無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)0 緒論

1、課課程程沿沿革革計(jì)劃學(xué)時(shí)：計(jì)劃學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)參考教材：參考教材：水泥工藝學(xué)水泥工藝學(xué) 沈威等編著，武漢工業(yè)大學(xué)出版社沈威等編著，武漢工業(yè)大學(xué)出版社 玻璃工藝學(xué)玻璃工藝學(xué) 西北輕工業(yè)學(xué)院主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社西北輕工業(yè)學(xué)院主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社 陶瓷工藝學(xué)陶瓷工藝學(xué) 華南工學(xué)院等合編華南工學(xué)院等合編課程要求：課程要求：具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。 全面系統(tǒng)地掌握無(wú)機(jī)非金屬材料的基本概念、全面系統(tǒng)地掌握無(wú)機(jī)非金屬材料的基本概念、 基本理論、制備原理、生產(chǎn)過(guò)程的共性與個(gè)性基本理論、制備原理、生產(chǎn)過(guò)程的共性與個(gè)性 及無(wú)機(jī)非金屬材料的基本性能。及無(wú)機(jī)非金屬材料的基本性能。課程的目的與任務(wù)

2、：課程的目的與任務(wù)：加強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，拓寬知識(shí)面，全面加強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，拓寬知識(shí)面，全面 系統(tǒng)地建立無(wú)機(jī)非金屬材料工藝知識(shí)體系，系統(tǒng)地建立無(wú)機(jī)非金屬材料工藝知識(shí)體系， 培養(yǎng)智能型與復(fù)合型人材。培養(yǎng)智能型與復(fù)合型人材。結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料（受力，承載受力，承載）功能材料功能材料（半導(dǎo)體，超導(dǎo)體，以及光、電、聲、磁、應(yīng)力轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體，超導(dǎo)體，以及光、電、聲、磁、應(yīng)力轉(zhuǎn)換等）大壩大壩 以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物、以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物硼化物、以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)組成的材料，

3、是除金屬材料和有機(jī)高分子材料以外的等物質(zhì)組成的材料，是除金屬材料和有機(jī)高分子材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。所有材料的統(tǒng)稱。無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料陶瓷陶瓷膠凝材料膠凝材料天然材料天然材料玻璃玻璃普通普通玻璃玻璃特種特種玻璃玻璃普通普通陶瓷陶瓷特種特種陶瓷陶瓷水硬性膠水硬性膠凝材料凝材料氣硬性膠氣硬性膠凝材料凝材料 無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)以鋁硅酸鹽（粘土、長(zhǎng)石等）原料、無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)以鋁硅酸鹽（粘土、長(zhǎng)石等）原料、硅質(zhì)（石英砂等）原料、石灰質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料等為主。硅質(zhì)（石英砂等）原料、石灰質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料等為主。 主要化學(xué)成分：主要化學(xué)成分：CaO、SiO2、Al2O3、Na2O等。等。無(wú)機(jī)

4、非金屬材料生產(chǎn)所用的主要原料，絕大多數(shù)是質(zhì)地堅(jiān)無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)所用的主要原料，絕大多數(shù)是質(zhì)地堅(jiān)硬的大塊狀物料，為了均化、烘干、配料等工藝過(guò)程的需要進(jìn)硬的大塊狀物料，為了均化、烘干、配料等工藝過(guò)程的需要進(jìn)行破碎。行破碎。粉體具有較高的比表面積，一定的形狀及一定范圍的顆粒粉體具有較高的比表面積，一定的形狀及一定范圍的顆粒級(jí)配，同時(shí)在粉體制備過(guò)程中，物料得到進(jìn)一步均化，這些因級(jí)配，同時(shí)在粉體制備過(guò)程中，物料得到進(jìn)一步均化，這些因素對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量有著極為重要的影響。素對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量有著極為重要的影響。粉體制備主要應(yīng)用于水泥和陶瓷生產(chǎn)過(guò)程。粉體制備主要應(yīng)用于水泥和陶瓷生產(chǎn)過(guò)程。 無(wú)機(jī)非金屬材料

