2．玻璃的原料、反響原理和成分？3．我國“文房四寶〞中墨是由什么制成的提示“文房四寶〞是指筆、墨、紙、硯，其中墨是由納米(nàmǐ)級顆粒的松煙制成的。4．“光纖〞又稱光導(dǎo)纖維，其主要成分是什么？提示光導(dǎo)纖維屬新型無機(jī)非金屬材料。主要成分是SiO2。第一頁，共37頁。1．知道材料的性能與其組成和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，認(rèn)識改變材料組成是優(yōu)化材料性能的重要手段。2．知道合金的根本類型，了解常見合金、稀土合金、貯氫合金的組成、性能及其用途。3．認(rèn)識主要的硅酸鹽材料，了解水泥、普通玻璃的主要成分、生產(chǎn)原料和生產(chǎn)過程。了解鉀玻璃、玻璃纖維、鋼化玻璃和彩色玻璃等特種玻璃的制造(zhìzào)工藝。了解陶瓷的生產(chǎn)工藝及精細(xì)陶瓷的特殊性能和應(yīng)用。4．認(rèn)識硅在信息材料制造(zhìzào)和應(yīng)用中的重要性，了解單晶硅和光纖的制造(zhìzào)原理和應(yīng)用。5．知道納米材料的制造(zhìzào)方法，了解納米材料的特性及應(yīng)用。第二頁，共37頁。1.合金(1)合金的根本類型：制造各種合金，就是通過改變材料的組成獲得具有特殊性能的金屬材料。合金可分為三種根本類型：相互、形成(xíngchéng)，如Cu、Zn形成(xíngchéng)的黃銅合金；相互起，形成(xíngchéng)，如Al-Ti合金，它的耐腐蝕性比不銹鋼高100倍；相互，形成，如焊錫。溶解(róngjiě)金屬(jīnshǔ)固溶體化學(xué)作用金屬化合物混合機(jī)械混合物第三頁，共37頁。(2)貯氫合金的結(jié)構(gòu)特點：某些晶體結(jié)構(gòu)中，原子排列得十分緊密，具有良好的貯氫性能，常用做貯氫材料。它們的外表有或作用，能使氫分子分解成進(jìn)入金屬內(nèi)部，仍然保持合金的晶體結(jié)構(gòu)，能貯存的氫氣量極大。2．硅酸鹽材料和特種陶瓷硅酸鹽材料是以含硅物質(zhì)為原料(yuánliào)高溫?zé)贫傻?。、、等都是硅酸鹽材料。(1)水泥①原料(yuánliào)：和為主要原料(yuánliào)，為輔料。②主要成分：、、。稀土合金(héjīn)催化(cuīhuà)活化氫原子水泥玻璃陶瓷石灰石黏土石膏粉硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣第四頁，共37頁。(2)玻璃①原料：普通玻璃是以、、為原料。②主要成分：普通玻璃的主要成分是、、。(3)陶瓷①主要原料：黏土。②性能與用途(yòngtú)：用黏土制作的胚體有的外表還涂上釉。不同的陶瓷使用的黏土不同，燒制的也不同。陶瓷、耐、耐、、易，應(yīng)用十分廣泛。化學(xué)實驗使用的、也是陶瓷制品。純堿(chúnjiǎn)石灰石石英沙硅酸鈉硅酸鈣二氧化硅(èryǎnghuàguī)純度溫度抗氧化酸堿腐蝕高溫絕緣成型坩堝蒸發(fā)皿第五頁，共37頁。與金屬材料和有機(jī)高分子材料相比，陶瓷的更強(qiáng)。但陶瓷有脆性且抗拉、抗彎和抗沖擊性差?；瘜W(xué)家用改變陶瓷組分的方法(fāngfǎ)研制出具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕，并具有聲、電、光、熱、磁等多方面特殊功能的新一代無機(jī)非金屬材料——。抗腐蝕能力(nénglì)精細(xì)(jīngxì)陶瓷第六頁，共37頁。性能(xìngnéng)超純硅

