专
业
论
文
学校:天水师范学院
班级:2012级应化1班姓名:汪治华
学号:20122060155
几种新型无机材料简介
材料是人类生存和发展的物质基础,也是一切工程技术的基础。
现代科学技术的发展对材料的性能不断提出新的更高的要求。
材料科学是当前科学研究的前沿领域之一。
以材料科学中的化学问题为研究对象的材料化学成为无机化学的重要学科之一。
材料主要包括金属材料、无机非金属材料、复合材料和高分子材料等各类化学物质。
这里简单介绍几种新型无机材料。
●氮化硅陶瓷材料
氮化硅(Si3N4)陶瓷是一种高温结构陶瓷材料,属于无机非金属材料。
在Si3N4中,硅原子和氮原子以共价键结合,使Si3N4具有熔点高、硬度大、机械强度高、热膨胀系数低、导热性好、化学性质稳定、绝缘性能好等特点。
它在1200℃的工作温度下可以维持强度不降低。
氮化硅可用于制作高温轴承、制造无冷却式陶瓷发动机汽车、燃气轮机的燃烧室和机械密封环等,广泛应用于现代高科技领域。
工业上普遍采用高硅与纯氮在较高温度下非氧化气氛中反应制取Si3N4:
3Si+2N2 Si3N4
采用化学气相沉积法也可以得到纯度较高的Si3N4:
3SiCl4 +2N2 +6H2 Si3N4 +12HCl
除Si3N4外,高温结构陶瓷还有SiC,ZrO2,Al2O3等。
●砷化镓半导体材料
砷化镓(GaAs)是一种多用途的高技术材料。
除了硅之外,GaAs已成为最重要的半导体材料。
砷化镓是亮灰色晶体,具有金属光泽,质硬而脆。
GaAs的晶体结构与单质硅和金刚石相似。
它在常温下比较稳定,不与空气中的氧气和水作用,也不与HCl,H2SO4等反应。
砷化镓是一种本征半导体,其禁带宽度比硅大,工作温度比硅高(50~250)℃,引入惨杂元素的GaAs可用于制作大功率电子元器件。
GaAs中电子运动速度快,传递信息块,GaAs可用于制造速度更快、功能更强的计算机。
GaAs中的被激发的电子回到基态是以光的形式释放能量,它具有将电能转换为光能的性能,可作为发光二极管的发光组分,也可以制成二极管激光器,用于在光纤光缆中传递红外光。
●氧化锡气敏材料
气敏陶瓷是一类对气体敏感的陶瓷材料。
早在1931年人们就发现Cu2O的电导率随水蒸气吸附而发生改变。
现代社会对易燃、易爆、有毒、有害气体的检测、控制、报警提出了越来越高的要求,因此促进了气敏陶瓷的发展。
1962年以后,日本、美国等首先对SnO2和ZnO半导体陶瓷气敏元件进行实用性研究,并取得突破性进展。