材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类常用的材料除金属外，还有无机非金属材料等。
从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学性能。
随着工业生产和社会发展对材料性能的要求的提高，一批新型的无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。
一、硅酸盐材料传统的无机非金属材料主要成分多为硅酸盐。日常生活中，如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。
思考：这些硅酸盐材料大多数有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点，与硅酸的内部结构有什么关系。
硅氧四面体
硅酸盐中，硅原子和氧原子构成了硅氧四面体，每个Si结合4个O，Si在中心，O在4个顶点，形成了一个正四面体。
许多这样的正四面体通过O相互连接，每个O为两个Si共有，这样形成了特殊的空间网状结构，也就决定了硅酸盐特殊的性质。
1、陶瓷
生产原料：黏土，主要成分为含水的铝硅酸盐。
生产设备及条件：在陶瓷窑中经高温烧结。
主要用途：生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。
2、玻璃
生产原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2)。
生产设备及条件：原料混合粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理化学变化。主要成分是硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)。
主要用途：生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、制造玻璃纤维用于高强度的复合材料等。
不同性能和用途的玻璃：含铅的光学玻璃透光性好、折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜。加入硼酸盐的耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室的玻璃仪器。加入一些金属氧化物或盐可得到彩色玻璃、常用于建筑和装饰。
3、水泥
主要原料：石灰石、黏土，加上其它的辅料如石膏。
生产设备及条件：将原料混合、研磨后，在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理化学变化，加入适量的石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉。
主要用途：大量用于建筑和水利工程。
4、硅酸钠
硅酸钠(俗名泡花碱)是一种最简单的硅酸盐。一般的硅酸盐都不溶于水，结构复杂，硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，常用作黏合剂和防火剂。如，将其浸泡木材、纺织品后可得到防火木材和纺织品。
硅酸（H2SiO3）是一种不溶于水的很弱的酸，酸性比碳酸还弱，不能使指示剂变色，易形成胶体。硅酸受热易分解生成二氧化硅（SiO2）。
二、新型无机非金属材料新型无机非金属材料已经突破了传统的硅酸盐体系。单晶硅、二氧化硅等有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料。含碳、氮等元素的材料在航天、能源和医疗领域有着广泛的应用。
1、硅和二氧化硅
现代信息技术的基础是建立在半导体材料的基础上的。
(1)硅的原子结构和物理特性
硅元素位于元素周期表第三周期、第ⅣA族，处于金属与非金属的过渡位置。其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最广泛的半导体材料。
