• 無(wú)機非金屬材料的化學(xué)成分及原理

    無(wú)機材料大多數是金屬和非金屬的含氧酸鹽及氧化物的水化物前者為硅酸鹽、硅鋁酸鹽等等;后者多為鋁礬土等。其主要化學(xué)元素有鈣、鋁、鎂、硅、鉀等元素的氧化物。

    無(wú)機材料大多數是金屬和非金屬的含氧酸鹽及氧化物的水化物前者為硅酸鹽、硅鋁酸鹽等等;后者多為鋁礬土等。其主要化學(xué)元素有鈣、鋁、鎂、硅、鉀等元素的氧化物。 

    鈣:在自然界中各種形態(tài)的化合物存在,鈣在地殼中的含量占3.3%之多,在自然界匯總主要以碳酸鹽和硫酸鹽的形式存在,如石灰石、石膏等。

    煅燒CaCO3可以得到生石灰即氧化鈣,遇水又生成熟石灰,放出大量的熱且體積膨脹。碳酸鈣不溶于水但是在水中游CO2時(shí),碳酸鈣可以溶解成酸式碳酸鈣,其反應時(shí):

    CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2

    鋁:在自然界匯總的分布位居第四位,在地殼中含量占8%主要以鋁硅酸鹽的形態(tài)存在,如各種黏土、云母、高嶺土等等。其鋁鹽和氨或堿溶液作用時(shí),生成凝膠狀水合氫氧化鋁。通常以這種形式表征:

    Al3++3OH-→Al(OH)3↓

    氫氧化鋁沉淀是一種兩性氫氧化物,即能溶于酸又能溶于堿。

    鎂:在自然界中絕大數以碳酸鎂和氧化鎂的形態(tài)存在,如菱鎂礦。煅燒菱鎂礦所得氧化鎂的熔點(diǎn)極高,可達3000攝氏度,用以制造耐火材料等制品:

    MgCO3→MgO+CO2↑

    煅燒后氧化鎂對水是非常惰性的,與堿作用可生成氫氧化鎂。在工業(yè)上可以利用氧化鎂的不容性,來(lái)去除溶液中的鎂離子。

    硅:是組成礦物和巖石的主要成分元素。其在低溫條件下不活潑,但卻能和強氧化劑和強堿反應,其反應為:

    Si+2OH-+H2O→SiO22-+2H2↑

    硅在高溫下與鹵素反應生成具有揮發(fā)性的四鹵化物和二氧化硅。二氧化硅在自然界中廣泛分布在石英礦中,石英石天然二氧化硅晶體。

    無(wú)機非金屬材料被廣泛應用到各個(gè)領(lǐng)域,如陶瓷、玻璃、耐火材料等等,可見(jiàn)了解和掌握非金屬材料的相關(guān)知識和性能對研究非金屬材料是十分必要的。

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