光纤光缆
普通电缆
信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话8管同轴电缆每条通话1800路
原料来源广（石英玻璃），节约有色金属
资源较少
质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便每km1.6t
成本低，每km10000元左右
普通光缆每km200000元左右
性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射。
【典型例题】
例1下列属于新型无机非金属材料的特性是
①能承受高温、强度高②具有电学特性③具有光学特性④具有生物功能⑤可塑性好
A．①B．①②C．①②③⑤D．①②③④
分析：本题考查新型无机非金属材料的特性。
解答：D
例2下列有关材料的说法不正确的是
A．传统的无机材料虽有不少优点，但质脆、经不起热冲击B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差C．高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D．新型无机非金属材料特性之一具有电学特性解析：传统的无机非金属材料缺点为质地较脆，经不起热冲击，所以A选项正确。新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点还具有若干优点，如能承受高温，强度较高，具有电学性等。所以B选项错误，D选项正确。高温结构材料具有能受高温，不怕氧化耐酸碱腐蚀、硬度高、耐磨损、密度小等优点。
答案B
例3有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应C．光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听解析：高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点，本身还具有很多优点，如耐高温、高硬度、不怕氧化等，所以A选项错误。氮化硅陶瓷是重要的结构材料，有许多优点，如耐腐蚀性较强，但都可以跟氢氟酸反应，所以B选项错误。光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维，且抗干扰能力好，不发生电辐射，能防窃听等，所以C、D选项正确。故选C、D。
答案C、D
例4是我国研制的一种闪烁晶体材料，常用于诺贝尔得奖者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。若知：①锗处于其最高价态。②铋的价态与铋跟氯形成共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构③可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。
①锗和铋的元素符号分别是和。
②晶体的化学式是。
③晶体中所含铋的氧化物的化学式是。
解析：本题属于信息题，主要考查学生活学活用知识的能力。此题除Ge、Bi元素符号外，其余各问均为知识的综合运用。已知Ge为ⅣA族元素，最高价为＋4价，而Bi为ⅤA族元素，最高价为＋5。由①知在BaO中Ge为＋4价。由②Bi的氯化物有和（由P的两种氯化物推知），其中Bi最外层有5个电子，形成三条共价键时就具有最外层8电子稳定结构，故在中Bi应显＋3价，由③又可看作是锗和铋的复杂氧化物，则它们的氧化物分别为，而在这两种氧化物中所含氧的总质量相同，即将写成复杂氧化物形式时，各氧化物前的系数应满足氧原子数相等，故可写成，再由题设是锗酸铋的简称，写成盐的形式为。
答案①②或③
启示：本题易认为铋的氯化物为，对铋具有8电子稳定结构这句话不能理解。
【习题精选】
一、选择题
1．下列属于新型无机非金属材料的是
（A）高强度水泥（B）钢化玻璃（C）氧化铝陶瓷（D）光导纤维
2．下列有关材料的说法不正确的是
（A）传统的无机材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击。
（B）新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的特点，但强度比较差。
（C）高温结构材料具有耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点。
（D）新型无机非金属材料的特性之一是具有电化学特性。
3．下列说法中不正确的是。（南昌市联考题）
（A）新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高。
（B）高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点。
（C）光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便。
（D）光导纤维除用于通讯外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面。
4．有关材料的用途不正确的是。
（A）高温结构陶瓷可以制作耐酸设备
（B）氧化铝陶瓷不可以用于制作耐高温设备（C）氮化硅陶瓷可以制造轴承
（D）光导纤维可用于传能传像、照明等
5．我国是世界上研究超导技术比较先进的国家，在高温超导材料中，铊（Tl）是重要成分之一。已知铊与铝是同主族元素，关于铊的性质的推断可能错误的是
（A）铊是银白色、质软的金属（B）铊不能形成气态氢化物（C）铊与稀硫酸反应生成（D）是两性氢氧化物
6．碳化硼陶瓷硬度大，熔点高，具有化学惰性。据此判断，下列不能作为碳化硼陶瓷用途的是
（A）作耐磨材料（B）作润滑材料（C）制切削工具（D）制钢化玻璃答案
1．C、D2．B3．C4．B5．D6．B、D