5、產(chǎn)品由于使用、進(jìn)一步加工等過(guò)程的需要，無(wú)機(jī)非金屬材料產(chǎn)品由于使用、進(jìn)一步加工等過(guò)程的需要，成型是生產(chǎn)的環(huán)節(jié)之一。成型是生產(chǎn)的環(huán)節(jié)之一。無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)所用原料具有很好的穩(wěn)定性和耐無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)所用原料具有很好的穩(wěn)定性和耐高溫性，它們互相反應(yīng)生成新的物質(zhì)或使其形成熔融體，高溫性，它們互相反應(yīng)生成新的物質(zhì)或使其形成熔融體，必須在較高的溫度下進(jìn)行，因此大部分無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)必須在較高的溫度下進(jìn)行，因此大部分無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)都需要高溫?zé)崽幚?。都需要高溫?zé)崽幚?。凡能在物理、化學(xué)作用下，從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，凡能在物理、化學(xué)作用下，從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物

6、質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝并能膠結(jié)其他物料而具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠凝材料，又稱膠結(jié)料。材料，又稱膠結(jié)料。用石灰、石膏作為膠凝材料 19世紀(jì)初（世紀(jì)初（18101824年），用人工配合粘土與石灰石年），用人工配合粘土與石灰石經(jīng)煅燒、磨細(xì)以制造水硬性膠凝材料已經(jīng)開(kāi)始組織生產(chǎn)。經(jīng)煅燒、磨細(xì)以制造水硬性膠凝材料已經(jīng)開(kāi)始組織生產(chǎn)。1824年，英國(guó)人年，英國(guó)人阿斯普丁阿斯普丁將粘土與石灰石配合燒制成塊（熟將粘土與石灰石配合燒制成塊（熟料），再經(jīng)磨細(xì)而成水硬性膠凝材料，加水拌和后能硬化制料），再經(jīng)磨細(xì)而成水硬性膠凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石，并具有較高強(qiáng)度，其外觀與當(dāng)時(shí)建筑上常用的英成人工石，并具有較高

7、強(qiáng)度，其外觀與當(dāng)時(shí)建筑上常用的英國(guó)波特蘭島上出產(chǎn)的巖石相似，故稱之為國(guó)波特蘭島上出產(chǎn)的巖石相似，故稱之為“波特蘭水泥波特蘭水泥”（Portland Cement) )，并于，并于18241824年年1010月月2121日首先獲得該產(chǎn)品日首先獲得該產(chǎn)品的專利權(quán)。的專利權(quán)。云南紅塔集團(tuán)滇西水泥股份有限公司高海拔31000t/d生產(chǎn)線云南華云公司水泥廠2500t/d生產(chǎn)線山東煙臺(tái)東源水泥公司3000t/d和5000t/d水泥生產(chǎn)線廣州越堡水泥有限公司6000t/d水泥生產(chǎn)線阿聯(lián)酋UCC10000t/d水泥生產(chǎn)線 凡細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在凡細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體

8、，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等散?；蚶w維空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等散?；蚶w維材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱為水泥。材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱為水泥。一般土木建筑工程通常采用的水泥；一般土木建筑工程通常采用的水泥；專門(mén)用途的水泥。專門(mén)用途的水泥。某種性能比較突出的水泥。某種性能比較突出的水泥。玻璃是由熔融物冷卻、硬化而得到的玻璃是由熔融物冷卻、硬化而得到的非晶態(tài)固體非晶態(tài)固體，其，其內(nèi)能和構(gòu)形熵高于相應(yīng)的晶體，從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)有內(nèi)能和構(gòu)形熵高于相應(yīng)的晶體，從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)有一定的轉(zhuǎn)變溫度一定的轉(zhuǎn)變溫度Tg。v 透明，堅(jiān)硬，良

