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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
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硅酸盐产品 |
水泥 |
玻璃 |
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主要设备 |
水泥回转窑 |
玻璃窑 |
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原料 |
石灰石和粘土 |
纯碱、石灰石、石英(过量) |
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反应原理 |
复杂的物理-化学变化 |
Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2 ↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ |
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主要成份 |
3CaO·SiO2、2 CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 |
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 |
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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。
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