第一節(jié) 無機非金屬材料主角

1、第一節(jié)無機非金屬材料的主角第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅硅（第二課時）（第二課時）硅、硅酸鹽硅、硅酸鹽二、硅酸鹽二、硅酸鹽1、硅酸鹽是由、硅酸鹽是由硅硅、氧氧和和金屬金屬組成的化合物組成的化合物 的總稱。的總稱。 2、硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)，、硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固態(tài)物質(zhì)，一般一般都不溶于水都不溶于水，化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。穩(wěn)定。3、最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉（Na2SiO3），）， 其水溶液其水溶液 俗稱水玻璃俗稱水玻璃，可用作肥皂填料、，可用作肥皂填料、制備硅膠、木材防火劑制備硅膠、木材防火劑等等水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后燃燒水份蒸發(fā)后不燃燒水份蒸發(fā)后不燃燒

2、水份蒸發(fā)后，失水份蒸發(fā)后，失去防火作用去防火作用防火效果好用防火效果好用作防火劑作防火劑演示實驗演示實驗4-2 Na2SiO3 Na2OSiO2Al2Si2O5(OH)4 Al2O32SiO22H2OKAlSi3O8 K2OAl2O36SiO24、硅酸鹽組成的表示硅酸鹽組成的表示方法方法化學(xué)式法化學(xué)式法氧化物法氧化物法氧化物的順序是：金屬氧化物氧化物的順序是：金屬氧化物+二氧化硅二氧化硅+水水金屬氧化物順序金屬氧化物順序應(yīng)按應(yīng)按金屬性活動順序金屬性活動順序表來寫表來寫討論討論 結(jié)合硅酸鈉的性質(zhì)，請同學(xué)們想想硅酸結(jié)合硅酸鈉的性質(zhì)，請同學(xué)們想想硅酸鈉可以用在哪些方面？鈉可以用在哪些方面？陶瓷陶瓷無

3、機非金屬材料無機非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽產(chǎn)品水泥水泥玻璃玻璃t景德鎮(zhèn)陶瓷景德鎮(zhèn)陶瓷描述景德描述景德鎮(zhèn)的陶瓷鎮(zhèn)的陶瓷有這樣一有這樣一句話句話: :薄如紙薄如紙, ,聲如磬聲如磬, ,色如玉色如玉. .采石制泥采石制泥陶練泥土陶練泥土圓器拉坯圓器拉坯蘸釉蘸釉吹釉吹釉成坯入窯成坯入窯燒坯開窯燒坯開窯鬼谷子下山鬼谷子下山硅酸鹽產(chǎn)品簡介 新型新型無機非金屬材料的優(yōu)點：無機非金屬材料的優(yōu)點：1、能承受高溫，強度高、能承受高溫，強度高2 2、具有電學(xué)特性、具有電學(xué)特性3 3、具有光學(xué)特性、具有光學(xué)特性4 4、具有生物功能、具有生物功能玻璃刀玻璃刀玻璃刀輪片玻璃刀輪片紅寶石為軸的雷達表紅寶石為軸的雷達表人造

4、金剛石鋸片人造金剛石鋸片新型新型無機非金屬材料之一：無機非金屬材料之一：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷新型陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷等新型陶瓷的用途之一新型陶瓷的用途之一:航天飛機的航天飛機的“防火衣防火衣”防熱防熱瓦瓦生產(chǎn)過程：使用硅土黏合劑將低密度生產(chǎn)過程：使用硅土黏合劑將低密度非晶硅增強纖維粘合成長非晶硅增強纖維粘合成長15cm，寬，寬15cm，厚，厚210cm的拱形瓦，經(jīng)過的拱形瓦，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，再在表面涂上一層高溫?zé)Y(jié)，再在表面涂上一層高溫結(jié)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷構(gòu)陶瓷，就成了一塊防熱瓦，就成了一塊防熱瓦高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用防熱瓦的優(yōu)點：防

5、熱瓦的優(yōu)點： 耐熱（可承受耐熱（可承受2000） 防潮防潮 耐磨耐磨 超群的隔熱能力超群的隔熱能力 反射太陽光反射太陽光 可重復(fù)使用可重復(fù)使用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用航天飛機航天飛機高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷之所以在航天事業(yè)上的有高溫結(jié)構(gòu)陶瓷之所以在航天事業(yè)上的有如此優(yōu)秀的表現(xiàn)如此優(yōu)秀的表現(xiàn),因為它具有耐高溫、耐因為它具有耐高溫、耐氧化、超強、超硬等優(yōu)點，它可以在各氧化、超強、超硬等優(yōu)點，它可以在各種惡劣環(huán)境下使用，同時，也是制造汽種惡劣環(huán)境下使用，同時，也是制造汽車發(fā)動機，噴氣發(fā)動機的理想材料，可車發(fā)動機，噴氣發(fā)動機的理想材料，可以大大提高能源的利用率，可以