二、填空题
1．硅酸盐属于，缺点是。新型无机非金属材料有许多优点，可以根据其特点用于不同的领域。比如氧化铝陶瓷硬度高的优点，可以制造在实验室中使用的。
2．新型无机非金属材料的特性有……，目前较广泛使用的高温结构陶瓷有……等，广泛应用于光缆通讯的是。
3．金属制的发动机，燃料的有效利用率只有28%～38%，用或陶瓷制的发动机可将热效率提高到50%，简述其原因：。
4．氧化铝有两种变体，一种是，另一种是。可用在723K时加热制得，它不耐酸；是天然刚玉的主要成分，硬度很高，且对酸有极强稳定性。可以用于高温煅烧制得。已知氧化铝可由铝铵明矾加热制得，铝铵明矾受强热分解的产物为……和。
（1）写出铝铵明矾受热分解的化学方程式：，氧化产物是，还原产物是，它们的物质的量之比为。
（2）把上述反应中的加入适量氧化铬在氢氧焰上强热熔融后，使其结晶可以制成人造红宝石，可用于作激光器材和装饰品。所得人造红宝石是哪种的变体？答：。怎样用简便方法说明它确实是该种的变体？答：。
5．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是。
（A）制汽轮机叶片（B）制有色玻璃
（C）制永久性模具（D）制造柴油机
（2）写出N的原子结构示意图：，根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式：。
（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：。
（4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为。
答案
1．传统无机非金属材料；质脆、经不起热冲击；刚玉球磨机。
2．能承受高温和强度高；具有电学特性；具有光学特性；具有生物功能；氧化铝陶瓷；氮化硅陶瓷；碳化硼陶瓷；光导纤维。
3．金属制的发动机在高温时容易损坏，因此必须用水来冷却，这样会使大量的热散失到空气中而浪费掉，故热效率低。而高温陶瓷材料耐高温且不易传热，不需用水冷却，从而节省了燃料，提高了热效率。
4、5略。
【扩展资料】
液晶
介于固态和液态之间的各向异性流体，所以，有时又把它叫做介晶态。液晶的发现打破了人们关于物质三态（固态、液态、气态）的常规概念。
现在已经知道的液晶物质，多数是脂肪族化合物、芳香族化合物和甾族化合物。科学工作者发现，分子的几何形状和该分子是存在液晶相（这里的“态”和“相”两字的含义相同）有关。呈细长棒状，平板状或盘状的分子，才有可能存在液晶相。
用偏光显微镜来观察液晶，根据它们呈现的纹理结构（一种图案），可把液晶分成三种类型三种相。（1）近晶型液晶或近晶相。（2）向列型液晶或向列相。（3）胆甾型液晶或胆甾相。近晶型液晶的分层排列，有同一方向，与晶体相近，故译名为向近晶相。向列型液晶的分子位置杂化，但方向一致，故译名为向列相。胆甾型液晶，最早是从胆甾醇类物质中发现的，便命名为胆甾相液晶。
液晶在电场作用下，光学性能的变化叫电光效应。电子计算器、钟表等的数字显示就是液晶电光效应的应用。利用液晶的热效应（即液晶的光学性能随温度的变化）可作医学上的皮癌检查和肿瘤部位的测定，还可用于测定细胞内的化学反应。此外，还应用于航空机械和冶金产品的无损探伤和高分子反应中的定向聚合等。
光纤通讯
1870年，英国物理学家廷德尔在实验中观察到，把光照射到盛水的容器内，从出水口向外倒水时，光线也沿着水流传播，出现弯曲现象，这好象不符合光只能直线传播的定律。实际上，这时光仍是沿直线传播，只不过在水流中出现了光反射现象，因而光是以折线方式前进的。
简单地说，光纤通信也就是运用光反射原理，把光的全反射限制在光纤内部，用光的信号取代传统通信方式中的电信号。
廷德尔观察到的现象，直至1955年才得到实际应用。当时英国伦敦英国学院工作的卡帕尼博士，发明了用极细的玻璃制作光导纤维。每根细如丝的光导纤维是用两种对光的折射率不同的玻璃制成，一种形成中央中心束线，另一种包在中心束线外面形成包层。由于两种玻璃在光学性质上的差别，光线经一定角度从光导纤维的一端射入后，不会从纤维壁逸出，而是沿两层玻璃的界面连续反射前进，从另一端射出。最初，这种光导纤维只是应用在医学上，用来改进内窥镜。当时使因而应用范围受到限制。
1960年，在英国标准通信公司实验室工作的英籍华裔科学家高昆博士和霍克姆博士提出：只要去除玻璃中的杂质，使其对光的吸引减到最小，就可以利用光导纤维进行远距离光信息传输。并提出做光通信的光导纤维的衰减率须小于每千米20分贝。
1970年，美国柯林玻璃公司研制出第一根光损耗为每千米20分贝的低损耗光导纤维拉开了光导纤维应用于光通信的序幕。柯林公司经多年努力，利用先进的技术，已能制出很纯、很均匀的玻璃纤维，使进入法纤的光信号，在强度减半前可行进10多千米。
光导纤维的制造技术在迅速发展，光纤的光衰减率逐年降低。到1979年，1.5微米波长的最低光损耗率可达每千米0.2分贝。有了如此高质量的光导体，就可以减少对价格昂贵的增幅器的需求。光纤通信与目前通用的电气通信相比有许多优越之处。光纤通信的通信容量比电气通信100倍，一根比头发丝还细的光纤可传输几万路电话或几千路电视。制造光导纤维的原则是地球上取之不尽的石英，只要几克石英就能制出一千米长的光纤。因而用光纤代替普通金属导线可以节约大量宝贵的有色金属铜和铅。光纤的重量很轻，8根光纤做成的光缆，每千米仅重约60千克，而同样数量的普通电缆则有4吨重。光导纤维的传输损耗低，因此中继站距离长。一般同轴电缆，每隔1.5千米就要设一个中继站；而光纤通信的中继站，距离可超出10千米。这就意味着采用光纤通信系统的投资可大大降低。另外，光纤通信还具有抗干扰、无污染、保密性等优点。
光纤通信确是一种理想的通信手段。自1977年5月，美国电报电话公司在芝加哥市内两个电话局间开通了世界上第一条光纤通信线路以来，世界上已有很多国家开始及发展光纤通信，美、日、英、法等八国已宣布，今后铺设长途通信干线不再使用电缆而改用光缆了。
