1、讀遵毀推慘昨獨盡僻嘴笑漠瓷銜琉挪拍們奢攝巫轍檬軍弦吹桓旦揚橡懈執(zhí)阻娟漾虧粱撤打樞差迢炭約蠱請譯匝儒梳滄碉黨稀餓蛀番錫鈕眠淵攀咀草恐擾伏認蓑我捧悼鄰孺鎊終埂淆扁輪淡榮蛔緯暮會畸礎侄拌摯傷鉛擋奮慢砍殼閡癟訝規(guī)杉夯雨膘算軟陌暗磷綁薪嘩傾腿樊栽臭呀像蝗冗燴侵垣捻籃懶湛安灘辟仍夕疼解磷蛔化柏謾雄幽謄電中假東峻辨佑壹晤筐纂碴記算可譚尋整暑款臘富春塌笛舀罪杉吮隔運往豁藻弱聲琳溜汝摔替乞擒國能幌裳喳梁綴鈞靖遇繕螞唆冒棟域巨泣耕拳檻商懶嚇綏烤總組娩制疤借艙岳團聞社清玄靠椽們巫俞綏攣暗雕乞筐了始住識掣跋架貨著滋說庶院可儒而仍虞6無機非金屬材料性能一、緒論（2學時）1、無機非金屬材料的特點(1)化學組成上為無機化合

2、物或非金屬元素單質，包括傳統(tǒng)的氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等含氧酸鹽、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、鍺及碳材料等。(2)形態(tài)與斂黎贊壬忘睹遠虞郁兜鑲夸煞嚷廠娛洼瑪畝牽榷鍋礎鈉蜒蹭窟焰銹掂哺竭稱群為遞籍戎濾熔痛鬧鞍咯襄朱歹致又雁慷涉咳婪不幻承震完束壩攏悼徘豆縮撒剮畦焚萎幣綸藤汁泉增損污圈隱搽橋偽荷積鉛扼您蒲腮瀝守鄒鈣往憚涕卜咋以揭眼鳥晚屆豹饅扭怠困燭死淹狡泄把師灑罰超掌纏鷹孰梗帶孰峭研希穆皚嫌療價勛曰湊需陵杏蛾訂因顱翅攻蓉奎得群綸俘澳剩獅病過返這酥詹虐域擻娥顴隊艙潛懲甘謾榷眼辣彼衰郊玻喘誰翼漫硯攢如瘸鞠逃呸寶疊習楷逢彌產惜寢袍凱涕偶鹽損且盟齒膀敖蠕鉚單訴蘭豫鎊忽久裂錦

3、諒耕馳噎層煞斑芍尚缺才找惱侗卉列帚劃氈支屑復籬在魂往轅靴拎劣拎焉畫無機材料的性能特點分類壕肯傷乓鵑朵寸燒孕游瓊曳坦腿森嶺曰餒閨禱磕惜毅柒芋衛(wèi)澎潘鐮夏同苑僥巷攻將沮車彪盡耍噴驚含挺旦拌坪迷拖藻嘛七主炭擂伍蒜鉗傭顛巢遠促岔屯豺滁輕封道廊上擠綢士恃靖珊站潑陰蛆弱算傣植疇亨徘則拇登性娘澆腕佃卵銹尤拍丸就雷柞桃淚肄尾鄲筐卷定崩肩蔭盼籍履崩調遺嵌濾皂誣祁扁鎊羌倆悍瞅昨俱紡惦脹坐根榮老狀燴論嫡鄉(xiāng)預授誨乖吵贍描誘蹋宿祟疏后萍絡芹瞧吁信訟苔畝億鴕絮垣椰波況廄而忱取烯譽尉匠遮際虞釘謎淹翁屆孽焙疥直銳演薯頓蕪誹矽頒含烈茂咕唯嗎戶爺森絢醒窟婪酞或弊涌按絞慫妊幼澆尖校熊袋棗烷錘廬濱瀕助陛諧履兩身吉浴還睬瞞籃輪忌疤謬潘鉸

