1.硅酸盐
(1)硅酸盐在自然界中的存在
硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿石,约占地壳的5%,粘土的主要成分也是硅酸盐。粘土的种类很多,常见的有高岭土和一般粘土,前者含杂质较少,后者含杂质较多。
(2)硅酸盐组成的表示方法
硅酸盐的种类很多,结构复杂,无论是天然的还是人工制成的硅酸盐,其组成的表示方法有两种。
① 化学式法: 一般用于组成较简单的硅酸盐。如:
硅酸钠 Na2SiO3; 硅酸钙Ca2SiO3
② 氧化物法:常用的表示方法。 如:
镁橄榄石(Mg2SiO4) 2MgO·SiO2
高岭石〔Al2(Si2O5)(OH)4〕 Al2O3·2SiO2·2H2O
正长石(2KAlSi3O8 ) K2O·Al2O3·6SiO2
说明:用氧化物的形式表示硅酸盐的组成时,各氧化物的排列顺序为:
较活泼金属氧化物→ 较不活泼金属氧化物→ 二氧化硅→ 水
(3)硅酸钠
硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,它是一种矿物胶,具有粘合性。
2.无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料
① 玻璃
原料:生产普通玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3),石灰石(CaCO3)和石英(SiO2 )。
主要设备:玻璃熔炉
反应原理:将粉碎混匀的原料加强热使之熔化,发生复杂的物理化学变化,冷却即成玻璃。其中主要化学反应是:
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 ↑
Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2 ↑
主要成分: 制造玻璃的原料中,石英是过量的,所以,普通玻璃是CaSiO3,Na2SiO3和SiO2 熔化在一起得到的物质,其物质的量之比为1:1:4,因此玻璃可表示为:Na2O·CaO·6SiO2。
主要性质:硬而脆,受热时在一定温度范围内逐渐软化,没有一定的熔点,故作玻璃态物质,耐酸腐蚀(HF除外)。
②水泥
a. 普通水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2),硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。
b. 水泥的特点是水泥具有水硬性,与水搀和搅拌并静置后,很容易凝固变硬。
c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物,混凝土常用钢筋作结构,这就是通常所说的钢筋混凝土。
(2)新型无机非金属材料
类别
示例
特性
用途
高温结
构陶瓷
氮化硅陶瓷
硬度极高,耐磨损,耐高温,抗腐蚀,抗氧化能力强,电绝缘性好
汽轮机叶片、轴承、发动机部件、永久性模具
碳化硅陶瓷
硬度仅次于金刚石,耐高温,且在室温下能导电
电热元件
生物
陶瓷
氧化铝陶瓷
氧化锆陶瓷
强度高,耐磨,无毒,不溶于水,对人体组织有较好的适应性,可直接植于人体人造牙齿、人造骨骼
压电
陶瓷
钛酸钡陶瓷
钛酸铅陶瓷
可将极其微弱的机械振动转换成信号
声呐系统、气象检测、遥控环境保护、家用电器、压电地震仪
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