无机物理材料性能(第3节 无机非金属材料)
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无机物理材料性能(第3节 无机非金属材料)
【知识点1】硅酸盐材料
在硅酸盐中， Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图5-18
所示。每个Si结合 个O，Si在中心， O在四面体的四个顶
角。许多这样的四面体还可通过顶角的O相互连接。每个O
为两个四面体所共有，与 个Si相结合。硅氧四面体结构的
特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度 、熔点 ，难溶
于 、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
1、陶瓷
陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。
2、玻璃
普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO 3和、SiO2，它是以 、 和 (主要成分为SiO2)为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得。试写出相应的化学方程式：
① ；
② 。
3、水泥
普通硅酸盐水泥的生产以黏土和石灰石为主要原料，再加入少量 (用于调节水泥的硬化化速度)。
【知识点2】新型无机非金属材料
1、硅和二氧化硅
【资料卡片】高纯硅的制备
工业制备高纯硅的原理示意图如下，请依图写出相应的化学方程式
(1) ，氧化剂是 ，还原剂是 。
(2) ，氧化剂是 ，还原剂是 。
(3) ，氧化剂是 ，还原剂是 。
利用高纯硅的 性能可以制成 和 电池。二氧化硅可用来生产 。
二氧化硅(SiO2)为立体网状结构晶体，表现在物理性质上为它的熔点 、硬度 、不
溶于 。表现在化学性质上为化学性质很不活泼。
⑴与酸(只与氢氟酸)反应：
【思考】①可用 刻蚀玻璃。如在玻璃容器上刻刻度线。
②盛装氢氟酸的试剂瓶不可用 瓶。
⑵与碱性氧化物反应: SiO2是一种 氧化物，能与碱性氧化物反应生成相应的盐。
与氧化钙反应：
⑶与强碱反应(如氢氧化钠)：
盛装NaOH溶液的试剂瓶用 塞而不用
塞。
(4)与碳酸盐反应:
①高温下与Na2CO3反应:
②高温下与CaCO3反应:
这是工业上制玻璃的的两个重要反应.
2、新型陶瓷
新型陶瓷在光学、热学、电学、磁学等方面有很多新的特性和功能。例如，碳化硅(俗称 )，具有类似金刚石的结构，硬度很大，使用温度可能达到16000C。
3、碳纳米材料
碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
富勒烯(代表物：C60)是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。
碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的的直径。其比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能。
石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。
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