通過(guò)，以上幻燈片提示，誰(shuí)能說(shuō)出什么是硅酸鹽材料？自然界中那些物質(zhì)是硅酸鹽或硅的氧化物？傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品以什么物質(zhì)為原料生產(chǎn)？原料又有什么結(jié)構(gòu)特殊性？
陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸鹽材料；沙石、黏土、石英、石棉、高齡石等許多礦物是硅酸鹽或硅的氧化物；傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品以黏土、鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石為原料。
結(jié)構(gòu)中都含有硅氧四面體
特點(diǎn)：穩(wěn)定性高、硬度高、熔點(diǎn)高、難溶于水、絕緣、耐腐蝕等
1. 陶瓷(China)
傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程：混和、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻
反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化
主要特性：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等優(yōu)點(diǎn)。
你能說(shuō)出陶釉的成分嗎？
金屬及金屬氧化物，如紅色Cu2O。
我國(guó)古代人民真?zhèn)ゴ?，向他們學(xué)習(xí)！
1. 原??? 料：純堿、石灰石和石英
2. 主要設(shè)備：玻璃熔爐
3. 生產(chǎn)過(guò)程：原料粉碎，玻璃熔爐中強(qiáng)熱，成型冷卻
4. 反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)
5. 主要成分：Na2SiO3 ? CaSiO3 ? SiO2 　　　　　　　　
6. 主要性能：玻璃態(tài)物質(zhì)，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。
（Na2O?CaO?6SiO2）
主要原料：黏土和石灰石
生產(chǎn)過(guò)程：生料研磨，高溫煅燒得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸鹽水泥
輔助原料：石膏—作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度
主要成分：硅酸三鈣(3CaO?SiO2)、 ?硅酸二鈣(2CaO?SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)等
主要用途：建筑、修路。?如：水泥砂漿、混凝土、鋼筋混凝土 。
你聽(tīng)說(shuō)過(guò)豆腐渣工程嗎，產(chǎn)生現(xiàn)象的原因很多，但都與水泥標(biāo)號(hào)有關(guān)，查閱資料了解水泥標(biāo)號(hào)有關(guān)問(wèn)題。
具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能（性質(zhì)）的新材料。
能承受高溫、強(qiáng)度大：氮化硅陶瓷（耐1200OC) 具有光學(xué)特性：光導(dǎo)纖維具有電學(xué)特性：K3C60超導(dǎo)體 具有生物功能：如Ca3(PO4)2系陶瓷
醫(yī)學(xué)、日常生活、交通、通訊、機(jī)械、建筑航空、航天等
二、新型無(wú)機(jī)非金屬材料
碳化硅SiC,俗稱金剛砂。熔點(diǎn)高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工業(yè)磨料。如其中摻入某些雜質(zhì),會(huì)使之出現(xiàn)半導(dǎo)體,作為高溫半導(dǎo)體,用于電熱元件。作為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,日益受到人們的重視。它最適宜的應(yīng)用領(lǐng)域是高溫、耐磨和耐蝕的環(huán)境,現(xiàn)已用作火箭噴嘴,熱電偶保護(hù)管,熱交換器和耐磨、耐蝕的零件。
碳化硅制成的渦輪葉片
氮化硅陶瓷（Si3N4 ）是灰白色固體，硬度為9，是最硬的材料之一。它的導(dǎo)熱性好且膨脹系數(shù)小，可經(jīng)受低溫高溫、驟冷驟熱反復(fù)上千次的變化而不破壞，因此是十分理想的高溫結(jié)構(gòu)材料。
科技人員發(fā)現(xiàn)，如果用耐高溫的陶瓷，如氮化硅陶瓷等代替合金鋼制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作溫度可達(dá)1300℃～1500℃。 美國(guó)軍方曾做過(guò)一次有趣的實(shí)驗(yàn)：在演習(xí)場(chǎng)200米跑道的起跑線上，停放著兩輛坦克，一輛裝有500馬力的鋼質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)，而另一輛裝有同樣馬力的陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)。陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)果然身手不凡，那輛坦克僅用了19秒鐘就首先到達(dá)終點(diǎn)，而鋼質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)坦克在充分預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)后，用了26秒才跑完全程。其奧秘就在于陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高，不僅可節(jié)省30％的熱能，而且工作功率比鋼質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)提高45％以上。另外，陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需水冷系統(tǒng)，其密度也只有鋼的一半左右，這對(duì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)自身重量也有重要意義。