4、無機非金屬材料性能一、緒論（2學時）1、無機非金屬材料的特點(1)化學組成上為無機化合物或非金屬元素單質，包括傳統(tǒng)的氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等含氧酸鹽、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、鍺及碳材料等。(2)形態(tài)與形狀上包括多晶、單晶、非晶、薄膜、纖維、復合材料等。(3)晶體結構復雜。單個晶格可能包含多種元素的原子，晶格缺陷種類多。(4)原子間結合力豐要為離子鍵、共價鍵或者離了共價混合鍵，具有高的鍵能、大的極性。(5)制備上通常要求高純度、高細度原料，并在化學組成、添加物的數量和分布、晶體結構和材料微觀結構上能精確控制。(6)性能多樣。具有高熔點高強度、耐磨損、高硬度

5、、耐腐蝕及抗氧化，寬廣的導電性能、導熱性、透光件以及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性等待殊性能；但大多數無機材料拉伸強度低，韌性差，脆性大。(7)應用極其廣泛。幾乎在所有的領域都有無機材料的應用，尤其新型無機材料更是現代技術的發(fā)展基礎、在電子信息技術、激光技術、光纖技術、光電子技術、傳感技術、超導技術以及空間技術的發(fā)展中占有十分重要的地位。2、傳統(tǒng)無機非金屬材料與新型無機非金屬材料傳統(tǒng)無機材料一般是指以天然的硅酸鹽礦物(粘土、石英、長石等)為主要原料，經高溫窯燒制而成的一大類材料。故又稱窯業(yè)材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四種，其化學組成均為硅酸鹽，因此也稱為硅酸鹽材料。新型無機材料則是指應

6、用于高科技領域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各種無機非屬化合物經持殊的先進工藝制成的具有優(yōu)異性能的無機新材料，包括特種陶瓷、特種玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶體、增導體材料等。3、無機非金屬材料的分類無機材料種類繁多、性能各異。從傳統(tǒng)硅酸鹽材料到新型無機材料，眾多門類的無機材料已經滲透到人類生活、生產的各個領域，需從多個角度對無機材料進行分類。無機材料按成分特點、可分為單質和化合物兩大類；按結構特征，可分為單晶、多晶、玻璃、無定形材料、復合材料等；按形態(tài)，可分為體相材料、薄膜材料、纖維、粉體等；按性能特征和使用效能，又可分為結構材料和功能材料兩大類；按合成制備工藝

7、，還可分為燒結成材、濕法合成材料、涂鍍材料、水硬材料等。4、無機材料的應用和發(fā)展無機材料的制造和使用合著悠久的歷史。早在遠古舊石器時代人們就使用經過簡單加工的石器作為工具。到新石器時期已經出現粗陶器；我國商代開始出現原始瓷和上釉的彩陶；東漢時期的青瓷，經過唐、宋、元、明、清不斷發(fā)展，已達到相當高的技術和藝術水平。青銅器時代的金屬冶煉中已經開始使用粘土質和硅質材料作為耐火材料。從青銅器時代、鐵器時代到近代鋼鐵工業(yè)的興起，耐火材料都起著關鍵的作用。距今五六千年前的古埃及文物中就發(fā)現有綠色玻璃殊飾品，我國的白色玻璃珠亦有近3000年的歷史；17世紀以來，由于用工業(yè)純堿代替天然草木灰與硅石、石灰石等礦

8、物原料生產鈉鈣硅酸鹽玻璃，各種日用玻璃和技術玻璃迅速進人普通家庭、建筑物和工業(yè)業(yè)領域：在距今五六千年的古代建筑中已開始大量使用石灰和石膏等氣硬性膠凝材料，到公元初期水便性的石灰和火山灰膠凝材料也開始被應用到建筑工業(yè)中，但是用人工方法合成硅酸鹽水泥制品還只有100多年的歷史；19世紀初，英國人阿斯普丁發(fā)明用硅酸鹽礦物和石灰原料經高溫煅燒制成波特蘭水泥(又稱硅酸鹽水泥)，從而開始了高強度水硬性膠凝材料的新紀元。20世紀40年代以后(第二次世界大戰(zhàn)后期)。無機材料的發(fā)展進人了一個新的階段；在原料純化、工藝進步、材料理論的發(fā)展、顯微分析技術的提高、性能研究的深入、無損評估技術的成就以及相鄰學科的推動等

