文档介绍：无机非金属材料
Chapter7 Non-metallic anic Materials
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Chapter 7 Non-metallic anic Materials
本章内容
无机非金属材料的分类和特点
水泥与玻璃
陶瓷
半导体材料
超导材料
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Chapter7 Non-metallic anic Materials
学习目的
结合前面所学内容,理解无机非金属材料结构与性能特点;
了解常用无机非金属材料的合成和工艺。
了解各种新型无机非金属材料的特殊性能、作用原理、结构及用途。
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Chapter7 Non-metallic anic Materials
学习参考书目
杨兴钰. 材料化学导论. 武汉:湖北科学技术出版社,2003
戴金辉,葛兆明主编,无机非金属材料概论,哈尔滨工业大学出版社,1999
H. . Taylor, Cement Chemistry, Academic Press, 1990
M. W. Barsoum, Fundamentals of Ceramics, IOP, 2003
J. G. , Advanced Ceramic Processing and Technology, Vol. 1, Noyes, 1990
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Chapter7 Non-metallic anic Materials
无机非金属材料的分类及特点
无机非金属材料——以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物(包括硫化物、硒化物及碲化物)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。
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传统(普通)无机非金属材料
新型(特种)无机非金属材料
Chapter7 Non-metallic anic Materials
传统(普通)无机非金属材料
品种
品种示例
水泥等胶凝材料
硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等
陶瓷
粘土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等
耐火材料
硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等
玻璃
硅酸盐
搪瓷
钢片、铸铁、铝和铜胎等
铸石
辉绿岩、玄武岩、铸石等
研磨材料
氧化锆、氧化铝、碳化硅等
多孔材料
硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等
碳素材料
石墨、焦炭和各种碳素制品等
非金属矿
粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石等
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Chapter7 Non-metallic anic Materials
新型(特种)无机非金属材料
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品种
品种示例
绝缘材料
氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃等
铁电和压电材料
钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等
磁性材料
锰—锌、镍—锌、锰—镁、锂—锰等铁氧体、磁记录和磁泡材料等
导体陶瓷
钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等
半导体陶瓷
钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过滤金属元素氧化物系材料等
光学材料
钇铝石榴石激光材料,氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等
高温结构陶瓷
高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物
超硬材料
碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等
人工晶体
铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等
生物陶瓷
长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等
无机复合材料
陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料
Chapter7 Non-metallic anic Materials
结构特征
离子键:无方向性、无饱和性
紧密堆积;键强较高
密度大,高强度、高硬度、高脆性、耐热
共价键:具有方向性与饱和性
键强度较高,具有稳定化学结构
密度较小,熔点高,硬度大,脆性大,热膨胀系数小,绝缘性好。
离子键与共价键混合
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Chapter7 Non-metallic anic Materials
部分陶瓷化合物化学键混合特征
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陶瓷化合物
结合原子
电负性差
离子键比例
(%)
共价键比例
(%)
MgO
Mg-O
68
32
Al2O3
Al-O
57
43
SiO2
Si-O
45
55
Si3N4
Si-N
28
72
SiC
Si-C
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Chapter7 Non-metallic anic Materials
水泥与玻璃
硅酸盐水泥
铝酸盐类水泥
硫铝酸盐水泥
氟铝酸盐水泥
铁铝酸盐水泥
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水泥(cement)
按矿物组成
分类
——一种水硬性胶凝材料,通过水化过程发生凝结和硬化,硬化后甚至在水中也可