9、好的耐蝕、耐熱、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)；透明，堅(jiān)硬，良好的耐蝕、耐熱、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)；v 通過(guò)調(diào)整化學(xué)組成，并結(jié)合各種工藝方法可大幅度調(diào)整玻璃的和物理通過(guò)調(diào)整化學(xué)組成，并結(jié)合各種工藝方法可大幅度調(diào)整玻璃的和物理 化學(xué)性能；化學(xué)性能； v 能夠用多種成型制成各種形狀和大小的制品；能夠用多種成型制成各種形狀和大小的制品；v 通過(guò)焊接和粉末燒結(jié)等加工方法制成形狀復(fù)雜、尺寸嚴(yán)格的器件。通過(guò)焊接和粉末燒結(jié)等加工方法制成形狀復(fù)雜、尺寸嚴(yán)格的器件。 在任何方向上都具有相同的性質(zhì)。在任何方向上都具有相同的性質(zhì)。 玻璃態(tài)物質(zhì)比相應(yīng)的晶態(tài)物質(zhì)含較大的內(nèi)能，它不是處于玻璃態(tài)物質(zhì)比相應(yīng)的晶態(tài)物質(zhì)含較大的內(nèi)能，它不是處于能量最

10、低的穩(wěn)定狀態(tài)，而是處于介穩(wěn)狀態(tài)。能量最低的穩(wěn)定狀態(tài)，而是處于介穩(wěn)狀態(tài)。 玻璃態(tài)物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是在一定溫度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的。玻璃態(tài)物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是在一定溫度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的。（4）固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性（）固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性（圖圖0-2-1、圖圖0-2-2）（5）性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性（）性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性（圖圖0-2-3）元素玻璃元素玻璃氧化物玻璃氧化物玻璃非氧化物玻璃非氧化物玻璃硫系玻璃硫系玻璃硒玻璃硒玻璃鹵化物玻璃鹵化物玻璃硫族化學(xué)物玻璃硫族化學(xué)物玻璃建筑玻璃建筑玻璃日用輕工玻璃日用輕工玻璃儀器玻璃儀器玻璃光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃電真空玻璃電真空

11、玻璃 如光學(xué)特性玻璃、熱學(xué)特性玻璃、耐高溫玻璃；導(dǎo)電玻璃、半導(dǎo)體玻璃、如光學(xué)特性玻璃、熱學(xué)特性玻璃、耐高溫玻璃；導(dǎo)電玻璃、半導(dǎo)體玻璃、超導(dǎo)玻璃；力學(xué)方面的高強(qiáng)玻璃、耐磨玻璃；化學(xué)穩(wěn)定性方面的耐堿玻璃、超導(dǎo)玻璃；力學(xué)方面的高強(qiáng)玻璃、耐磨玻璃；化學(xué)穩(wěn)定性方面的耐堿玻璃、耐酸玻璃等。耐酸玻璃等。本書(shū)中所述陶瓷是指以無(wú)機(jī)非金屬天然礦物或化工產(chǎn)品本書(shū)中所述陶瓷是指以無(wú)機(jī)非金屬天然礦物或化工產(chǎn)品為原料，經(jīng)原料處理、成型、干燥、燒成等工序制成的產(chǎn)品，為原料，經(jīng)原料處理、成型、干燥、燒成等工序制成的產(chǎn)品，是陶器和瓷器的總稱。是陶器和瓷器的總稱。 隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷產(chǎn)品的種類(lèi)也日益增多。隨著生產(chǎn)和科

12、學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷產(chǎn)品的種類(lèi)也日益增多。按組成可分為硅酸鹽陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷；按性按組成可分為硅酸鹽陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷；按性能可分為普通陶瓷、特種陶瓷；按用途可分為日用瓷、藝術(shù)瓷、能可分為普通陶瓷、特種陶瓷；按用途可分為日用瓷、藝術(shù)瓷、建筑瓷、化工瓷等。建筑瓷、化工瓷等。v 此外陶瓷的此外陶瓷的脆性大，理論強(qiáng)度高，但實(shí)際強(qiáng)度較低，脆性大，理論強(qiáng)度高，但實(shí)際強(qiáng)度較低，這是這是陶瓷性能改善的主要方面之一。陶瓷性能改善的主要方面之一。陶瓷陶瓷 玻璃玻璃 水泥水泥v 對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的作用對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的作用v 對(duì)工業(yè)及社會(huì)進(jìn)步的作用對(duì)工業(yè)及社會(huì)進(jìn)步的作用v 對(duì)鞏固國(guó)防、發(fā)展軍用