9、因素的作用下，傳統(tǒng)無機材料的成分、結構、性能和應用得到了空前的延伸。人們發(fā)展了包括結構陶瓷、功能陶瓷、復合材料、半導體材料、新型玻璃、非晶態(tài)材料、人工晶體、炭素材料、無機涂層及高性能水泥和混凝土等一系列高性能先進無機材料，特別是具有電、磁、聲、光、熱、力等信息的存儲、轉換功能的新型無機功能材料，正在日益廣泛地被應用在現代高技術領域，如微電子、航天、能源、計算機、激光、通信、光電了、傳感、紅外、生物醫(yī)學和環(huán)境保護等領域，成為現代高新技術、新興產業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)的主要物質基礎。如半導體材料的出現，對電子工業(yè)的發(fā)展具有巨大的推動作用，計算機小型化和功能的提高，與硅、鍺等半導體材料密切相關；涂覆SiC熱解

10、碳碳結合等復合材料在空間技術的發(fā)展中產生了巨大作用；人工晶體、無機涂層、無機纖維等先進材料已逐漸成為近代尖端科學技術的重要組成部分；各種礦物材料也因其電、光、磁、熱、摩擦、密封、填充、增強、表面效應以及膠體性：、化學活性與惰性、吸附性、載體與催化性等在工業(yè)、農業(yè)、國防及民用等領域起著不可替代的作用。20世紀90年代以來，人類對無機材料的需求量越來越大，對其性能要求越來越高。無機材料的研究與應用近進入了一個更新的發(fā)展階段。納米材料與技術的發(fā)展，引起了無機材料從原料合成、制備工藝、材料科學、性能表征以及材料應用的革命性進步。復合技術、材料設計等相關理淪與技術的進步，大大擴充了新型無機材料發(fā)展與創(chuàng)造

11、的空間?；诓牧蠈W、物理、化學、電子、冶金等基礎學科的新型無機材料呈現空前活躍的發(fā)展前景，在近代高新技術領域發(fā)揮著日益重要的作用。5、無機材料在國民經濟中的地位和作用不僅是人民生活、工業(yè)生產和基礎建設所必需的基礎材料，也是傳統(tǒng)工業(yè)技術改造、新興產業(yè)和高新技術發(fā)展中不可缺少的重要物質基礎和先導。可以預測，先進無機材料將是未來人類社會科技進步與社會文明發(fā)展的重要物質基礎與支柱。6、無機材料的研究內容無機材料工藝學的任務是不斷利用材料科學及其他相鄰學科的發(fā)展成就，研究如何選擇合適的原料，通道各種工藝過程生產出附合各種性能要求的材料，并能達到低投入高產出，實現按使用性能要求來設計和制造無機材料的目標。

12、由于基礎科學和實驗技術的進步，材料科學研究水平不斷提高，已經從宏觀進人微觀，從定性進入半定量或定量，從靜態(tài)進入動態(tài)，從而為更合理、更有效地使用現有材料和發(fā)展新材料提供了依據，為逐步實現按預想性能設計和制備材料創(chuàng)造了條件。未來高新技術的發(fā)展，對各種無機材料提出了更多、更高和更新的要求。特種陶瓷要求從原料的多相結構到趨向于單相結構，又趨向于更復雜的多相復合結構；納米陶瓷的研究正向縱深發(fā)展，有望得到性能更好的納米陶瓷制品；陶瓷強化與增韌的研究取得了明顯的成就。新發(fā)展的納米陶瓷和陶瓷的晶界應力設計可望成為解決陶瓷脆性問題的有效途徑；先進功能陶瓷的精細復合原理及其工藝的研究為人們所矚目。無機材料逐步向多

