【文章內(nèi)容簡介】 前者能吸收光，后者使光產(chǎn)生散射，所以就不透明了。因此如果選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔就可能獲得透明陶瓷。早期就是采用這樣的辦法得到透明的氧化鋁陶瓷，后來陸續(xù)研究出如燒結(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔二氧化鋯等多種氧化物系列透明陶瓷。近期又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF2）、氟化鈣（CaF2）等。這些透明陶瓷不僅有優(yōu)異的光學(xué)性能，而且耐高溫，一般它們的熔點(diǎn)都在2 000 ℃以上。如氧化釷氧化釔透明陶瓷的熔點(diǎn)高達(dá)3 100 ℃，比普通硼酸鹽玻璃高1 500 ℃。透明陶瓷的重要用途是制造高壓鈉燈，它的發(fā)光效率比高壓汞燈提高一倍，使用壽命達(dá)2萬小時，是使用壽命最長的高效電光源。高壓鈉燈的工作溫度高達(dá)1 200 ℃，壓力大、腐蝕性強(qiáng)，選用氧化鋁透明陶瓷為材料成功地制造出高壓鈉燈。透明陶瓷的透明度、強(qiáng)度、硬度都高于普通玻璃，它們耐磨損、耐劃傷，用透明陶瓷可以制造防彈汽車的窗、坦克的觀察窗、轟炸機(jī)的轟炸瞄準(zhǔn)器和高級防護(hù)眼鏡等。光導(dǎo)纖維從高純度的二氧化硅或稱石英玻璃熔融體中，拉出直徑約100 μm的細(xì)絲，稱為石英玻璃纖維。玻璃可以透光，但在傳輸過程中光損耗很大，用石英玻璃纖維光損耗大為降低，故這種纖維稱為光導(dǎo)纖維，是精細(xì)陶瓷中的一種。利用光導(dǎo)纖維可進(jìn)行光纖通信。激光的方向性強(qiáng)、頻率高，是進(jìn)行光纖通信的理想光源。光纖通信與電波通信相比，光纖通信能提供更多的通信通路，可滿足大容量通信系統(tǒng)的需要。光導(dǎo)纖維一般由兩層組成，里面一層稱為內(nèi)芯，直徑幾十微米，但折射率較高；外面一層稱包層，折射率較低。從光導(dǎo)纖維一端入射的光線，經(jīng)內(nèi)芯反復(fù)折射而傳到末端，由于兩層折射率的差別，使進(jìn)入內(nèi)芯的光始終保持在內(nèi)芯中傳輸著。光的傳輸距離與光導(dǎo)纖維的光損耗大小有關(guān)，光損耗小，傳輸距離就長，否則就需要用中繼器把衰減的信號放大。用最新的氟玻璃制成的光導(dǎo)纖維，可以把光信號傳輸?shù)教窖蟊税抖恍枞魏沃欣^站。在實(shí)際使用時，常把千百根光導(dǎo)纖維組合在一起并加以增強(qiáng)處理，制成像電纜一樣的光纜，這樣既提高了光導(dǎo)纖維的強(qiáng)度，又大大增加了通信容量。用光纜代替通信電纜，可以節(jié)省大量有色金屬， t、鉛2～3 t。光纜有質(zhì)量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、絕緣性能好、壽命長、輸送距離長、保密性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。光纖通信與數(shù)字技術(shù)及計算機(jī)結(jié)合起來，可以用于傳送電話、圖像、數(shù)據(jù)、控制電子設(shè)備和智能終端等，起到部分取代通信衛(wèi)星的作用。光損耗大的光導(dǎo)纖維可在短距離使用，特別適合制作各種人體內(nèi)窺鏡，如胃鏡、膀胱鏡、直腸鏡、子宮鏡等，對診斷、醫(yī)治各種疾病極為有利。生物陶瓷人體器官和組織由于種種原因需要修復(fù)或再造時，選用的材料要求生物相容性好，對肌體無免疫排異反應(yīng)；血液相容性好，無溶血、凝血反應(yīng)；不會引起代謝作用異?，F(xiàn)象；對人體無毒，不會致癌。目前已發(fā)展起來的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能滿足這些要求。利用這些材料制造了許多人工器官，在臨床上得到廣泛的應(yīng)用。但是這類人工器官一旦植入體內(nèi)，要經(jīng)受體內(nèi)復(fù)雜的生理環(huán)境的長期考驗(yàn)。例如，不銹鋼在常溫下是非常穩(wěn)定的材料，但把它做成人工關(guān)節(jié)植入體內(nèi)，三五年后便會出現(xiàn)腐蝕斑，并且還會有微量金屬離子析出，這是生物合金的缺點(diǎn)。