無機非金屬（硅酸鹽）材料的化學成分及檢測（一）
一、概述
什么是無機非金屬材料
無機非金屬材料，是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。無機非金屬材料的提法是20世紀40年代以后，隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展從傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來的。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一。
無機材料大多數(shù)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。其主要化學元素有鈣、鋁、鎂、硅、鉀等元素的氧化物。
二、無機非金屬材料的分類
無機材料大多數(shù)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，碳酸鈣可以溶解成酸式碳酸鈣，其反應時：
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，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(shù)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物。在工業(yè)上可以利用氧化鎂的不容性，來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。
無機非金屬材料被廣泛應用到各個領域，如陶瓷、玻璃、耐火材料等等，可見了解和掌握非金屬材料的相關知識和性能對研究非金屬材料是十分必要的。
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