13、技術(shù)的作用對(duì)鞏固國(guó)防、發(fā)展軍用技術(shù)的作用v 在生物醫(yī)學(xué)方面的作用在生物醫(yī)學(xué)方面的作用合成與制備合成與制備結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)組組 成成性性 能能典型生產(chǎn)工藝流程機(jī)械化立窯水泥生產(chǎn)工藝流程圖典型生產(chǎn)工藝流程回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)工藝流程圖典型生產(chǎn)工藝流程玻璃類(lèi)（浮法）玻璃類(lèi)（浮法）典型生產(chǎn)工藝流程陶瓷（釉面磚類(lèi)）典型生產(chǎn)工藝流程碳素材料類(lèi) l作業(yè)作業(yè)注明班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)）注明班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)）u1 1、什么是材料，材料如何分類(lèi)？、什么是材料，材料如何分類(lèi)？u2 2、無(wú)機(jī)非金屬材料的定義與分類(lèi)？、無(wú)機(jī)非金屬材料的定義與分類(lèi)？u3 3、水泥、玻璃、水泥的定義、特征與分類(lèi)？、水泥、玻璃、水泥的定義、特征與分類(lèi)？要求：要

14、求：1 1、作業(yè)按學(xué)號(hào)順序排列；、作業(yè)按學(xué)號(hào)順序排列；2 2、課代表在第二次上課之前將作業(yè)送至授課老師辦公室；、課代表在第二次上課之前將作業(yè)送至授課老師辦公室； 一.土木工程材料的定義 二.土木工程材料的分類(lèi) 按化學(xué)成分按化學(xué)成分無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料有機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料復(fù)合材料按使用功能按使用功能結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料墻體材料墻體材料功能材料功能材料土木工程（建筑物、構(gòu)筑物）中使用的各種材料及制品土木工程（建筑物、構(gòu)筑物）中使用的各種材料及制品有機(jī)材料有機(jī)材料無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料復(fù)合材料復(fù)合材料黑色金屬：鋼、鐵、不銹鋼等黑色金屬：鋼、鐵、不銹鋼等金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料有色金屬：鋁、銅等其他

15、合金有色金屬：鋁、銅等其他合金天然石材：砂、石及石材制品等天然石材：砂、石及石材制品等燒土制品：磚、瓦、玻璃等燒土制品：磚、瓦、玻璃等膠凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等膠凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等砼及硅酸鹽制品：砼、砂漿及硅酸鹽制品砼及硅酸鹽制品：砼、砂漿及硅酸鹽制品植物材料：木材、竹材等植物材料：木材、竹材等瀝青材料：石油瀝青、煤瀝青、瀝青制品等瀝青材料：石油瀝青、煤瀝青、瀝青制品等高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑等高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑等無(wú)機(jī)非金屬與有機(jī)復(fù)合：玻璃鋼、聚合物砼、瀝青混合料無(wú)機(jī)非金屬與有機(jī)復(fù)合：玻璃鋼、聚合物砼、瀝青混合料等等金屬材料與無(wú)機(jī)非金屬材料復(fù)合：鋼纖

16、維砼等金屬材料與無(wú)機(jī)非金屬材料復(fù)合：鋼纖維砼等金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合：輕質(zhì)金屬夾芯板金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合：輕質(zhì)金屬夾芯板分：分：強(qiáng)制性強(qiáng)制性推薦性推薦性如：如：GBGB/T國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBGB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)DBDB標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)順序標(biāo)準(zhǔn)順序號(hào)號(hào) 發(fā)布年代發(fā)布年代號(hào)號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱建工建工JG交通交通JT建材建材JC冶金冶金YB石化石化SH企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QBQB標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)名名稱稱標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)代代號(hào)號(hào)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)順順序序號(hào)號(hào)發(fā)發(fā)布布年年代代號(hào)號(hào)例如：例如：聚氨酯建筑密封膏聚氨酯建筑密封膏JC/T 4822003三三. .技技術(shù)術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)一

