无机非金属材料课件第一章第二节化工原料.ppt

第二节 化工原料,Al2O3、 ZrO2、TiO2、 ZnO、Pb3O4 稀土氧化物 硼化物、 碳酸盐、 硫酸盐、 硝酸盐,盐 类：,氧化物类：,（1） ZrO2,熔点高（2750），莫氏硬度89，化学稳 定性好， 是最耐高温的氧化物之一。 为高温 结构陶瓷、氧化锆增韧复合陶瓷及 铁电、非铁电、优质耐火材料的重要原料。,性质：,应用：,多晶型 ZrO2有三种晶型：单斜晶系、四方晶系和立方晶系。,晶型转化：,说明：,制备： 将锆石英用碱（NaOH）分解，在600以上反应按下式 进行： ZrO2SiO2+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O Na2ZrO3经水解形成水合氢氧化物，再用硫酸浸出并纯 化，得到浓锆氧基硫酸盐。加氨水调整pH值获得 Zr5O8(SO4)2xH2O沉淀，经焙烧便制得纯ZrO2粉。,原料：锆石英ZrSiO4晶矿,碱金属氧化物分解法,制备方法,碱金属氧化物分解法； 氯化和热分解法； 石灰熔融法等。,特种陶瓷领域用作电容器陶瓷及半导体瓷的原料 普通陶瓷领域作坯料着色剂 其他陶瓷原料中，一般被视为有害质，在还原气氛条件下呈现暗淡的土灰色。,（2） TiO2,TiO2俗称钛白粉，高的折射率、反射率，强色散；熔 点18301850，化学性质相当稳定，不溶于水、有 机酸和弱无机酸，可溶于浓硫酸、碱和氢氟酸。,性质：,应用：,多晶型 TiO2有三种晶型：板钛矿、锐钛矿和金红石型。,晶型转化：,说明：,以金红石晶体的结构在高温下最稳定，若TiO2原料中锐钛矿或板钛矿为主晶相，则为防止制品开裂，要进行热处理。,制备方法,硫酸法；熔融法；还原法。,原料：天然钛铁矿（FeOTiO2）,制备： 将FeOTiO2破碎-干燥-过筛-磁选（去除氧化亚铁和高铁杂质）-加8595%的硫酸反应：,硫酸法,（3） 稀土氧化物 稀土元素在门捷列夫周期表中位于第六周期， 包括17个元素，其中，钷（Pm）是放射性元素。 由于稀土元素氧化物具有一系列特殊性能，在无机 非金属材料中的应用日益广泛。,稀土元素包括： 钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、 铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。 通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土； 钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重 稀土。,稀土在工业中的地位极为重要。几乎所有的电动机械，从尖端的军事机械一直到普通的家用电器，都离不开稀土！ 自从人们发现稀土是极为重要的战略物资后，各国都在秘密研究稀土的提取和应用，包括高性能的磁性材料、高性能的储氢材料、高性能的发光材料和通讯材料等。,-显示器的发光材料：稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主 要原料，广泛应用于彩色电视机、计 算机及各种显示器。,-激光材料：稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料 的最主要的激活剂，其中以掺Nd3+的激光材料 研究得最多，,精密陶瓷：氧化钇部分稳定的氧化锆是性能十分优异的结 构陶瓷，可制作各种特殊用途的刀剪；可以制 作汽车发动机，,稀土元素在高新技术产业中应用,电光源工业领域：稀土作为荧光灯的发光材料，是节能性的光 源，特点是光效好、光色好、寿命长。,石油化工领域：稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化 催化剂，特点是活性高、选择性好、汽油的 生产率高。稀土在这方面的用量很大。,冶金工业领域：稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。,磁性材料：钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的 主要原料，其磁性高出普通永磁材料410倍， 广泛应用于电视机、电声、医疗设备、 磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。,农业领域：目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生 理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。 稀土作为植物的生长、生理调节剂，对农作物具有 增产、改善品质和抗逆性三大特征；同时稀土属低 毒物质，对人畜无害，对环境无污染；合理使用稀 土，可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。,催化剂：稀土除用于制造石油裂化催化剂外，广泛应用于 很多化学反应,重点内容,1. ZrO2、TiO2的多晶型。,