今天，高中化學老師將對無機非金屬材料的知識點進行梳理和講解，幫助學生在寒假期間高效復習 一、相關(guān)概念1。無機非金屬材料1由氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物、硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和某些元素的其他物質(zhì)組成的材料 ②是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的總稱 2.陶瓷①從制備的角度來看，陶瓷是將粉末狀原料成型，并在高溫下硬化而成的產(chǎn)品 ②從成分上看，陶瓷為多晶多相集合體(晶相、玻璃相和氣相) 3.玻璃①狹義:在冷卻過程中不結(jié)晶的無機物②一般:如果一種材料表現(xiàn)出典型經(jīng)典玻璃的各種特征性質(zhì)，則無論其成分如何(具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg)，都可以稱為玻璃 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:熱膨脹系數(shù)和比熱等物理性質(zhì)的突變溫度 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的非晶態(tài)材料都是玻璃 4.水泥，細磨成粉末，加入適量的水，可以變成塑性漿，在空氣體和水中可以硬化，可以將砂、石、鋼筋等材料牢固地粘結(jié)在一起，俗稱水泥。 5.耐火材料耐火性不低于1580℃的無機非金屬材料。復合材料復合材料是由兩種或兩種以上具有不同物理化學性質(zhì)的物質(zhì)組成的一種新型多相固體材料 通過復合效應(yīng)，獲得了原成分所不具備的性能 通過材料設(shè)計，各成分的性能可以相互補充、相互關(guān)聯(lián)，從而獲得更好的性能 二、陶瓷知識點1。陶瓷制備的工藝步驟原材料的準備& rarr毛坯和毛坯的成形；坯料和rarr的干燥；產(chǎn)品的燒結(jié)或燒結(jié)2。陶瓷的天然原料1。塑料原料:粘土陶瓷的基礎(chǔ)(高嶺石、伊利石、蒙脫石)2。弱塑性原料:葉蠟石、滑石3。非塑料原料:塑料還原劑:應(yīng)時熔劑:長石3。坯料成型的目的是將坯料加工成具有一定形狀和尺寸的半成品，使坯料具有必要的機械強度和一定的密度4。陶瓷成型方法1。塑料成型(傳統(tǒng)陶瓷)②注漿成型:將漿料倒入石膏模具中成型③壓制成型:對金屬模具施加較高壓力成型；(特種陶瓷)5。燒結(jié)將初步成型的致密粉末塊(生坯)在高溫下燒結(jié)成具有一定機械強度的致密體 固相燒結(jié):燒結(jié)發(fā)生在簡單的固體之間。液相燒結(jié):在液相的參與下，加入助溶劑產(chǎn)生液相好處:降低燒結(jié)溫度，促進燒結(jié)。6.陶瓷組織結(jié)構(gòu):晶相、玻璃相、氣相1晶相:陶瓷的主要成分；分為主晶相和亞晶相②玻璃相:玻璃對陶瓷的機械強度、介電性能和耐熱性不利，不能作為陶瓷的主導成分 玻璃相在陶瓷中的作用:粘結(jié):粘結(jié)晶粒，填充空間隙，增加密度，降低燒成溫度，促進燒結(jié)③氣相:孔隙；降低強度并導致裂紋 7.陶瓷的力學性能特點①硬度:高②強度:很低的抗拉強度和很高的抗壓強度③塑性:極差的塑性④韌性:較差的韌性和脆性8。陶瓷熱性能特點①導熱性:差，隔熱性好材料②熱穩(wěn)定性(抗熱震性):概念:材料承受溫度快速變化而不被破壞的能力 陶瓷的抗熱震性普遍較差。9.結(jié)構(gòu)陶瓷1概念:可用作工程結(jié)構(gòu)材料的陶瓷一般具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)異性能。它能承受金屬材料和高分子材料無法勝任的惡劣工作環(huán)境。 ②常見類型:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4 & hellip陶瓷10、陶瓷增韌技術(shù):【機理:阻礙裂紋擴展】1相變增韌:相變可以吸收能量；體積膨脹可以松弛裂紋***的拉應(yīng)力，甚至產(chǎn)生壓應(yīng)力 ②微裂紋增韌:溫度變化引起的熱膨脹差或相變引起的體積差會產(chǎn)生彌散分布的微裂紋；微裂紋與主裂紋相連，使主裂紋分叉，改變主裂紋***的應(yīng)力場，吸收其能量，阻礙其擴展 ③第二相粒子的分散和增韌:分散在基體中的第二相粒子阻礙裂紋擴展 ④與金屬復合增韌:金屬是韌性相，通過自身的塑性變形，使裂紋***應(yīng)力松弛，吸收裂紋能量 ⑤增強纖維或晶須的增韌阻礙裂紋擴展 11.功能陶瓷概念:具有光、電、磁、聲、機械、生物和化學功能的陶瓷材料 12.透明陶瓷①概念:能透射可見光的陶瓷材料②使陶瓷透明的方法:不透明原因:雜質(zhì)、氣孔、晶界使光的吸收和散射透明:采用高純度、高細度的原料，同時摻入添加劑或采取其他工藝措施，充分消除氣孔，適當控制晶粒尺寸，使產(chǎn)品接近理論密度，盡量減少陶瓷材料對光的吸收和散射13。壓電陶瓷①壓電效應(yīng):偶然性？表面電荷②壓電陶瓷是多晶燒結(jié)體③壓電陶瓷的壓電效應(yīng)機理:材料中的自發(fā)極化產(chǎn)生電疇 極化處理前:疇分布無序；宏觀極化強度為零 極化處理后:電疇一定程度上按照外電場取向排列，宏觀極化強度不為零，表現(xiàn)為束縛電荷 機械作用導致疇變，束縛電荷改變 壓電陶瓷只有經(jīng)過極化處理后才有壓電效應(yīng) 14.熱釋電陶瓷①熱釋電效應(yīng):溫度變化& rarr偶然性？表面充電2機理:類似壓電陶瓷15、半導體陶瓷PTC半導體陶瓷:①PTC效應(yīng):正電阻溫度系數(shù)效應(yīng)②應(yīng)用:限流、恒溫加熱、過熱保護& hellip& hellip三、玻璃知識點1、能形成玻璃的物質(zhì)1硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽2重金屬氧化物3硫化物、鹵化物4金屬5聚合物2、玻璃制備方法的通用性使材料不結(jié)晶，或破壞晶體的有序結(jié)構(gòu)使其無定形1熔融冷卻法:冷卻速度必須大于原子向晶體調(diào)整的速度。 ②非熔融法:氣相沉積法、水解法、高能射線照射法、沖擊波法、濺射法等。 3.玻璃性質(zhì)的共性①各向同性:玻璃物質(zhì)的顆粒排列是不規(guī)則的，滿足統(tǒng)計均勻分布，所以它的物理化學性質(zhì)在任何方向都是相同的②亞穩(wěn)態(tài):玻璃處于熔融態(tài)和晶態(tài)之間，屬于亞穩(wěn)態(tài)③無固定熔點④物理化學性質(zhì)的逐漸變化:玻璃物質(zhì)的物理化學性質(zhì)在從熔融態(tài)冷卻(或加熱)的過程中逐漸連續(xù)變化 4.形成玻璃的手段1冷卻速度足夠快，冷卻速度快到使熔體中的原子沒有時間預測（數(shù)據(jù)為往年僅供參考）重新組合成有序的晶格，從而可以保留液體或氣體的無定形結(jié)構(gòu) (2)使原子無序堆積而不形成晶格 ③破壞晶體的有序結(jié)構(gòu)，使其非晶化，機械研磨；高能照射，強沖擊波 5.傳統(tǒng)玻璃的澄清熔融玻璃:熔融玻璃中可見氣泡的均勻化:消除未熔化的砂粒、條紋等不均勻相，保證熔融玻璃中化學成分的均勻性。溫度在1200~1400℃時較高，此時熔融玻璃的粘度極小 6.玻璃形成的熱力學條件與晶體和玻璃體的內(nèi)能之間的差異越大，玻璃越容易結(jié)晶，即越難形成玻璃 7.玻璃形成的動力學條件玻璃形成的關(guān)鍵是熔體的冷卻速度(粘度增加的速度)大于顆粒排列成晶體的速度。8.玻璃形成的結(jié)晶化學條件①陰離子基團在熔體中的聚合度陰離子基團的低聚合度:易發(fā)生位移、旋轉(zhuǎn)、重排，易調(diào)整成晶體，不易形成玻璃。 陰離子基團聚合度高:難以移位、旋轉(zhuǎn)、重排，難以調(diào)整成晶體，容易形成玻璃 (2)化學鍵的性質(zhì)只有在離子鍵和金屬鍵轉(zhuǎn)變?yōu)楣矁r鍵時才形成。