17、、無(wú)機(jī)非金屬材料 一、硅酸鹽材料1.陶瓷 2.玻璃3.水泥二、特殊無(wú)機(jī)非金屬材料二、特殊無(wú)機(jī)非金屬材料1.半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料2.特種陶瓷特種陶瓷 3.單晶硅單晶硅 4.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維硅酸鹽材料 沙石、黏土、石英、石棉、陶瓷、玻璃、水泥 硅酸鹽材料大多具有穩(wěn)定性強(qiáng)、硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、絕緣、耐腐蝕等特點(diǎn)。1.1 水泥 硅酸鹽中用量最大的是水泥，建筑工程都離不開(kāi)它。水泥具有水硬性，加水?dāng)嚢桁o置后就凝固變硬。它不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，而且能在水中繼續(xù)硬化并提高強(qiáng)度。圖圖5- -15 長(zhǎng)江三峽大壩長(zhǎng)江三峽大壩水泥種類(lèi)、制作、主要成分 水泥種類(lèi)很多，改變?cè)铣煞趾团浔瓤芍瞥尚再|(zhì)、用途不同的各種

18、水泥。 以石灰石和黏土為主要原料，按一定比例混合磨細(xì)后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，冷卻后加入適量石膏磨成細(xì)粉，就是普通水泥。 普通水泥的主要成分是硅酸三鈣（3CaOSiO2）、硅酸二鈣（2CaOSiO2）和鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）?；炷?水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土?；炷脸Ｓ娩摻钭鼋Y(jié)構(gòu)，即鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可用來(lái)建造橋梁、高樓大廈等1.2 玻璃 普通玻璃（鈉玻璃）的原料是石英（SiO2）、純堿（Na2CO3）和石灰石（CaCO3），反應(yīng)后生成硅酸鈉和硅酸鈣，即鈉玻璃的主要成分。 用于制造玻璃管、門(mén)窗玻璃等； 采用不同的成分可以值得不同特點(diǎn)的玻璃。耐溫玻璃 以鉀取代鈉，可得到熔點(diǎn)較高的鉀玻璃

19、，用于制造燃燒管，高溫反應(yīng)器等；光學(xué)玻璃 以鋁代替鈉和鈣，則可制得光學(xué)玻璃，如顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡用透鏡等；顏色玻璃 在玻璃中加入少量有顏色的金屬化合物，可以得到顏色不同的玻璃，如氧化鈷（Co2O3）著藍(lán)色，氧化亞銅（Cu2O）著紅色，氧化鉻（Cr2O3）著綠色等。變色玻璃 在玻璃中加入鹵化銀，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砑纯芍频米兩Ａ?。?dāng)陽(yáng)光照到玻璃上時(shí)，鹵化銀分解，銀原子聚集成較大的銀粒，使玻璃變黑、深棕色，一旦強(qiáng)光消失，鹵素與銀又化合成鹵化銀，玻璃便自動(dòng)褪色，又恢復(fù)到透光性。鋼化玻璃 普通玻璃易碎，如果在軟化態(tài)玻璃冷卻過(guò)程中采取措施，使其表面應(yīng)力保留下來(lái)，可大大提高玻璃的抗拉強(qiáng)度，這樣的玻璃稱為鋼化玻

20、璃。 鋼化玻璃破碎時(shí)為粉碎狀，不會(huì)有普通玻璃破碎時(shí)的大塊和尖角，具有較高的安全性能，常用于車(chē)窗玻璃。圖圖5- -14 鋼化玻璃鋼化玻璃玻璃性質(zhì) 玻璃沒(méi)有固定熔點(diǎn)，而是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時(shí)，玻璃可吹成或軋成任何形狀。玻璃性質(zhì)穩(wěn)定，但易被氫氟酸和強(qiáng)堿腐蝕。 此外，玻璃還具有易于成型、透明、質(zhì)地均勻、表面光滑以及成本低的特性，使得它成為日益發(fā)展的通訊、信息和電子工業(yè)必不可少的材料之一。1.3 陶瓷 在硅酸鹽工業(yè)中，出現(xiàn)最早的工藝就是制陶、燒瓷。 在距今約4500年的新石器時(shí)代，我們的祖先就已經(jīng)制出各種陶制器具 秦始皇陵出土陶制兵馬俑 唐朝的“唐三彩”， 宋朝的“鈞瓷”圖圖11 陶制