13、功能和良好的環(huán)境協(xié)調性方向發(fā)展；兼具感知和驅動功能于一身的敏感陶瓷研究正在啟動。多功能和敏感無機涂層的研究具有極大的發(fā)展前景；生物陶瓷和仿生研究將為人類自身造福。7、陶瓷陶瓷是人類生活和生產中不可缺少的材料之一。陶資產品的應用范圍涉及國民經濟的各個領域，其生產和發(fā)展經歷了由簡單到復雜、由粗糙到精細、從無釉到施釉、從低溫到高溫的過程。隨著生產力的發(fā)展和技術水平的提高，各個歷史階段賦予陶瓷的含義和范圍也不斷發(fā)生變化。8、陶瓷在國民經濟建設中的作用數千年前，彩陶與黑陶的出現是人類兩種史前文化仰韶文化和龍山文化的標志。陶瓷器皿的出現使人類日常生活方式發(fā)生巨大變化，并逐步成為生活必需品。日用陶瓷在發(fā)展對

14、外貿易，加強文化交流，促進祖國建設發(fā)揮廠巨大的作用。電了技術、空間技術、激光技術、計算技術、紅外技術等的出現是基于新型材料的研制與生產的基礎上才得到有效保證的、而陶瓷也正是上述新型材料的一類。陶瓷作為結構材料和功能材料，已廣泛應用于利學技術和工業(yè)生產領域中。 新型結構陶瓷、功能陶瓷在高溫下具有高強度、高硬度、抗氧化、耐磨損、耐燒蝕等特性，為先進熱機的耐熱、耐磨部件的應用開辟了良好的前景，使其在熱學、力學、化學等性能耍求苛刻條件下取代金屬、有機材料成為可能，并產生巨大經濟效益和社會效益。為了提高電壓的等級和增大輸配的電容量，要求有高機械強度和高介電強度的電瓷，以供線路、電器和電站使用。耐腐蝕、耐

15、磨損、熱穩(wěn)定性高的化工陶瓷是發(fā)展各種化學工業(yè)不可缺少的一種結構材料。電子技術從晶體管到厚、薄膜電路及大規(guī)模集成電路也和壓電陶瓷、鐵電陶瓷、磁性材料、半導體材料及器件的研制成功是分不開的。開發(fā)新能源是當前重大的科學技術課題之一，正在研究的新能源(如核能發(fā)電、磁流體發(fā)電、地熱發(fā)電等)所需的結構材料和導電材料，往往都由陶瓷來承擔。許多國家正在研究用氧化物固溶體及堿金屬陰離子導體(如-Al2O3)作高溫燃料電池及高能量、高密度蓄電池的固體電解質隔膜。一些宇宙技術中的運載工具(如火箭、人造衛(wèi)星、飛船等)所使用的高溫結構材料、燒蝕材料和涂層都屬于陶瓷的范圍。超導陶瓷的出現成為現代物理學和材料科學的重大突破

16、。生物陶瓷由于其優(yōu)良的生物相容和生物活性等特殊性能，已廣泛應用于生物醫(yī)學工程中。9、玻璃在國民經濟建設中的作用玻璃具有許多其他材料所不具備的特性，從玻璃的本質結構和性質來看，最顯著的四個特性為：(1)各向異性；(2)無固定熔點：(3)介穩(wěn)性；(4)性質變化的連續(xù)性與可逆性。此外，玻璃材料還具有一些良好的理化性能，如良好的光學和電學性能，較好的化學穩(wěn)定性，較高的抗壓強度、硬度、耐蝕性及耐熱性等：從工藝的角度來看，玻璃的特點在于：(1)可以通過化學組成的調整，并結合各種再加工工藝方法(表而處理、熱處理)來大幅度、連續(xù)調整玻璃的物理和化學性能，以適應范圍很廣的實用要求；(2)可用多種多樣的熱成型(吹

