化学新型材料 材料是人类生产活动和生活必需的物质基础，与人类文明和技术进步密切相关。随着科学技术的发展，材料的种类日新月异，各种新型材料层出不穷，在高新技术领域中占有重要的地位。材料科学是研究材料的成分、结构、加工和材料性能及应用之间相互关系的科学。本讲主要介绍几种新型的无机非金属材料。 一、耐磨耐高温材料 碳化硅、氮化硼及Ⅳ～Ⅵ副族元素和Ⅷ族元素与碳、氮、硼等形成的化合物具有硬度大、熔点高的情诠，是重要的耐磨耐高温材料。 （一）碳化硅（SiC） 碳化硅的晶体结构和金刚石相近，属于原子晶体，它的熔点高（2827℃），硬度近似于金刚石，故又称为金刚砂。将石英和过量焦炭的混合物在电炉中锻烧可制得碳化硅。 纯碳化硅是无色、耐热、稳定性好的高硬度化合物。工业上因含杂质而呈绿色或 黑 色。 工业上碳化硅常 用作 磨料和制造 砂轮 或 磨石的摩 擦 表 面 。常 用的碳化硅磨料有两 种不同 的晶体，一种是绿 碳化硅，含SiC 97%以 上，主要用于磨硬质含金工具。另 一种是黑 碳化硅，有金属光 泽 ，含SiC 95%以 上，强 度比 绿 碳化硅大，但硬度较 低 ，主要用于磨铸 铁 和非金属材料。 （二 ）氮化硼（BN） 氮化硼是白 色、难 溶 、耐高温的物质。将B2O3与NH4Cl 共 熔，或 将单 质硼在NH3中燃 烧均 可制得BN。通 常 制得的氮化硼是石墨 型结构，俗 称为白 色石墨 。另一种是金刚石型，和石墨 转 变 为金刚石的原理 类似，石墨 型氮化硼在高温（1800℃）、高压 （800Mpa）下 可转 变 为金刚型氮化硼。这 种氮化硼中B－ N 键长 （156pm）与金刚石在C－ C 键 长 （154pm）相似，密度也 和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下 ，而耐热性比 金刚石好，是新型耐高温的超 硬材料，用于制作 钻 头 、磨具和切割 工具。 （三 ）硬质合金 IVB、VB、VIB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由 于硬度和熔点特 别 高，统 称为硬质合金。下 面 以 碳化物为重点来 说 明硬质含金的结构、特 征 和应用。 IVB、VB、VIB族金属与碳形成的金属型碳化物中，由 于碳原子半 径 小 ，能填充 于金属品 格 的空 隙 中并 保 留 金属原有的晶格 形式 ，形成间充 固 溶 体。在适 当 条件 下 ，这 类固 溶 体还 能继 续 溶 解 它的组 成元素，直 到 达 到 饱 和为止 。因此 ，它们 的组成可以在一定范围内...
