第二节 硅酸盐工业简介、新型无机非金属材料

 一、硅酸盐工业简介

1.水泥

    普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·Si0₂)、硅酸二钙(2CaO·Si0₂)和铝酸三钙(3CaO·A1₂0₃)等。

2.玻璃

    玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。

3.比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品

硅酸盐产品

水泥

玻璃

主要设备

水泥回转窑

玻璃窑

原料

石灰石和粘土

纯碱、石灰石、石英(过量)

反应原理

复杂的物理-化学变化

Na₂CO₃+SiO₂ ?Na₂SiO₃+CO₂ ↑

CaCO₃+SiO₂ ?CaSiO₃+CO₂↑

主要成份

3CaO·SiO₂、2 CaO·SiO₂、3CaO·Al₂O₃

Na₂SiO₃、CaSiO₃、SiO₂

反应条件

高温

高温

  4.陶瓷

(1)制造陶瓷的主要原料：粘土。

  (2)制造陶瓷的一般过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器

  (3)陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石：A1₂(Si₂0₅)(OH)₄可表示为：A1₂0₃·2Si0₂·2H₂0

二、新型无机非金属材料

    1.无机非金属材料的分类

    (1)传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

    (2)新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。

    2.新型无机非金属材料的特性

（1）耐高温、强度高

（2）具有电学特性

（3）具有光学特性

（4）具有生物功能

    3.高温结构陶瓷

    (1)高温结构陶瓷的优点：能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。

    (2)高温结构陶瓷的种类：

    ①氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。

    ②氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。

    ③碳化硼陶瓷：具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。

    4.光导纤维(光纤)

    (1)光导纤维的特点：传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发生电辐射等。