无机非金属资料功用 一、序言（2 学时） 1、无机非金属资料的特色 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包含传统的氧化物、硅酸盐、 碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系 化合物、硅、锗及碳资料等。 (2)形状与形状上包含多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合资料等。 (3)晶体结构杂乱。单个晶格或许包含多种元素的原子，晶格缺点品种多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或许离了—共价混合键，具有高的键能、 大的极性。 (5)制备上一般要求高纯度、高细度质料，并在化学组成、添加物的数量和散布、 晶体结构和资料微观结构上能准确操控。 (6)功用多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，广大的 导电功用、导热性、透光件以及杰出的铁电性、铁磁性和压电性等候殊功用；但 大多数无机资料拉伸强度低，耐性差，脆性大。 (7)运用极端广泛。简直在所有的范畴都有无机资料的运用，特别新式无机资料 更是现代技能的开展根底、 在电子信息技能、 激光技能、 光纤技能、 光电子技能、 传感技能、超导技能以及空间技能的开展中占有十分重要的位置。 2、传统无机非金属资料与新式无机非金属资料 传统无机资料一般是指以天然的硅酸盐矿藏(粘土、石英、长石等)为首要原 料，经高温窑烧制而成的一大类资料。故又称窑业资料，首要有陶瓷、玻璃、水 泥和耐火资料四种，其化学组成均为硅酸盐，因而也称为硅酸盐资料。新式无机 资料则是指运用于高科技范畴的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、 硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异功用的无机 新资料，包含特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新式耐火资料、人工晶体、增导 体资料等。 3、无机非金属资料的分类 无机资料品种繁复、功用各异。从传统硅酸盐资料到新式无机资料，很多门 类的无机资料现已渗透到人类日子、出产的各个范畴，需从多个视点对无机资料 进行分类。无机资料按成分特色、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可 分为单晶、多晶、玻璃、无定形资料、复合资料等；按形状，可分为体相资料、 薄膜资料、纤维、粉体等；按功用特征和运用效能，又可分为结构资料和功用材 料两大类；按组成制备工艺，还可分为烧结成材、湿法组成资料、涂镀资料、水 硬资料等。 4、无机资料的运用和开展 无机资料的制作和运用合着悠长的前史。 早在远古旧石器时代人们就运用经 过简略加工的石器作为东西。 到新石器时期现已出现粗陶器；我国商代开端出现 原始瓷和上釉的彩陶；东汉时期的青瓷，通过唐、宋、元、明、清不断开展，已 到达适当高的技能和艺术水平。 青铜器时代的金属锻炼中现已开端运用粘土质和 硅质资料作为耐火资料。从青铜器时代、铁器时代到近代钢铁工业的鼓起，耐火 资料都起着要害的效果。 距今五六千年前的古埃及文物中就发现有绿色玻璃殊饰 品，我国的白色玻璃珠亦有近 3000 年的前史；17 世纪以来，因为用工业纯碱代 替天然草木灰与硅石、石灰石等矿藏质料出产钠钙硅酸盐玻璃，各种日用玻璃和 技能玻璃敏捷进人普通家庭、 修建物和工业业范畴：在距今五六千年的古代修建 中已开端很多运用石灰和石膏等气硬性胶凝资料， 到公元初期水便性的石灰和火 山灰胶凝资料也开端被运用到修建工业中， 可是用人工办法组成硅酸盐水泥制品 还只有 100 多年的前史；19 世纪初，英国人阿斯普丁发明用硅酸盐矿藏和石灰 质料经高温煅烧制成波特兰水泥(又称硅酸盐水泥)， 然后开端了高强度水硬性胶 凝资料的新纪元。 20 世纪 40 时代今后(第二次世界大战后期)。无机资料的开展进人了一个新 的阶段；在质料纯化、工艺前进、资料理论的开展、显微剖析技能的前进、功用 研讨的深化、 无损评价技能的成果以及相邻学科的推进等要素的效果下，传统无 机资料的成分、 结构、 功用和运用得到了空前的延伸。 人们开展了包含结构陶瓷、 功用陶瓷、复合资料、半导体资料、新式玻璃、非晶态资料、人工晶体、炭资料 料、 无机涂层及高功用水泥和混凝土等一系列高功用先进无机资料，特别是具有 电、磁、声、光、热、力等信息的存储、转化功用的新式无机功用资料，正在日 益广泛地被运用在现代高技能范畴，如微电子、航天、动力、计算机、激光、通 信、光电了、传感、红外、生物医学和环境保护等范畴，成为现代高新技能、新 兴工业和传统工业的首要物质根底。如半导体资料的出现，对电子工业的开展具 有巨大的推进效果，计算机小型化和功用的前进，与硅、锗等半导体资料亲近相 关；涂覆 SiC 热解碳—碳结合等复合资料在空间技能的开展中产生了巨大效果； 人工晶体、 无机涂层、无机纤维等先进资料已逐步成为近代顶级科学技能的重要 组成部分；各种矿藏资料也因其电、光、磁、热、冲突、密封、填充、增强、表 面效应以及胶体性： 、化学活性与慵懒、吸附性、载体与催化性等在工业、农业、 国防及民用等范畴起着不行代替的效果。 20 世纪 90 时代以来，人类对无机资料的需求量越来越大，对其功用要求越 来越高。 无机资料的研讨与运用近进入了一个更新的开展阶段。 纳米资料与技能 的开展，引起了无机资料从质料组成、制备工艺、资料科学、功用表征以及资料 运用的革命性前进。复合技能、资料规划等相关理沦与技能的前进，大大扩大了 新式无机资料开展与发明的空间。根据资料学、物理、化学、电子、冶金等根底 学科的新式无机资料出现空前活泼的开展前景， 在近代高新技能范畴发挥着日益 重要的效果。 5、无机资料在国民经济中的位置和效果 不仅是人民日子、 工业出产和根底建设所必需的根底资料，也是传统工业技 术改造、 新兴工业和高新技能开展中不行短少的重要物质根底和先导。 能够猜测， 先进无机资料将是未来人类社会科技前进与社会文明开展的重要物质根底与支 柱。 6、无机资料的研讨内容 无机资料工艺学的使命是不断使用资料科学及其他相邻学科的开展成果， 研 究怎么挑选适宜的质料， 通道各种工艺进程出产出附合各种功用要求的资料，并 能到达低投