我想知道氧化锆、碳化硅和氧化铝 他们的物理性质和化学性质越详细越好

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/09 18:49:08

我想知道氧化锆、碳化硅和氧化铝 他们的物理性质和化学性质越详细越好
我想知道氧化锆、碳化硅和氧化铝 他们的物理性质和化学性质越详细越好

我想知道氧化锆、碳化硅和氧化铝 他们的物理性质和化学性质越详细越好
氧化锆(ZrO2)
自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石.锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4.6—4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料.
白色重质无定形粉末或单斜结晶.无臭.无味.在1100℃以上形成四方晶体,在1900℃以上形成立方晶体.一般常含有少量二氧化铪,与碳酸钠共熔生成锆酸钠,锆酸钠遇水能水解成氢氧化钠和几乎不溶于水的氢氧化锆.溶于2份硫酸和1份水的混合液中,微溶于盐酸和硝酸,慢溶于氢氟酸,几乎不溶于水.相对密度5.85.熔点2680℃.沸点4300℃.折光率2.2.半数致死量(小鼠,腹腔)37mg/kg.有刺激性.
碳化硅
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成.碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石.碳化硅又称碳硅石.在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种.可以称为金钢砂或耐火砂.碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成.目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2.
分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,可作为磨料和其他某些工业材料使用.工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料.在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源.
  纯碳化硅是无色透明的晶体.工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异.碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅).α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种.β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC.碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制.炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品.
  碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC.①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等.②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具.此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米.
  碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好.低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量.此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒.
  碳化硅的硬度很大,具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化.
氧化铝
又称三氧化二铝,分子量102,通常称为“铝氧”,是一种白色无定形粉状物,俗称矾土.
白色结晶性粉末.无臭.无味.质极硬.易吸潮而不潮解.溶于浓硫酸,缓慢溶于碱液中形成氢氧化物,几乎不溶于水及非极性有机溶剂.相对密度(d204)4.0.熔点约2000℃.
式量 101.96 amu 熔点 2303 K
  沸点 3250 K
  真密度 3.97 g/cm3
  松装密度:0.85g/mL(325目~0)0.9g/mL(120目~325目)
  晶体结构 三方晶系 (hex)
  导电性 常温状态下不导电
  热化学属性
  ΔfH0liquid 1620.57 kJ/mol
  ΔfH0solid 1675.69 kJ/mol
  S0liquid,1 bar 67.24 J/mol·K
  S0solid 50.9 J/mol·K
电解氧化铝
  工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程,用简单的化学式可表示如下:
  熔盐电解
  主反应:Al2O3+2C ——————→ 2Al+CO2↑+CO↑ (1)
  阳极 960~990℃ 阴极
  副反应:AlF3+C→Al+CF3 (2)
  Na3AlF3+C →Al+NaF+CF4+F2 (3)
  NaF+C → Na+CF4 (4)

ZrO2 成斜锆石型的是黄色或棕色单色斜晶体,密度5.89。熔点约2700℃。不溶于水、盐酸和稀硫酸,溶于热浓氢氟酸、硝酸和硫酸。与碱共熔生成锆酸盐。化学性质非常稳定。用于制高级陶瓷、搪瓷、耐火材料。可由锆英石与纯碱共熔,用水浸出锆酸钠,与盐酸作用成二氯氧化锆,再煅烧而制得。
碳化硅俗名金刚砂,化学式SiC,无色晶体,含杂质时呈蓝黑色。结构与金刚石相似,每个硅原子被4个碳原子包围,每个碳原...

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ZrO2 成斜锆石型的是黄色或棕色单色斜晶体,密度5.89。熔点约2700℃。不溶于水、盐酸和稀硫酸,溶于热浓氢氟酸、硝酸和硫酸。与碱共熔生成锆酸盐。化学性质非常稳定。用于制高级陶瓷、搪瓷、耐火材料。可由锆英石与纯碱共熔,用水浸出锆酸钠,与盐酸作用成二氯氧化锆,再煅烧而制得。
碳化硅俗名金刚砂,化学式SiC,无色晶体,含杂质时呈蓝黑色。结构与金刚石相似,每个硅原子被4个碳原子包围,每个碳原子被4个硅原子包围,形成“巨型分子”。硬度仅次于金刚石,密度为3.217克/厘米3,熔点约为2700℃(分解升华)。
化学性质稳定,高温时也不与氯、氧、硫、强酸反应,但能与碱反应。
化学性质稳定的碳化硅一般不能生成二氧化碳和一氧化碳。
SiC+2NaOH+H2O==Na2SiO3+C+2H2
氧化铝化学式Al2O3,具有不同晶型,常见的是α-Al2O3和γ-Al2O3。自然界中的刚玉为α-Al2O3,六方紧密堆积晶体,α-Al2O3的熔点2015±15℃,密度3.965g/cm3,硬度8.8,不溶于水、酸或碱。γ-Al2O3属立方紧密堆积晶体,不溶于水,但能溶于酸和碱,是典型的两性氧化物。 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

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氧化锆:白色重质无定形粉末或单斜结晶。无臭。无味。在1100℃以上形成四方晶体,在1900℃以上形成立方晶体。一般常含有少量二氧化铪,与碳酸钠共熔生成锆酸钠,锆酸钠遇水能水解成氢氧化钠和几乎不溶于水的氢氧化锆。溶于2份硫酸和1份水的混合液中,微溶于盐酸和硝酸,慢溶于氢氟酸,几乎不溶于水。相对密度5.85。熔点2680℃。沸点4300℃。折光率2.2。半数致死量(小鼠,腹腔)37mg/kg。有刺激性...

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氧化锆:白色重质无定形粉末或单斜结晶。无臭。无味。在1100℃以上形成四方晶体,在1900℃以上形成立方晶体。一般常含有少量二氧化铪,与碳酸钠共熔生成锆酸钠,锆酸钠遇水能水解成氢氧化钠和几乎不溶于水的氢氧化锆。溶于2份硫酸和1份水的混合液中,微溶于盐酸和硝酸,慢溶于氢氟酸,几乎不溶于水。相对密度5.85。熔点2680℃。沸点4300℃。折光率2.2。半数致死量(小鼠,腹腔)37mg/kg。有刺激性。
碳化硅:分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,可作为磨料和其他某些工业材料使用。工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源。   纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。
碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。   碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。   碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。   碳化硅的硬度很大,具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。
氧化铝:白色结晶性粉末。无臭。无味。质极硬。易吸潮而不潮解。溶于浓硫酸,缓慢溶于碱液中形成氢氧化物,几乎不溶于水及非极性有机溶剂。相对密度(d204)4.0。熔点约2000℃。
物理性质
  式量 101.96 amu
熔点 2303 K   沸点 3250 K   真密度 3.97 g/cm3   松装密度:0.85g/mL(325目~0)0.9g/mL(120目~325目)   晶体结构 三方晶系 (hex)   导电性 常温状态下不导电   热化学属性   ΔfH0liquid ?1620.57 kJ/mol   ΔfH0solid ?1675.69 kJ/mol   S0liquid, 1 bar 67.24 J/mol·K   S0solid 50.9 J/mol·K

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