21、兵馬俑陶制兵馬俑圖圖12 景德鎮(zhèn)陶瓷景德鎮(zhèn)陶瓷陶瓷的制造 傳統(tǒng)的陶瓷制造過(guò)程是將黏土與水混勻，制成所需要形狀的坯件，再經(jīng)高溫焙燒，就得到成品。 原料和燒制溫度是影響陶瓷品種和性能的關(guān)鍵技術(shù)。 1000以下燒成的是陶器，而燒制瓷器則需要更高的溫度。陶瓷的原料 陶器的原料是較低級(jí)的黏土，其化學(xué)成分比例約為氧化鋁Al2O3 15%18%，氧化鐵Fe2O35%6%。 瓷器的原料是較高級(jí)的黏土，約含Al2O318%28%，F(xiàn)e2O31%2%，Al2O3相對(duì)較多?！締?wèn)與答】 你能比較歸納比較三種常見(jiàn)硅酸鹽材料的化學(xué)成分和性能嗎？二、特殊無(wú)機(jī)非金屬材料 傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料是日常生活和生產(chǎn)建設(shè)所必需的材料，

22、而新型無(wú)機(jī)非金屬材料則在高科技領(lǐng)域、新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造中應(yīng)用廣泛。2.1半導(dǎo)體材料 在物理學(xué)上，通常按材料的電阻的不同將各種材料分成“導(dǎo)體”、“半導(dǎo)體”和“絕緣體”三個(gè)檔次。電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料，稱為半導(dǎo)體材料。 鍺和硅是最常用的元素半導(dǎo)體；二極管 同一種半導(dǎo)體材料，可以制成兩種類(lèi)型的半導(dǎo)體，一種是p型半導(dǎo)體，另一種叫n型半導(dǎo)體。當(dāng)在半導(dǎo)體上加上電壓時(shí)，只有一個(gè)方向的電流能通過(guò)，如果將正負(fù)極調(diào)換一下，電流就不能通過(guò)，也就是，它具有單向?qū)щ姷墓δ堋Ｒ虼?，利用半?dǎo)體材料的這種特性制成的二極管可以對(duì)電信號(hào)進(jìn)行檢波。應(yīng)用： 現(xiàn)在，半導(dǎo)體材料幾乎滲透到人們工作、生活、學(xué)習(xí)與休閑等多個(gè)

23、領(lǐng)域。各種家用電器，如電視機(jī)、錄像機(jī)、電腦、電話等，都離不開(kāi)半導(dǎo)體材料。2.2 特種陶瓷 隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，人們能用人工合成的高純度無(wú)機(jī)化合物為原料，制造出了在光、電、化學(xué)和生物學(xué)等方面具有特殊性能的陶瓷材料，稱為特種陶瓷。（1）氮化硅陶瓷 用高純硅粉在氮?dú)庵校?300下直接反應(yīng)可制得塊狀的氮化硅的硬度大，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，電絕緣性好，在1200下仍可保持室溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度。反應(yīng)方程式為：3Si2N2 = Si3N4 【性質(zhì)性質(zhì)】【主要用途】 氮化硅陶瓷摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)，可作為軸承材料，并可免除潤(rùn)滑系統(tǒng)。 氮化硅陶瓷做發(fā)動(dòng)機(jī)，可使燃料在高溫下充分燃燒，提高熱效率；可取代高溫合金來(lái)制造飛機(jī)上的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，可以減輕飛機(jī)的質(zhì)量。（2）碳化硅陶瓷將二氧化硅與碳在電弧爐中加熱至1900以上可得到碳化硅。反應(yīng)方程式為：SiO23C = SiC2CO 【性質(zhì)】 碳化硅又稱金剛砂，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度也可與其相媲美，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可耐2000的高溫，在室溫下導(dǎo)電，熱傳導(dǎo)能力好?！局饕猛尽?碳化硅陶瓷制成硅碳電熱棒，是很好的電熱組件；可用作核反應(yīng)堆中核燃料的包封材料；航天器的涂層材料和火箭尾噴管的噴嘴。碳化硅碳化硅2.3 單晶硅 硅在地殼中含量豐富，僅次于氧，在自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅，硅主要以硅酸鹽和氧化物的形式存在于地殼的各種礦物和巖石里，