1.硅酸鹽
(1)硅酸鹽在自然界中的存在
硅酸鹽是構(gòu)成地殼中巖石的主要成分,自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦石,約占地殼的5%,粘土的主要成分也是硅酸鹽。粘土的種類很多,常見的有高嶺土和一般粘土,前者含雜質(zhì)較少,后者含雜質(zhì)較多。
(2)硅酸鹽組成的表示方法
硅酸鹽的種類很多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,無論是天然的還是人工制成的硅酸鹽,其組成的表示方法有兩種。
① 化學(xué)式法: 一般用于組成較簡單的硅酸鹽。如:
硅酸鈉 Na2SiO3; 硅酸鈣Ca2SiO3
② 氧化物法:常用的表示方法。 如:
鎂橄欖石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2
高嶺石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕 Al2O3·2SiO2·2H2O
正長石(2KAlSi3O8 ) K2O·Al2O3·6SiO2
說明:用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時,各氧化物的排列順序為:
較活潑金屬氧化物→ 較不活潑金屬氧化物→ 二氧化硅→ 水
(3)硅酸鈉
硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,它是一種礦物膠,具有粘合性。
2.無機(jī)非金屬材料
(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料
① 玻璃
原料:生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿(Na2CO3),石灰石(CaCO3)和石英(SiO2 )。
主要設(shè)備:玻璃熔爐
反應(yīng)原理:將粉碎混勻的原料加強(qiáng)熱使之熔化,發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化,冷卻即成玻璃。其中主要化學(xué)反應(yīng)是:
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑
Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2 ↑
主要成分: 制造玻璃的原料中,石英是過量的,所以,普通玻璃是CaSiO3,Na2SiO3和SiO2 熔化在一起得到的物質(zhì),其物質(zhì)的量之比為1:1:4,因此玻璃可表示為:Na2O·CaO·6SiO2。
主要性質(zhì):硬而脆,受熱時在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化,沒有一定的熔點,故作玻璃態(tài)物質(zhì),耐酸腐蝕(HF除外)。
②水泥
a. 普通水泥的主要成分為硅酸三鈣(3CaO·SiO2),硅酸二鈣(2CaO·SiO2)和鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)等。
b. 水泥的特點是水泥具有水硬性,與水?dāng)v和攪拌并靜置后,很容易凝固變硬。
c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物,混凝土常用鋼筋作結(jié)構(gòu),這就是通常所說的鋼筋混凝土。
(2)新型無機(jī)非金屬材料
類別
示例
特性
用途
高溫結(jié)
構(gòu)陶瓷
氮化硅陶瓷
硬度極高,耐磨損,耐高溫,抗腐蝕,抗氧化能力強(qiáng),電絕緣性好
汽輪機(jī)葉片、軸承、發(fā)動機(jī)部件、永久性模具
碳化硅陶瓷
硬度僅次于金剛石,耐高溫,且在室溫下能導(dǎo)電
電熱元件
生物
陶瓷
氧化鋁陶瓷
氧化鋯陶瓷
強(qiáng)度高,耐磨,無毒,不溶于水,對人體組織有較好的適應(yīng)性,可直接植于人體
人造牙齒、人造骨骼
壓電
陶瓷
鈦酸鋇陶瓷
鈦酸鉛陶瓷
可將極其微弱的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成信號
聲吶系統(tǒng)、氣象檢測、遙控環(huán)境保護(hù)、家用電器、壓電地震儀
(1)硅酸鹽在自然界中的存在
硅酸鹽是構(gòu)成地殼中巖石的主要成分,自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦石,約占地殼的5%,粘土的主要成分也是硅酸鹽。粘土的種類很多,常見的有高嶺土和一般粘土,前者含雜質(zhì)較少,后者含雜質(zhì)較多。
(2)硅酸鹽組成的表示方法
硅酸鹽的種類很多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,無論是天然的還是人工制成的硅酸鹽,其組成的表示方法有兩種。
① 化學(xué)式法: 一般用于組成較簡單的硅酸鹽。如:
硅酸鈉 Na2SiO3; 硅酸鈣Ca2SiO3
② 氧化物法:常用的表示方法。 如:
鎂橄欖石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2
高嶺石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕 Al2O3·2SiO2·2H2O
正長石(2KAlSi3O8 ) K2O·Al2O3·6SiO2
說明:用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時,各氧化物的排列順序為:
較活潑金屬氧化物→ 較不活潑金屬氧化物→ 二氧化硅→ 水
(3)硅酸鈉
硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,它是一種礦物膠,具有粘合性。
2.無機(jī)非金屬材料
(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料
① 玻璃
原料:生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿(Na2CO3),石灰石(CaCO3)和石英(SiO2 )。
主要設(shè)備:玻璃熔爐
反應(yīng)原理:將粉碎混勻的原料加強(qiáng)熱使之熔化,發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化,冷卻即成玻璃。其中主要化學(xué)反應(yīng)是:
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑
Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2 ↑
主要成分: 制造玻璃的原料中,石英是過量的,所以,普通玻璃是CaSiO3,Na2SiO3和SiO2 熔化在一起得到的物質(zhì),其物質(zhì)的量之比為1:1:4,因此玻璃可表示為:Na2O·CaO·6SiO2。
主要性質(zhì):硬而脆,受熱時在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化,沒有一定的熔點,故作玻璃態(tài)物質(zhì),耐酸腐蝕(HF除外)。
②水泥
a. 普通水泥的主要成分為硅酸三鈣(3CaO·SiO2),硅酸二鈣(2CaO·SiO2)和鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)等。
b. 水泥的特點是水泥具有水硬性,與水?dāng)v和攪拌并靜置后,很容易凝固變硬。
c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物,混凝土常用鋼筋作結(jié)構(gòu),這就是通常所說的鋼筋混凝土。
(2)新型無機(jī)非金屬材料
類別
示例
特性
用途
高溫結(jié)
構(gòu)陶瓷
氮化硅陶瓷
硬度極高,耐磨損,耐高溫,抗腐蝕,抗氧化能力強(qiáng),電絕緣性好
汽輪機(jī)葉片、軸承、發(fā)動機(jī)部件、永久性模具
碳化硅陶瓷
硬度僅次于金剛石,耐高溫,且在室溫下能導(dǎo)電
電熱元件
生物
陶瓷
氧化鋁陶瓷
氧化鋯陶瓷
強(qiáng)度高,耐磨,無毒,不溶于水,對人體組織有較好的適應(yīng)性,可直接植于人體
人造牙齒、人造骨骼
壓電
陶瓷
鈦酸鋇陶瓷
鈦酸鉛陶瓷
可將極其微弱的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成信號
聲吶系統(tǒng)、氣象檢測、遙控環(huán)境保護(hù)、家用電器、壓電地震儀