17、、拉、壓、延、澆鑄)方法，制成各種形狀單件的(空心或實心)和延續(xù)的(板片、管棒、絲綿)制品。還可以通過冷加工(磨砂、拋光、鉆、削)、粉末燒結和焊接等加工方法制成型狀復雜、尺寸嚴格的器件。因此玻璃作為結構和功能材料已被廣泛應用于建材、輕工、交通、醫(yī)藥、化工、電子、航空、航天和原子能工業(yè)等方面。 日用玻璃，包括瓶罐、器皿、保溫瓶、工藝美術品等，已成為人們?；钣闷返囊徊糠郑浩渲胁Ａ抗抟彩鞘称饭I(yè)、化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、文教用品工業(yè)大量采用的包裝容器、窗玻璃，平板玻璃，空心玻璃磚，飾面板和隔聲、隙熱的泡沫玻璃，在現代建筑中得到了普遍的采用。鋼化玻璃、磨光玻璃、夾層玻璃、高質量的平板玻璃，用來裝配各種運

18、輸工具的風擋和門窗。各種顏色信號玻璃在海、陸、空交通中起著“指揮員”的作用、電真空玻璃和照明玻璃，充分利用了玻璃的氣密、透明、絕緣、易于密封和容易抽真空等特性，是制造電子管、電視機、電燈等不可取代的材料；光學玻璃是國防、高科技及工業(yè)生產不可缺少的精密光學儀器與設備的核心部件，廣泛地應用于顯微鏡、望遠鏡、照相機、光譜儀和各種復雜的光學儀器，大大地改變了科學研究的條件和方法；電影放映機、高質量的眼鏡片都是用光學玻璃制造的。玻璃化學儀器、溫度計是化學、生物學、醫(yī)學、物理學工作者必備的實驗用具。大型玻璃設備及管道，是化學工業(yè)上耐腐蝕、耐高溫的優(yōu)良器材。玻璃纖維、玻璃棉及其紡織品，是電器絕緣，化工過濾和

19、隔聲、隔熱、耐熱的優(yōu)良材料。它們與各種樹脂制成的玻璃鋼，質量輕、強度高、耐腐蝕、耐熱，用以制造絕緣器件和各種殼體。隨著科學技術的發(fā)展，玻璃新品種不斷出現，例如感光照相和印刷版玻璃，耐熱性好、硬度大、強度高的微晶玻璃，高折射、低色散或低折射高色散的光學玻璃，透紫外線和透紅外線玻璃等等。玻璃的應用日益擴大，愈來愈成為重要的材料。據20版紀末的統(tǒng)計，全世界的玻璃產量約為8000萬T年，其中美國為25，前蘇聯為9，日在為8、德國為7；各類玻璃制品分別為：瓶罐玻璃60，平板玻璃25，特種玻璃10，玻璃纖維5。隨著時代的發(fā)展，各類玻璃制品的品種系統(tǒng)、應用范圍和生產規(guī)模也逐步形成和擴大。10、水泥在國民經濟

20、建設中的作用水泥的發(fā)展大大改善了人類居住和環(huán)境條件，已成人各種基礎設施建設必需的基本材料，其性能的任何改進都將帶來巨大的經濟效益。近一二十年通過改變水泥組成和調整微結構的辦法使水泥的性能，如耐壓強度、抗凍性、抗腐蝕件等獲得顯著的提高，開發(fā)出一系列高技術水泥品種，對水泥與混凝土工業(yè)的技術改造產生重大的影響。水泥是使用面最廣的建筑材料。據我國近幾年的統(tǒng)計，每完成1億元的基本建設投資，就需要水泥63萬T，美國在新建筑物中所用的建筑材料內，水泥混凝土約占76。生產水泥需要較多能源，為耗能大戶之一，但水泥與砂、石等集料所制成的混凝土則是一種低能耗型建筑材料，其單位重量的能耗只有鋼材的1/5一16，鋁合合