第七頁，共37頁。Si＋2Cl2===SiCl4或Si＋3HCl===SiHCl3＋H2

熔融(róngróng)第八頁，共37頁。1900～2000℃

光纖

第九頁，共37頁。1.納米材料的定義納米材料又稱，其顆粒直徑(zhíjìng)大小為1～100nm。因其顆粒等級屬于納米級而得名。2．納米材料的特性與應(yīng)用納米材料是由納米級顆粒積聚而成的。納米材料在、、、等方面顯示出許多與宏觀材料迥然不同的特性，它已成為當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點之一。人們預(yù)計21世紀(jì)將是納米材料大規(guī)模實用化的時期，因此納米材料被譽(yù)為“〞。超細(xì)微(xìwēi)材料化學(xué)(huàxué)光學(xué)電磁學(xué)力學(xué)跨世紀(jì)的新材料第十頁，共37頁。3．納米材料的制造方法高純度的納米顆粒是無法用通常的獲得的，因為機(jī)械粉碎法只能(zhīnénɡ)得到直徑為以上的粉料，而且在粉碎過程中易混入雜質(zhì)。納米材料可以通過或方法制得。化學(xué)方法主要是利用化學(xué)反響使原子或分子形成納米顆粒。機(jī)械(jīxiè)粉碎法1000nm物理(wùlǐ)化學(xué)聚集、沉淀第十一頁，共37頁。Fe3O4可表示(biǎoshì)為FeO·Fe2O3，那么硅酸鹽如何用氧化物表示(biǎoshì)其組成？提示表示(biǎoshì)順序為：活潑的金屬氧化物·較活潑的金屬氧化物·二氧化硅·水。如高嶺土：Al2(Si2O5)(OH)4可表示(biǎoshì)為：Al2O3·2SiO2·2H2O。鋼筋混凝土的成分是什么？提示鋼筋、石子、沙子、水泥?！旧魉?shènsī)1】【慎思(shènsī)2】第十二頁，共37頁。光導(dǎo)纖維傳遞信息的優(yōu)點是什么(shénme)？提示①傳播過程中信息能量損失少，②傳播快，③廉價。鋼化玻璃是怎樣由普通玻璃制造的？提示把普通玻璃放入電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，即得鋼化玻璃。鋼化玻璃的機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃大4～6倍，不易破碎，破碎時沒有鋒利的棱角，不易傷人。鋼化玻璃和普通玻璃的成分相同。【慎思(shènsī)3】【慎思(shènsī)4】第十三頁，共37頁。1．合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般來說，合金的性能優(yōu)于純金屬，合金的熔點比它的各成分金屬熔點都低，硬度(yìngdù)比它的各成分金屬大。但合金的性質(zhì)并不是各成分金屬性質(zhì)的總和。2．合金可分為三種根本類型：(1)相互溶解，形成金屬固溶體，如黃銅合金；(2)相互起化學(xué)作用，形成金屬化合物；如鋁-鈦合金；(3)相互混合，形成機(jī)械混合物，如焊錫。第十四頁，共37頁。3．鋁合金：金屬鋁中參加其他元素如銅、鎂、硅、鋅、鋰等，即形成各種性能優(yōu)良的鋁合金。(1)性質(zhì)特征：鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、本錢低廉等特點，并且外表易形成致密的氧化物保護(hù)膜而具有一定的抗腐蝕能力。(2)用途：鋁合金主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸及電子行業(yè)，如汽車車輪的骨架(gǔjià)，硬盤抽取盒等。另外，還廣泛用于制造飛機(jī)構(gòu)件。第十五頁，共37頁。4．貯氫合金是指某些稀土合金，它們的晶體外表有催化或活化作用，能使氫分子分解成氫原子進(jìn)入金屬內(nèi)部，而不改變合金的晶體結(jié)構(gòu)。(1)貯氫合金的代表是鑭—鎳合金。(2)合金的貯氫過程是可逆反響，吸氫過程，放出熱量；解吸過程，吸收熱量。溫度低有利于吸氫；溫度高有利于解吸。(3)應(yīng)用：利用貯氫材料在吸(放)氫時放(吸)熱的特點，可制造貯氫合金的空調(diào)器；利用貯氫合金對氫的優(yōu)異選擇性精制氫氣(qīnɡqì)，可獲得純度高達(dá)99.9999%的氫氣(qīnɡqì)。第十六頁，共37頁。以下圖是三種稀酸對Fe-Cr合金隨Cr含量變化的腐蝕性實驗結(jié)果，以下有關(guān)說法正確的選項是()。A．稀硝酸(xiāosuān)對Fe-Cr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱B．稀硝酸(xiāosuān)和鐵反響的化學(xué)方程式是：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O