有機(jī)高分子材料做成的人工器官容易老化，相比之下，生物陶瓷是惰性材料，耐腐蝕，更適合植入體內(nèi)。納米陶瓷從陶瓷材料發(fā)展的歷史來看，經(jīng)歷了三次飛躍。由陶器進(jìn)入瓷器這是第一次飛躍；由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展到精細(xì)陶瓷是第二次飛躍，在這個期間，不論是原材料，還是制備工藝、產(chǎn)品性能和應(yīng)用等許多方面都有長足的進(jìn)展和提高，然而對于陶瓷材料的致命弱點(diǎn)──脆性問題沒有得到根本的解決。精細(xì)陶瓷粉體的顆粒較大，屬微米級（10 m），有人用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級（10 m），用這種超細(xì)微粉體粒子來制造陶瓷材料，得到新一代納米陶瓷，這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷具有延性，有的甚至出現(xiàn)超塑性。如室溫下合成的TiO2陶瓷，它可以彎曲，其塑性變形高達(dá)100%，韌性極好。因此人們寄希望于發(fā)展納米技術(shù)去解決陶瓷材料的脆性問題。納米陶瓷被稱為21世紀(jì)陶瓷紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。1900年，科學(xué)家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質(zhì)量為2g4g的紅寶石?，F(xiàn)在，已經(jīng) 能制造出大到10g的紅寶石和藍(lán)寶石。綜上所述是集中高溫結(jié)構(gòu)材料的簡介，而這僅僅是無機(jī)非金屬材料的一小部分而已。所以我們可以清楚的明白無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域是一個覆蓋面極廣、科學(xué)含量極高的一個學(xué)科。我知道如果想在無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域有一番作為并非易事。因?yàn)榭茖W(xué)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，各種新興的材料不斷被研發(fā)出來，所以必須時時刻刻關(guān)心當(dāng)今世界材料科學(xué)的最新動態(tài)。現(xiàn)在，而我所能做的就是認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)好所學(xué)的基礎(chǔ)知識為將來的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，材料科學(xué)并不是理論上的，更重要的是實(shí)踐上的！所以，提高自己的動手能力，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ彩潜夭豢缮俚?。既然無機(jī)非金屬材料是一個前沿學(xué)科，那么單單的本科學(xué)歷顯然是不夠的，是無法滿足社會對此領(lǐng)域的需求的，因此，考研成為了我們繼續(xù)深造的基本要求。研究生會有更多的機(jī)會參與科學(xué)的研究，會有更多的機(jī)會學(xué)習(xí)的最新的理論知識，會有更多的機(jī)會進(jìn)行高水平的實(shí)驗(yàn)，而且研究生再就業(yè)方面更具有競爭力，所以考研勢在必行！此外，我國的材料水平還沒有達(dá)到世界頂尖，我國是一個材料大國，但是我們不是一個材料強(qiáng)國，雖然我國每年的材料需求都是巨大的，各個領(lǐng)域都依靠材料，但是我國的一些先進(jìn)材料基本都是進(jìn)口的，所以我們要趕上其他發(fā)達(dá)國家比如美國還需要國人的不斷努力，不斷去奮斗。如果可能的話我想我會去國外繼續(xù)深造，學(xué)習(xí)更先進(jìn)的理論知識，將來能為祖國貢獻(xiàn)自己的一份力量??！我會在河南工業(yè)努力學(xué)習(xí)，為自己的明天而奮斗??！第四篇：無機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)論文新型無機(jī)非金屬材料的發(fā)展與挑戰(zhàn)（李婷 無機(jī)非金屬081班 14號）無機(jī)非金屬材料、金屬材料、高分子合成材料與人們的衣、食、住、行關(guān)系非常密切。