材料导论-五-无机非金属材料PPT课件.ppt

第五章无机非金属材料是指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。§5.1无机非金属材料概述在晶体结构上,无机非金属材料的元素结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键。这些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。无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料这些新材料的出现说明了无机非金属材料科学与工程学科近几十年来的重大成就，它们的应用极大地推动了科学技术的进步，促进了人类社会的发展。它们是现代新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防和生物医学所不可缺少的。5.1.2无机非金属材料的特性2.新型无机非金属材料的特性（2）具有电学特性（3）具有光学特性（4）具有生物特性5.1.3无机非金属材料的发展简史20世纪中期以后，随着微电子、航天、能源、计算机、激光、通信、光电子、传感、红外、生物医学和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了愈来愈高的要求，促进了性能更为优良及有特殊功能的新型陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、涂层、磨料等制品的飞速发展。它们在化学组成上远远超出了硅酸盐化合物的范围，而是扩展到了其他氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫系化合物和铁酸盐、铝酸盐、磷酸盐等，以至几乎一切无机化合物。石英手表5.1.4无机非金属材料的地位和作用§5.2水泥5.2.1硅酸盐水泥概述①通用水泥：各种硅酸盐水泥；②专用水泥：油井、砌筑水泥、大坝水泥等；③特性水泥：快硬、抗硫酸、膨胀、自应力水泥等。5.2.2硅酸盐水泥生产工艺5.2.2硅酸盐水泥生产工艺硅酸盐水泥的主要矿物成分：水泥加水搅拌后，立即发生化学反应成为可塑性泥浆。随着水化反应的进一步进行，各种水化产物逐渐填满原来水所占据的空间，固体粒子逐渐接近，从而使原来分散的水泥颗粒以及水化产物连结起来，构成一个三维空间牢固结合、密实的整体。衡量水泥性质和质量的指标：§5.3玻璃5.3.1玻璃的概念和分类因混有铁的化合物显浅绿色种类原料配料（１）垂直引上法水平连续压延法是利用一对水冷金属压延辊轮将玻璃液压延成玻璃带。因为压延的过程是在玻璃的塑性状态下进行的，所以会在玻璃表面留下辊痕。利用这一点，可用此法生产压花玻璃、夹丝玻璃。浮法玻璃：浮法生产的成型过程是在通入保护气体（N2及H2）的锡槽中完成的。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品。玻璃制品的成型工艺压制成形吹制成形拉制成形加工纤维5.3.3玻璃的结构与性质（1）玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质；5.3.4常用玻璃材料石英玻璃：二氧化硅单一组分的玻璃。用水晶，硅石，硅化物为原料，经高温熔化或化学气相沉积而成。有色玻璃：金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。特性：透光性好、有折光和散光性。钢化玻璃：玻璃在电炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃。玻璃纤维：它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5。防弹玻璃：防弹玻璃是由玻璃（或有机玻璃）和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型材料，它通常是透明的材料，通常包括聚碳酸酯纤维层夹在普通玻璃层之中。玻璃钢：即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。§5.4陶瓷Traditional：陶瓷——所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。General：陶瓷——用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。5.4.1陶瓷的定义与分类日用陶瓷享有盛誉的中国古代陶瓷5.4.2陶瓷的制备工艺5.4.2陶瓷的制备工艺原料制备成型和烧结传统陶瓷的典型组织结构由晶相、玻璃相和气相组成。一般来说，特种陶瓷的原料都很纯，组织比较单一。总的来说，陶瓷材料的特点是：具有不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、高的硬度和良好的抗压能力，但脆性很高，热稳定性差，抗拉强度较低。1）建筑陶瓷1）建筑陶瓷3）电器绝缘陶瓷5.4.5特种陶瓷氧化物结构陶瓷Al2O3陶瓷又称高铝陶瓷，主要成分是Al2O3和SiO2。主晶相为刚玉（－Al2O3），随着SiO2质量百分数的增加，还出现