C．Cr含量大于13%時，因為三種酸中硫酸的氫離子濃度最大，所以對Fe-Cr合金的腐蝕性最強(qiáng)D．隨著Cr含量增加，稀硝酸(xiāosuān)對Fe-Cr合金的腐蝕性減弱【例1】

第十七頁，共37頁。解析A項，由圖示可知當(dāng)Cr含量小于13%時，稀硝酸對合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸強(qiáng)，當(dāng)Cr含量大于13%時，稀硝酸對合金腐蝕性較弱。B項，稀硝酸與金屬反響時，其復(fù)原產(chǎn)物應(yīng)是NO。C項，Cr含量大于13%時，硫酸對合金腐蝕性最強(qiáng)，由于溶液密度沒有(méiyǒu)給出，硫酸中氫離子濃度不一定最大。D項，由圖示可知，隨著Cr含量增加，稀硝酸對合金腐蝕性減弱。答案D第十八頁，共37頁。合金的性能優(yōu)越于純金屬，可以提高其耐腐蝕性、硬度、韌性、強(qiáng)度等。但熔入的其它(qítā)金屬或非金屬也并非越多性能就越好。第十九頁，共37頁。汞合金是目前使用較多的補(bǔ)牙(bǔyá)材料。英國?新科學(xué)家?雜志最近發(fā)表了一篇文章，對汞合金補(bǔ)牙(bǔyá)材料的平安性提出了質(zhì)疑。汞合金補(bǔ)牙(bǔyá)材料中除水銀外，還含鋅、錫、銅等金屬。以下有關(guān)汞合金的說法中不正確的選項是()。A．汞合金是一種具有金屬特性的物質(zhì)，易導(dǎo)熱導(dǎo)電B．汞合金的強(qiáng)度和硬度比錫的大C．汞合金的熔點比汞的低D．汞合金的毒性遠(yuǎn)低于汞的毒性【體驗(tǐyàn)1】第二十頁，共37頁。解析合金具有金屬特性，A正確；合金一般強(qiáng)度和硬度比組成金屬的大，B正確；合金的熔點一般低于其各成分的熔點，但汞合金例外(lìwài)，作為補(bǔ)牙材料，熔點不可能低于汞，C錯；作為補(bǔ)牙材料不能有毒性，D正確。答案C第二十一頁，共37頁。1．水泥(1)生產(chǎn)過程將原料按比例混合后，研磨成生料，高溫(gāowēn)煅燒得熟料(主要成分是CaSiO3)，再加石膏(主要成分是CaSO4·2H2O)研成粉末得普通硅酸鹽水泥。第二十二頁，共37頁。(2)普通(pǔtōng)硅酸鹽水泥主要原料主要設(shè)備反應(yīng)條件普通水泥的主要成分主要性質(zhì)黏土、石灰、石、(石膏適量)水泥回轉(zhuǎn)窯