材料是人類生活必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有特殊的熒光材料，就沒有彩色電視；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的“奔騰IV”；沒有特殊的新型材料，“神舟號”宇宙飛船就無法上天。隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展以及人們生活的需要，一些具有特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的新材料相繼研制出來，如半導(dǎo)體材料：超硬材料、耐高溫材料、發(fā)光材料等，我們稱這些材料為新型無機(jī)非金屬材料。水泥、玻璃、陶瓷等都屬于傳統(tǒng)的非金屬材料，像玻璃刀上的人造金剛石、作為手表軸承的人造紅寶石、煤氣爐中用于電子打火的壓電陶瓷、傳輸信息的光導(dǎo)纖維都屬于新型無機(jī)非金屬材料。近20年來，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家對于發(fā)動機(jī)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料的研究與開發(fā)—直十分重視，相繼制定了各自的國家發(fā)展計劃，并投人了大量的人力、物力和財力，對這一新型材料寄予厚望。美國國防關(guān)鍵技術(shù)計劃以及日本的月光計劃等都把高溫結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材料作為重點(diǎn)研究對象，其研制目標(biāo)是將發(fā)動機(jī)熱端部件的使用溫度提高到1650℃或更高，從而提高發(fā)動機(jī)渦輪進(jìn)口溫度，達(dá)到節(jié)能、減重、提高推重比和延長壽命的目的，滿足軍事和民用熱機(jī)的需要。此外，有許多陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)動機(jī)高溫構(gòu)件正在研制之中。如美國格魯曼公司正研究跨大氣層高超音速飛機(jī)發(fā)動機(jī)的陶瓷材料進(jìn)口、噴管和噴口等部件；美國碳化硅公司用Si34N／SiCw制造導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)燃?xì)鈬姽埽?杜邦公司研制出能承受1200－1300℃、使用壽命2000h的陶瓷基復(fù)合材料發(fā)動機(jī)部件等。目前導(dǎo)彈、無人駕駛 飛機(jī)以及其它短壽命的陶瓷渦輪發(fā)動機(jī)正處在最后研制階段，美國空軍材料實(shí)驗(yàn)室的研究人員認(rèn)為，12O41371℃發(fā)動機(jī)陶瓷基復(fù)合材料已經(jīng)研制成功。由于提高了燃燒溫度，取消或減少了冷卻系統(tǒng)，預(yù)計發(fā)動機(jī)熱效率可從目前的26%提高到46%。英國羅—羅公司認(rèn)為，未來航空發(fā)動機(jī)高壓壓氣機(jī)葉片和機(jī)匣、高壓與低壓渦輪盤及葉片、燃燒室、加大燃燒室、火焰穩(wěn)定器及排氣噴管等都將采用陶瓷基復(fù)合材料。預(yù)計在21世紀(jì)初，陶瓷基復(fù)合材料的使用溫度可提高到1650℃或更高。我知道如果想在無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域有一番作為并非易事。因?yàn)榭茖W(xué)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，各種新興的材料不斷被研發(fā)出來，所以必須時時刻刻關(guān)心當(dāng)今世界材料科學(xué)的最新動態(tài)?，F(xiàn)在，而我所能做的就是認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)好所學(xué)的基礎(chǔ)知識為將來的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，材料科學(xué)并不是理論上的，更重要的是實(shí)踐上的！