共價、金屬和金屬灰；當共價混合由鍵組成的大陰離子時，最容易形成玻璃 ③化學鍵的強度，網(wǎng)狀氧化物的形成:它能***形成玻璃，如二氧化硅、B2O3、P2O5和GeO2 網(wǎng)絡(luò)變性氧化物:不能單獨形成玻璃，但可以改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般會削弱結(jié)構(gòu)，如Na2O、K2O、CaO 網(wǎng)絡(luò)中間體:介于兩者之間，可改善玻璃性能，如Al2O3、TiO2、ZnO和BeO 9.氧化物玻璃隨機網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)單元:金屬離子& mdash& mdash氧多面體正離子在多面體中心；氧是頂角常見的氧，一個氧最多和兩個正離子連接成一個網(wǎng)絡(luò) 多面體的頂角隨機相連，通過普通氧(橋氧)形成不規(guī)則網(wǎng)絡(luò) R2O或RO(如Na2O和CaO)，氧橋被切斷，出現(xiàn)非橋氧 10.氧化物玻璃晶體的晶體模型:晶格極不完整、有序區(qū)域極小的晶體 晶體模型:晶體分散在非晶介質(zhì)中，晶體和非晶區(qū)之間沒有明顯的邊界 玻璃具有短程有序和長程無序的結(jié)構(gòu)特征 11.高分子玻璃無規(guī)卷曲模型結(jié)構(gòu)模型:分子鏈呈無規(guī)卷曲狀，線條相互交織穿插 12.金屬玻璃的結(jié)構(gòu)模型隨機硬球堆積模型:將原子視為硬球，盡可能緊密堆積。球的排列是不規(guī)則的(金屬鍵沒有方向性，原子有密集堆積的趨勢) 13.B2O3中異常加入硼，加入R2O。一開始，與硅酸鹽相反，它不是破壞橋氧，而是強化網(wǎng)絡(luò)。 這是因為剛加入R2O時，R2O給出了游離氧，使一部分硼由三角形[BO3]變?yōu)樗拿骟w[BO4] 14.微晶玻璃是一種具有特定成核劑成分的基礎(chǔ)玻璃。在一定溫度下熱處理后，它將成為微晶和玻璃相分布均勻的復合材料，也稱為玻璃陶瓷 四、水泥知識點1。硅酸鹽水泥熟料+石膏；也稱為純水泥，也稱為波特蘭水泥 2.普通硅酸鹽水泥熟料+石膏+5%~20%混合材3。礦渣硅酸鹽水泥熟料+石膏+20%~70%?；郀t礦渣4?；鹕交夜杷猁}水泥熟料+石膏+20%~40%火山灰材料5。粉煤灰硅酸鹽硅酸鹽硅酸鹽水泥熟料的化學成分:氧化鈣(二氧化硅)、氧化鋁(三氧化二鋁)和氧化鐵(三氧化二鐵)7。硅酸鹽水泥熟料的礦物組成:硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵酸四鈣鋁、玻璃相8。用于生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的工業(yè)原料:鈣質(zhì)原料、粘土原料和矯正原料。適量的石膏有利于提高水泥強度，尤其是早期強度；但石膏不宜過多，否則會造成水泥體積膨脹，降低強度，甚至影響水泥的穩(wěn)定性 10.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)技術(shù):生料的制備和二磨一燒的粉磨；生料經(jīng)煅燒和部分熔融形成以硅酸鈣為主要成分的熟料礦物& rarr將熟料與適量石膏或混合材料一起磨成水泥 11.水泥強度等級5。耐火材料知識點1。耐火材料按其主要成分的化學性質(zhì)可分為酸性:含SiO 2較多；硅質(zhì)、半硅質(zhì)、粘質(zhì)中性:含碳、高鋁、鉻堿性:含大量MgO和CaO；氧化鎂和白云石耐火材料(強堿性)；鉻鎂系列、鎂橄欖石和尖晶石耐火材料(弱堿性)2。幾個指標孔隙率=孔隙氣體/總產(chǎn)品體積(表觀體積)體積密度:干燥后樣品的質(zhì)量與其體積之比，即單位體積產(chǎn)品的質(zhì)量(表觀體積) 真實密度:耐火材料質(zhì)量與其真實體積(即不包括孔隙體積)之比 3.耐火材料的導熱性~耐火材料中的孔隙對其導熱性影響*** 一般來說，孔隙率越大，熱導率越低 4.耐火材料耐高溫，無負荷不熔化 免責聲明:本文來源于網(wǎng)絡(luò)。如有侵權(quán)，請及時聯(lián)系我們刪除 文章標題：高一化學寒假預習：無機非金屬材料
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