高溫硅酸三鈣：3CaO·SiO2硅酸二鈣：2CaO·SiO2鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3水硬性第二十三頁，共37頁。2.玻璃(bōlí)(1)普通玻璃(bōlí)第二十四頁，共37頁。(2)幾種玻璃的特性(tèxìng)和用途種類特性用途普通玻璃在較高溫度下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨脹系數(shù)小，耐酸堿，強(qiáng)度大，濾光化學(xué)儀器、高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；光導(dǎo)纖維、壓電晶體等光學(xué)玻璃透光性能好，有折光和色散性眼鏡片、照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡用的凹凸透鏡等光學(xué)儀器玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、玻璃鋼等鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂運動器材、微波通訊器材、汽車、火車窗玻璃等有色玻璃加入金屬氧化物紅色：Cu2O藍(lán)色：Co2O3工藝品、窗玻璃第二十五頁，共37頁。3.陶瓷(1)陶瓷生產(chǎn)(2)陶瓷具有抗氧化、抗酸堿腐蝕、高溫、絕緣、易成型等優(yōu)點，古代(gǔdài)陶瓷器，歷經(jīng)千百年還是藝術(shù)珍品。主要原料生產(chǎn)過程反應(yīng)條件種類性能黏土①混合②成型③干燥④燒結(jié)⑤冷卻高溫土器、陶器炻器、瓷器抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型第二十六頁，共37頁。4．特種陶瓷是有別于傳統(tǒng)或普通陶瓷而言的，又稱為(chēnɡwéi)精細(xì)陶瓷、新型陶瓷等。特種陶瓷是在傳統(tǒng)陶瓷的根底上開展起來的，是指采用精選的原料，具有能精確控制的化學(xué)組成，按照便于進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計及便于控制的制備方法進(jìn)行制造、加工的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。特種陶瓷一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷兩大類，結(jié)構(gòu)陶瓷是指用于各種結(jié)構(gòu)部件，以發(fā)揮其機(jī)械、熱化學(xué)和生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用電、磁、聲、光、熱、彈性等性質(zhì)以實現(xiàn)某種使用功能的先進(jìn)陶瓷，也可以叫做特種功能陶瓷。第二十七頁，共37頁。以下物品或設(shè)備：①水泥路橋②門窗玻璃③水晶(shuǐjīng)鏡片④石英鐘表⑤瑪瑙手鐲⑥硅太陽能電池⑦光導(dǎo)纖維⑧計算機(jī)芯片所用材料為SiO2或要用到SiO2的是()。A．⑥⑧ B．①②⑦⑧C．①②③④⑤⑦ D．全部解析硅太陽能電池和計算機(jī)芯片用到的材料為晶體硅。答案C【例2】SiO2用途廣泛，是光導(dǎo)纖維中的主要成分(chéngfèn)，而Si屬半導(dǎo)體材料，主要用于制作電器元件、芯片、太陽能電池等。第二十八頁，共37頁。青石棉是一種致癌物質(zhì)，是?鹿特丹公約?中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理(chǔlǐ)時，復(fù)原產(chǎn)物只有NO，以下說法不正確的選項是 ()。A．青石棉是一種硅酸鹽材料B．青石棉中含有一定量的石英晶體C．青石棉的化學(xué)組成可表示為：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3被復(fù)原【體驗(tǐyàn)2】第二十九頁，共37頁。解析硅酸鹽指的是硅、氧與其他化學(xué)元素(主要是鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉等)結(jié)合而成的化合物的總稱，故青石棉是一種硅酸鹽產(chǎn)品(chǎnpǐn)；青石棉是一種純潔物，不可能含有一定量的石英晶體；1molNa2O·3FeO·Fe2O3·8SiO3·H2O跟硝酸反響時，失去3mol電子，故能使1molHNO3被復(fù)原。答案B第三十頁，共37頁。納米技術(shù)的開展，將給我們的生活帶來極大的變化。“納米技術(shù)〞就是通過物理或化學(xué)方法，將物質(zhì)粉碎成“納米級〞微粒。這種微粒比頭發(fā)絲的十萬分之一還要細(xì)，要在20萬倍以上的電子顯微鏡下才能看得清楚。自九十年代初開始興起的納米技術(shù)，可以帶來信息、能源、交通、醫(yī)藥、食品、紡織、環(huán)保等諸多領(lǐng)域的新變革，大大提升我們的生活質(zhì)量。如在玻璃(bōlí)外表涂一層滲有納米化氧化鈦的涂料，那么普通玻璃(bōlí)馬上變成具有自己清潔功能的“自凈玻璃(bōlí)〞，不用人工擦洗；計算機(jī)在普遍采用納米化的材料后，可以縮小成為“掌上電腦〞，體積將比現(xiàn)在的筆記本式電腦還要小得多。第三十一頁，共37頁。普通的材料，通過納米化處理，更能增添許多神奇特性。如陶瓷經(jīng)過納米化加工，可制成陶瓷彈簧、刀具等；而一些固體變成納米化微粒后，不僅黏附力增強(qiáng)，還新添了對紫外線的吸收性質(zhì)，除了可制成抗掉色的口紅，還可開發(fā)出防灼的高級化裝品。此外，利用納米化材料特殊的磁、光、電等性質(zhì)，還可以開發(fā)出難以數(shù)計的新的元器件，在信息工程、生物工程等方面發(fā)揮重要作用，從而(cóngér)衍生出新興的高科技產(chǎn)業(yè)群。第三十二頁，共37頁?！凹{米材料〞是粒子直徑為幾納米至幾十納米的材料，納米碳就是其中一種。假設(shè)將納米碳均勻地分散到蒸餾水中，所形成的物質(zhì)()。