1、新興陶瓷材料具有那些優(yōu)良的性能？2、碳化硅結(jié)構(gòu)同硅相似，分析其可能的性質(zhì)。3、寫出制取碳化硅、氮化硅的化學(xué)反應(yīng)方程式。
SiO2+3C=SiC+2CO↑3Si+2N2=Si3N43SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl
單晶硅在日常生活中是電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的基本材料。電視、電腦、冰箱、電話、手表、汽車，處處都離不開(kāi)單晶硅材料，單晶硅作為科技應(yīng)用普及材料之一，已經(jīng)滲透到人們生活中的各個(gè)角落。 單晶硅在火星上是火星探測(cè)器中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的制成材料?；鹦翘綔y(cè)器在火星上的能量全部來(lái)自太陽(yáng)光，探測(cè)器白天休息--利用太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)起來(lái)，晚上則進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng)。也就是說(shuō)，只要有了單晶硅，在太陽(yáng)光照到的地方，就有了能量來(lái)源。 單晶硅在太空中是航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星必不可少的原材料。人類在征服宇宙的征途上，所取得的每一步進(jìn)步，都有著單晶硅的身影。航天器材大部分的零部件都要以單晶硅為基礎(chǔ)。離開(kāi)單晶硅，衛(wèi)星會(huì)沒(méi)有能源，沒(méi)有單晶硅，航天飛機(jī)和宇航員不會(huì)和地球取得聯(lián)系，單晶硅作為人類科技進(jìn)步的基石，為人類征服太空作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。 單晶硅在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在光伏技術(shù)和微小型半導(dǎo)體逆變器技術(shù)飛速發(fā)展的今天，利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池可以直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光能，實(shí)現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開(kāi)始。
由硅石?粗硅?高純多晶硅（純度在9個(gè)“9”以上(99.9999999％以上)?單晶硅（1） 粗硅的制備：又稱工業(yè)硅，純度在95％?99％的硅（反應(yīng)要點(diǎn)　高溫1600℃?1800℃）
（2）SiHCl3的制備　多用粗硅與干燥氯化氫在200℃以上反應(yīng)：Si十3HCl==SiHCl3+H2
（3）精餾提純后的SiHCl3用高純氫氣還原得到多晶硅 SiHCl3十H2==Si十3HCl
2、現(xiàn)代信息技術(shù)材料----單晶硅
　SiO2(s)十2C(s)＝Si(s)十2CO(g)
閱讀：科學(xué)視野—太陽(yáng)能電池
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C60及其應(yīng)用前景??? C60的發(fā)現(xiàn)????? 1985年，美國(guó)科學(xué)家克羅托（)等用質(zhì)譜儀,嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件,得到以C60為主的質(zhì)譜圖。由于受建筑學(xué)家布克米尼斯持?富勒（BuckminsterFuller）設(shè)計(jì)的球形薄殼建筑結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，克羅托（krt)等提出 C60是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的球形32面體，即由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形構(gòu)成。其中五邊形彼此不相連，只與六邊形相連。隨后將 C60分子命名為布克米尼斯持?富勒烯（BuckminsterFuller）。由于C60分子的結(jié)構(gòu)酷似足球，所以又稱為足球烯（Ftballene）除C60外，具有封閉籠狀結(jié)構(gòu)的還可能有 C28、C32、C50、C70、C84、……C240、C540等，統(tǒng)稱為Fullerenes，中文譯名為富勒烯。
??? C60的超導(dǎo)性　? 1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出摻鉀C60具有超導(dǎo)性，超導(dǎo)起始溫度為18K，打破了有機(jī)超導(dǎo)體（Et）2Cu[N（CN）2]Cl超導(dǎo)起始溫度為12.8K的紀(jì)錄。不久又制備出Rb3C60的超導(dǎo)體，超導(dǎo)起始溫度為29K。表1-1列出了已合成的各種摻雜C60的超導(dǎo)體和超導(dǎo)起始溫度，說(shuō)明摻雜C60的超導(dǎo)體已進(jìn)入高溫超導(dǎo)體的行列。我國(guó)在這方面的研究也很有成就，北京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院物理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60的超導(dǎo)體，超導(dǎo)起始溫度分別為8K和28K。有科學(xué)工作者預(yù)言，如果摻雜C240和摻雜C540，有可能合成出具有更高超導(dǎo)起始溫度的超導(dǎo)體。
人們對(duì)C60的研究還在繼續(xù)，希望同學(xué)們加油，將來(lái)的某一天你也會(huì)在這方面獲得巨大成功。

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課題1 無(wú)機(jī)非金屬材料

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí)： 選修2 化學(xué)與技術(shù)

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