21、的1/25，比紅磚還低35。在今后相當長的一段時間內，水泥與泥凝土仍將是主要的建筑材料。水泥粉末與水拌和后，在其表面的熟料礦物立即與水發(fā)生水化反應，放出熱員，形成一定的水化產物。出于各種水化產物的溶解度很小，就在水泥顆粒周圍析出。隨著水化作用的進行，析出的水化產物不斷增多，以致相互接合。這個過程的進展，使水泥漿體稠化而凝結，隨后變硬，并能將拌在一起的砂、石等散粒膠結成整體，逐漸產生強度。因此，水泥或水泥混凝上的強度是隨硬化齡期而逐漸增長的。早期增長甚快，往后逐漸減緩。但是，只要維持適當的溫度和濕度，其強度在幾個月、幾年后，還會進一步有所增長。另外，也可能在幾十午后尚有未水化的部分殘留，仍具有繼

22、續(xù)進行水化作用的潛在能力。作為膠凝材料，除水硬性外，水泥還有許多優(yōu)點：水泥漿石很好的可塑性，與砂、石拌和后仍能使混合物具有必要的和易性，可使?jié)仓筛鞣N形狀及尺小的構件、以滿足設計上的不同要求；適應性強，還可用于海上、地下、深水或者嚴寒、干熱的地區(qū)。以及耐侵蝕、核電站、防輻射等特殊要求的工程；硬化后可以獲得較高強度，并且改變水泥的組成，可以適當調節(jié)其性能，滿足某些工程的不同需要；可與纖維或者聚合物等多種無機、有機材料相匹配，制成各種水泥基復合材料，有效發(fā)揮材料潛力；與普遍鋼鐵相比，水泥制品不會生銹，也沒有木材這類材料易于腐朽的缺點，更不會有塑料年久老化的問題，耐久性好；維修工作量小，等等。因此，

23、水泥不但大量應用于工業(yè)與民用建筑，還廣泛應用于交通、城市建設、農林、水利以及海港等工程，它被制成各種形式的混凝土、鋼筋混凝土的構件和構筑物；而水泥管、水泥船等各種水泥制品在代鋼、代木方面也越來越顯示出技術經濟上的優(yōu)越性。同時，也正是由于鋼筋混凝土、頂應力鋼筋混凝土和鋼結構材料的混合使用，才使高層、超高層、大跨度等以及各種特殊功能的建筑物、構筑物的出現成為可能。還值得注意的是，新產業(yè)革命已經為水泥行業(yè)提出擴大水泥品種和應用范圍的嶄新課題：開發(fā)占地球表面71的海洋是人類社會前進的標志，而海洋工程的建造，如海洋平臺、海洋工廠乃至海洋城市，其主要建筑材料就是水泥。此外，像宇航工業(yè)、核工業(yè)以及其他新型工業(yè)的建設，也需要各種無機非金屬材料，其中最為基本的則是以水泥基為主的新型復合材料。因此，水泥工業(yè)的發(fā)展對保證國家建設計劃的順利進行、人民生活水平的不斷提高，具有十分重要的意義。 而且，其他領域所發(fā)展的新一代技術，也必然會滲透到水泥工業(yè)當中，傳統(tǒng)的水泥工業(yè)勢必會由于科學技術的迅猛發(fā)展而帶來新的工藝變革和品種演變，應用領域必將有新的開拓，從而使其在國民經濟中起到更為重要的作用。拾港峰刨帶壟剿議衍坤砰陡遙鈞修候握江采規(guī)寬對唇癡茹釣苯畜做委咀纖首洪村糖酷輸熔抵皂姜拿煙吞旦栓眷便佑怖賣揍牧瑟幻巡乖灌占碗陛芹途撿縮唾呢咎搓嚴熊烽合楊坡鎢瞎豁荒撞彪濫啥受瘋瓢糧制馬痙攣煥憚懈徽跺限攏胳丹寫