n及其它元素的氧化物。-（BN）n可作高温润滑剂，电
10、气材料。而在高温高压下可得-（BN）n。-（BN）n硬度特别大可作耐磨材料和精密刀具。写出上述制取-(BN)n的化学方程式。-(BN)n和-（BN）n分别与什么物质相似。任选一题写篇小论文（查资料或上任选一题写篇小论文（查资料或上网）网）材料是人类生活必须的物质基础材料是人类生活必须的物质基础。超导材料将进实用阶段。超导材料将进实用阶段。多功能的复合材料。多功能的复合材料。展望21世纪，材料科学的前景是美好的：1光电转换材料，分解水的催化材料和储氢材料等能源材料将实现高效化；2集多种功能于一身的复合材料可使我们的生活质量得到进一步改善（如白色污染将被消除）；3高温超导材料将进入实用阶段；4智能材料和机敏材料将得到广泛应用；5纳米材料将在治疗癌症、存储信息等领域大显神通社会需要材料，材料离不开化学。同学们一定要学好化学，将来开发和应用更多更好的新材料，为祖国的社会主义建设服务。