所以，提高自己的動手能力，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ彩潜夭豢缮俚?。既然無機(jī)非金屬材料是一個前沿學(xué)科，那么單單的本科學(xué)歷顯然是不夠的，是無法滿足社會對此領(lǐng)域的需求的，因此，考研成為了我們繼續(xù)深造的基本要求。研究生會有更多的機(jī)會參與科學(xué)的研究，會有更多的機(jī)會學(xué)習(xí)的最新的理論知識，會有更多的機(jī)會進(jìn)行高水平的實(shí)驗(yàn)，而且研究生再就業(yè)方面更具有競爭力，所以考研勢在必行！此外，我國的材料水平還沒有達(dá)到世界頂尖，我國是一個材料大國，但是我們不是一個材料強(qiáng)國，雖然我國每年的材料需求都是巨大的，各個領(lǐng)域都依靠材料，但是我國的一些先進(jìn)材料基本都是進(jìn)口的，所以我們要趕上其他發(fā)達(dá)國家比如美國還需要國人的不斷努力，不斷去奮斗。如果可能的話我想我會去國外繼續(xù)深造，學(xué)習(xí)更先進(jìn)的理論知識，將來能為祖國貢獻(xiàn)自己的一份力量??！第五篇：無機(jī)非金屬材料緒論，某結(jié)合力主要包括離子鍵，共價鍵或離子共價鍵混合離子。由于這些化學(xué)鍵的特點(diǎn)，例如高的鍵能和強(qiáng)大的鍵極性等，賦予了這一大類材料以高熔點(diǎn)，高強(qiáng)度，耐磨損，高硬度，耐腐蝕及抗氧化的基本屬性和寬廣的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，透光性以及良好的鐵電性，鐵磁性和壓電性等特殊性能，高溫超導(dǎo)性也是新近在這類材料上發(fā)現(xiàn)的。，隨著無機(jī)新材料的發(fā)展，無機(jī)非金屬材料已不局限于硅酸鹽還包括其他含氧酸鹽，氧化物，氮化物，碳與碳化物，硼化物，氟化物，硫系化合物，硅，鍺，ⅢV族及ⅡVI族化合物等，其形態(tài)和形狀也趨于多樣化，復(fù)合材料，薄膜，纖維，單晶和非晶材料占有越來越重要的地位。第一章 玻璃的結(jié)構(gòu) 和性質(zhì) 玻璃的結(jié)構(gòu)晶態(tài)：周期性，對稱性，幾何形態(tài)，質(zhì)點(diǎn)排列，自限性，均一性，異向性，穩(wěn)定性，遠(yuǎn)程有序。非晶態(tài)：進(jìn)程有序，遠(yuǎn)程無序。玻璃的通性1）各向同性2）介穩(wěn)性：玻璃是由熔體急劇冷卻而得，由于在冷卻過程中粘度急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及形成晶體的有規(guī)則排列，系統(tǒng)的內(nèi)能尚未處于最低值，從而處于介穩(wěn)態(tài)，在一定的外界條件下，它們?nèi)跃哂?自發(fā)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能較低的晶體的趨勢。3）無固定熔點(diǎn)4）性質(zhì)變化的連續(xù)性和可逆性 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說1）玻璃結(jié)構(gòu)與晶體一樣，具有三位方向發(fā)展的連續(xù)無序網(wǎng)架形式，硅氧四面體為最小結(jié)構(gòu)單位，但不象晶體那樣，對稱均勻地聯(lián)結(jié)成空間網(wǎng)絡(luò)（有序），而是相互不規(guī)則地聯(lián)結(jié)在一起（無序），配位數(shù)小的結(jié)構(gòu)團(tuán)構(gòu)成無限伸展的無序空間網(wǎng)絡(luò)。）玻璃中的質(zhì)點(diǎn)雖然不具有規(guī)則的格子 排列，但在大致固定的平衡位置上震動的玻璃網(wǎng)絡(luò)中的正常離子數(shù)與晶體中的配位數(shù) 也應(yīng)該近似。）網(wǎng)絡(luò)外體的離子填充在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙中，對于整體來說 是統(tǒng)計分布的，為了使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性，這些陽離子必須是半徑大而電荷小的。4）形成氧化物玻璃必須滿足的四條規(guī)則: A 每個氧離子應(yīng)該與不超過兩個陽離子相聯(lián)。