第二節 硅酸鹽工業簡介、新型無機非金屬材料

第二節 硅酸鹽工業簡介、新型無機非金屬材料

 一、硅酸鹽工業簡介

1.水泥

    普通水泥的主要成分是硅酸三鈣(3CaO·Si0₂)、硅酸二鈣(2CaO·Si0₂)和鋁酸三鈣(3CaO·A1₂0₃)等。

2.玻璃

    玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光學玻璃等等。玻璃沒有固定的熔、沸點。

3.比較水泥和玻璃的生產方法(見下表)硅酸鹽產品

硅酸鹽產品

水泥

玻璃

主要設備

水泥回轉窯

玻璃窯

原料

石灰石和粘土

純堿、石灰石、石英(過量)

反應原理

復雜的物理-化學變化

Na₂CO₃+SiO₂ ?Na₂SiO₃+CO₂ ↑

CaCO₃+SiO₂ ?CaSiO₃+CO₂↑

主要成份

3CaO·SiO₂、2 CaO·SiO₂、3CaO·Al₂O₃

Na₂SiO₃、CaSiO₃、SiO₂

反應條件

高溫

高溫

  4.陶瓷

(1)制造陶瓷的主要原料：粘土。

  (2)制造陶瓷的一般過程：混合、成型、干燥、燒結、冷卻、陶器

  (3)陶瓷的種類(根據原料、燒制溫度劃分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸鹽的組成可以用氧化物形式來表示例高嶺石：A1₂(Si₂0₅)(OH)₄可表示為：A1₂0₃·2Si0₂·2H₂0

二、新型無機非金屬材料

    1.無機非金屬材料的分類

    (1)傳統無機非金屬材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。

    (2)新型無機非金屬材料：半導體材料、超硬耐高溫材料、發光材料等。

    2.新型無機非金屬材料的特性

（1）耐高溫、強度高

（2）具有電學特性

（3）具有光學特性

（4）具有生物功能

    3.高溫結構陶瓷

    (1)高溫結構陶瓷的優點：能經受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。

    (2)高溫結構陶瓷的種類：

    ①氧化鋁陶瓷：又稱人造剛玉，具有熔點很高、硬度高的優點。可用于作坩堝、高溫爐管、球磨機、高壓鈉燈的燈管等。

    ②氮化硅陶瓷：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化能力等優點。可用于制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環、永久性模具、發動機部件等。

    ③碳化硼陶瓷：具有熔點高、硬度大的優點。廣泛應用于工農業生產、原子能工業、宇航工業等。

    4.光導纖維(光纖)

    (1)光導纖維的特點：傳導光的能力非常強，抗干擾性能好，不發生電輻射等。

    (2)光導纖維的應用：通訊、醫療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等。

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