高温陶瓷有什么用途
高温陶瓷是一种通俗的称谓,在专业与日用领域分别有不同的含义。
专业领域:
熔融温度在氧化硅熔点(1728℃)以上的陶瓷材料的总称。
特种陶瓷的重要组成部分,有时也作为高温耐火材料的组成部分。
按材料主要化学组成可分为高温氧化物陶瓷(如Al2O3、ZrO、MgO、CaO、ThO2、Cr2O3、SiO2、BeO、3Al2O3·2SiO2等),碳化物陶瓷,硼化物陶瓷,氮化物陶瓷及硅化物陶瓷等。通常具有耐高温,高强度,高硬度,良好的电性能、热性能和化学稳定性。氧化物高温陶瓷大都在氧化气氛,真空等状态烧结,非氧化物高温陶瓷常用热压或特定气氛下(如氩、氮)烧结。也有采用热等静压及微波等方法烧结。对薄膜等,还可采用气相沉积等方法制取。可作为高温结构材料,用于宇航、原子能、电子技术、机械、化工、冶金等许多部门,是现代科学和技术不可缺少的高温工程材料,品种繁多,用途极为广泛。
日常领域:
在日用与工艺收藏瓷中,高温瓷指烧成温度在1300℃以上的釉彩,我国古代的釉下青花、釉里红等传统瓷器,均为高温制成。
陶瓷釉质是二氧化硅稳定的三角锥形化学键结构,只有在1250℃以上,方会出现分子层面的变化,使着色剂稳定的置于分子结构以内。因此,高温瓷在色泽、色彩、材质致密等方面,都有不可替代的独特效果。
氮化硅是一种高温陶瓷材料,它硬度大、熔点高,化学性质稳定,工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应
(1)ACD (2)
Si 3 N 4
(3)Si 3 N 4 +12HF=3SiF 4 ↑+4NH 3 ↑
(4)3SiCl 4 +2N 2 +6H 2
Si 3 N 4 +12HCl
氮化硅是一种高温陶瓷材料,具有硬度大,熔点高、化学性质稳定等优良性质,可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件,N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族,Si元素则在第三周期第ⅣA族,非金属性应是N元素比Si元素强,其化学式可写为:Si 3 N 4 ,氮化硅可被氢氟酸腐蚀,由Si 3 N 4 和HF的性质分析,可推知该反应不可能是一个氧化还原反应,其产物只能是SiF 4 和NH 3 。SiCl 4 、N 2 、H 2 加强热时反应产物之一是Si 3 N 4 ,可知N 2 作为氧化剂参与反应,那么还原剂只能是H 2 ,H 2 的氧化产物只能是HCl。
氮化硅(氮显-3价,硅显+4价)是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用
(1)
;Si 3 N 4 (2)Si 3 N 4 + 16HF=3SiF 4 ↑+ 4NH 4 F (3) 3SiCl 4 + 2N 2 + 6H 2
Si 3 N 4 + 12HCl
试题分析:(1)氮元素是7号元素,原子结构示意图是
。氮化硅中氮显-3价,硅显+4价,所以其化学式是Si 3 N 4 。
(2)根据原子守恒可知,该反应的化学方程式应该是Si 3 N 4 + 16HF=3SiF 4 ↑+ 4NH 4 F。
(3)根据原子守恒可知,该反应的化学方程式应该是3SiCl 4 + 2N 2 + 6H 2
Si 3 N 4 + 12HCl。
点评:该题是基础性试题的考查主要是对学生基础知识的巩固和训练,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力,提高学生的学习效率。