6、使汽車以大大提高能源的利用率，可以使汽車跑得更快，飛機飛得更高。跑得更快，飛機飛得更高。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用超導(dǎo)陶瓷：超導(dǎo)陶瓷： 所謂超導(dǎo)現(xiàn)象就是金屬的電阻隨溫度的升所謂超導(dǎo)現(xiàn)象就是金屬的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)金屬的溫度降低時，它的電高而增大，當(dāng)金屬的溫度降低時，它的電阻減小阻減小,當(dāng)溫度降到當(dāng)溫度降到-269（液氮溫度，為（液氮溫度，為4K）左右時，水銀的電阻變?yōu)榱悖@種現(xiàn)）左右時，水銀的電阻變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象象叫超導(dǎo)現(xiàn)象 我國研制的超導(dǎo)陶瓷的臨界溫度為我國研制的超導(dǎo)陶瓷的臨界溫度為77K，處，處于世界領(lǐng)先水平。于世界領(lǐng)先水平。 超導(dǎo)陶瓷生物陶瓷生物陶瓷 這種陶瓷

7、強度大這種陶瓷強度大,韌性好韌性好,與人體親和力與人體親和力好，目前它是人體骨骼和牙齒的重要好，目前它是人體骨骼和牙齒的重要移植材料。移植材料。 在這一領(lǐng)域我國處于世界領(lǐng)先水平。在這一領(lǐng)域我國處于世界領(lǐng)先水平。生生 物物 陶陶 瓷瓷 應(yīng)應(yīng) 用用壓電陶瓷壓電陶瓷 利用陶瓷，還可實現(xiàn)多種功能互換。利用陶瓷，還可實現(xiàn)多種功能互換。如安放在打火機中的壓電陶瓷，一經(jīng)如安放在打火機中的壓電陶瓷，一經(jīng)敲打即刻產(chǎn)生一個電火花，將機械能敲打即刻產(chǎn)生一個電火花，將機械能轉(zhuǎn)變成電能。轉(zhuǎn)變成電能。 壓電陶瓷壓電陶瓷材料是社會發(fā)展和人類進步的材料是社會發(fā)展和人類進步的一種標(biāo)志一種標(biāo)志 材料科學(xué)和工程是人類科技文明生活材

8、料科學(xué)和工程是人類科技文明生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推動器，新材料的發(fā)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的推動器，新材料的發(fā)現(xiàn)和它的廣泛應(yīng)用常常會帶來現(xiàn)和它的廣泛應(yīng)用常常會帶來社會生社會生產(chǎn)的變革和新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)的變革和新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)的出現(xiàn) 比如硅的出現(xiàn)就引發(fā)了現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)比如硅的出現(xiàn)就引發(fā)了現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的一場革命的一場革命硅硅 的的 提提 煉煉 SiCl4 + 2H2= Si（純）（純） + 4HCl硅是從它的氧化物中提取出來的，主要的化學(xué)硅是從它的氧化物中提取出來的，主要的化學(xué)反應(yīng)如下：反應(yīng)如下：1、粗硅的制?。?、粗硅的制?。?、粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁ǔＳ梅椒ǎ?、粗硅轉(zhuǎn)變?yōu)榧児瑁ǔＳ梅椒ǎ?加熱加熱Si（粗）（粗）2Cl2S

9、iCl4 高溫 SiO2 + 2C = Si + 2CO(石英砂）石英砂） （粗硅）（粗硅）高溫高溫 硅的主要化學(xué)性質(zhì)硅的主要化學(xué)性質(zhì)Si + 2NaOH +H2O = Na2SiO3+ 2H2 Si + 2F2 = SiF42 、高溫下、高溫下1 、常溫下、常溫下Si + C SiC高溫高溫Si + O2 SiO2加熱加熱Si+4HF SiF4+2H2 硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、熔點高、有金屬光澤、硬而脆的固體。熔點高、有金屬光澤、硬而脆的固體。 硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點和沸點都很高，硬硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點和沸點都很高，硬度大

10、。度大。 導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用途非硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用途非常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半來制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽能電池，可制導(dǎo)體器件，還可以制成太陽能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。硅芯片的應(yīng)用硅芯片的應(yīng)用電腦的中央處理器（電腦的中央處理器（CPU）世界第一臺電子管計算機世界第一臺電子管計算機(占地占地170m2)筆記本電腦筆記本電腦硅的應(yīng)用硅的應(yīng)用 硅也是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的常用材硅也是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的常用材料料,利用高純硅單質(zhì)的半導(dǎo)體性能利用高純硅單質(zhì)的半導(dǎo)體性能,可制可制成成光電池光電池,將光能直接轉(zhuǎn)化成電能將光能直接轉(zhuǎn)化成電能 光電池目