B 在中心陽離子周圍的氧離子 配位數(shù)必須小于或等于4；C 氧多面體相互共角而不共棱或共面。D 每個多面體至少有三個頂角是共用的。形成的氧多面體為三角體或四面體RO2,R2O2,R2O5類型氧化物能滿足這一條件，并以玻璃形式出現(xiàn)簡答題： 石英玻璃堿硅玻璃鈉鈣硅玻璃結(jié)構(gòu)性能發(fā)生很大的變化，分析堿金屬，堿土金屬氧化物在其中的作用：1）熔融石英玻璃其硅氧比值1：2與SiO2分子式相同，可以把它近似的看成是由硅氧網(wǎng)絡(luò)形成的獨(dú)立‘大分子’2）如果在熔融石英玻璃中形成加入堿金屬氧化物(如Na2O).就使原來的大分子發(fā)生解聚 作用，由于氧的比值增大，玻璃中每個氧已不可能都為兩個硅原子所共用，開始出現(xiàn)非橋氧，使硅氧網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生斷裂，非橋氧的存在，使【SiO4】四面體失去原有 完整性和對稱性，結(jié)果使玻璃結(jié)構(gòu)減弱，疏松，并導(dǎo)致一系列物理化學(xué)性質(zhì)的變壞，而且堿金屬含量越高，性能變差越 嚴(yán)重，因此，二元堿硅玻璃一般無使用價值3）當(dāng)在堿性二元玻璃中加入CaO時，性能變差情況大為改觀，使玻璃結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn) 為使結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，從而表現(xiàn)為一系列物化性質(zhì)的加強(qiáng)，從而使鈉鈣硅玻璃性能優(yōu)良，CaO的這種作用，是由鈣離子和鈉離子半徑相似，但電荷比鈉離子大一倍，因此場強(qiáng)比鈉離子大得多，具有強(qiáng)化玻璃結(jié)構(gòu)和限制鈉離子活動的作用補(bǔ)網(wǎng)作用：使中間體氧化物全部或部分由6 配位變成4 配位的作用，主要是鋁離子取代硅離子。硼氧反常性：堿金屬或堿土金屬氧化物加入B203玻璃中，將產(chǎn)生硼氧四面體[B04],而形成硼酸鹽玻璃。在一定范圍內(nèi)，堿金屬氧化物提供的氧使硼氧三角體[B03]轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆蓸蜓踅M成的硅氧四面體，導(dǎo)致B203玻璃從原來的兩度空間的層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)，使玻璃的各種物理性質(zhì)與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，相應(yīng)地向著相反的方向變化。玻璃結(jié)構(gòu)中的陽離子的分類1）按元素與氧結(jié)合的單鍵能（即化合物分解能與配位數(shù)之商）的大小和能否生成玻璃，將氧化物分成：網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物，網(wǎng)絡(luò)外體氧化物和中間體氧化物。2）網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物應(yīng)滿足以下的條件：A 每個氧化物應(yīng)與不超過兩個陽離子相連；B 在中心陽離子周圍的 氧離子配位數(shù)必須小于或等于4；C氧多面體相互共角而不共棱或共面；D 每個多面體至少有三個頂角共用。3）這類氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)修飾體：某些氧化物不能單獨(dú)生成玻璃，不參加網(wǎng)絡(luò)而使其陽離子分布在四面體之間的空隙中，以保持網(wǎng)絡(luò)中局部地區(qū)的電中性，因?yàn)樗麄兊闹饕饔檬翘峁╊~外的氧離子，從而改變網(wǎng)絡(luò)，故稱為網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)修飾體。如Li2O,Na2O,K2O,CaO,SrO,BaO等。1）中間體氧化物:比堿金屬和堿土金屬化合價高而配位數(shù)小的陽離子，可以部分地參加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如BeO,MgO,ZnO, Al2O3等。各種氧化物在玻璃中的作用：1）堿金屬氧化物A 堿金屬氧化物加入到熔融石英