第三节.玻璃、陶瓷和水泥.ppt

第三章探索生活材料 第三节玻璃 陶瓷和水泥 很久以前 有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口 船上装了许多天然苏打的晶体 中午到了 他们决定在沙洲上埋锅造饭 可是沙洲上到处是软软的细沙 竟找不到可以支锅的石块 有人突然想起船上装的天然结晶苏打 于是大家搬来几十块垒起锅灶 然后架起木柴燃了起来 当他们吃完饭收拾餐具准备回船时 只见锅下沙子上有种东西晶莹发光 大家以为发现了宝贝 其实 这是在烧火做饭时 支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应 形成了玻璃 聪明的腓尼基人很快就学会了制作方法 他们把玻璃液制成大大小小的玻璃珠 这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎 一些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换 腓尼基人由此发了大财 玻璃的发现 苏打块和石英砂在高温下发生了化学反应 形成了玻璃 1 玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得 2 普通玻璃中含有哪些成分 思考 人工吹制玻璃器皿 玻璃花瓶 一 玻璃 1 原料 2 主要设备 3 生产过程 5 主要成分 6 主要性能 纯碱 石灰石和石英 玻璃窑 原料粉碎 玻璃熔炉中强热 成型冷却 复杂的物理 化学变化 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 4 反应原理 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 玻璃态物质 没有固定的熔点 在一定温度范围内逐渐软化 普通玻璃 钢化玻璃 你能说出这些常见的玻璃制品的特点吗 7 几种有特殊用途的玻璃 有色玻璃 变色玻璃 钢化玻璃 膨胀系数小 化学稳定性提高 耐高温 抗化学腐蚀 化学仪器玻璃 光学仪器玻璃 高级化学仪器 透光性能 折光率高 色散性好 铅玻璃 眼镜片 望远镜用凹凸透镜等光学仪器 使玻璃呈现特殊颜色 蓝色 Co2O3 红色 Cu2O 淡绿色 FeO 机械强度增大4 6 抗震裂 不易破碎 破碎不伤人 车窗玻璃 运动器材 微波通讯器材 含有AgBr AgCl 和微量CuO 遇光变成灰黑色 太阳镜片 变色玻璃 夹层玻璃 是由坚韧的聚乙烯醇缩丁醛 PVB 胶片将两块玻璃板在一定温度和压力下粘结成一个整体 它可由退火玻璃 钢化玻璃或热增强玻璃来制成 当夹层玻璃破碎时 玻璃碎片粘在塑料中间层上 因此 夹层玻璃可以减少玻璃碎片对人身和财产的伤害 开阔视野 中空玻璃的特点 具有良好的保温 隔热 隔声等性能 如在玻璃之间充以各种漫射光材料或电介质等 则可获得更好的声控 光控 隔热等效果 中空玻璃的用途 主要用于需要采暖 空调 防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上 广泛应用于住宅 饭店 宾馆 办公楼 学校 医院 商店等需要室内空调的场合 也可用于火车 汽车 轮船 冷冻柜的门窗等处 钢化玻璃 夹层玻璃 中空玻璃都属于安全玻璃 开阔视野 玻璃在熔化状态下抽成丝成为玻璃纤维 玻璃纤维用合成树脂一层层胶合压制成一定形状 并在加压下加热固化 形成玻璃钢 强度大如钢 比钢轻 玻璃纤维耐腐蚀 不怕烧 不导电 不吸水 隔热 吸声 防虫蛀等 开阔视野 注意 有机玻璃 水玻璃都不是玻璃 有机玻璃 水玻璃是玻璃吗 玻璃是一种价格低廉的人造宝石 用于仿制天然珠宝玉石 如玉髓 石英 绿柱石 祖母绿和海蓝宝石 翡翠 软玉和黄玉等等 宝石学上所指的用于仿宝石的玻璃是由石英和少量碱金属元素如钙 钠 钾或铅 硼 铝 钡的氧化物组成 区分玻璃和宝石 用手触摸样品 天然宝石有一种冰凉感 而玻璃则有温感 宝石都是晶体 传热比较快 玻璃是没结晶的非晶质 传热比较慢 用舌尖舐样品确定凉或温会更灵敏些 此外 用放大镜观察 玻璃的表面和内部常有弯曲或旋涡状的细线纹 其外观很象将蜂蜜或胶水倒入清水后加以搅拌时 由于混合不均匀所产生的现象 玻璃内部还经常出现圆珠状 椭圆状 扁平状等各种各样的气泡 用放大镜也很容易观察到 开阔视野 玻璃与宝石 我国水泥产量哪一年跃居世界第一 旧中国的水泥主要依靠进口 旧称 洋灰 据记载最高年产量仅2 29 106t 在新中国诞生以后 水泥工业有了迅速的发展 从1949年到1983年 增长了160多倍 1983年产量达1 06 108t 居世界第二位 1989年产量达2 07 108t 居世界第一位 其中1999年我国水泥产量占世界的37 16 二 水泥 1 主要原料 2 主要设备 辅助原料 石灰石和黏土 石膏 作用是调节水泥硬化速度 水泥回转窑 水泥回转窑 水泥生料煅烧成熟料的物理 化学变化过程 温度 作用 1 干燥带 100水分蒸发 2 预热带 600有机物燃烧和高岭土的脱水 3 分解带 900石灰石分解 CaO和SiO2Al2O3发生固态反应 5 烧结带 1400烧结 熔融 得熟料 一 水泥 1 主要原料 石灰石和黏土 2 主要设备 水泥回转窑 辅助原料 石膏 3 主要成分 硅酸三钙 3CaO SiO2 硅酸二钙 2CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 等 4 主要性能 水硬性 5 主要用途 建筑 修路 如 水泥砂浆 混凝土 钢筋混凝土 水泥的标号水泥的标号是水泥强度大小的标志 测定水泥标号的抗压强度 系指水泥砂浆硬结28d后的强度 例如检测得到28d后的抗压强度为310kg cm2 则水泥的标号定为300号 抗压强度为300 400kg cm2者均算为300号 普通水泥有 200 250 300 400 500 600六种标号 200号 300号的可用于一些房屋建筑 400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房 以及一些重要路面和制造预制构件 1 防水 防潮 一定要在保质期内使用 2 所用水泥强度等级要符合要求 3 水泥运输和使用时要注意防止粉尘污染 4 加入的水应选用洁净的淡水 不得含有油脂类或糖类物质 5 严禁将已经凝固的混凝土重新拌合使用 6 混凝土浇筑后应及时养护 保护混凝土湿润 养护时间不得少于7天 7 要与沙石 钢筋 外加剂等辅助材料合理搭配 正确使用 水泥使用应注意 开阔视野 从目前所知的考古材料来看 陶器中的精品有旧石器时代晚期距今1万多年的灰陶 有8000多年前的磁山文化的红陶 有7000多年的仰韶文化的彩陶 有6000多年的大汶口的 蛋壳黑陶 有4000多年的商代白陶 有3000多年的西周硬陶 还有秦代的兵马俑 汉代的釉陶 唐代的唐三彩等 到了宋代 瓷器的生产迅猛发展 制陶业趋于没落 但是有些特殊的陶器品种仍然具有独特的魅力 如宋 辽三彩器和明 清至今的紫砂壶 琉璃 法花器及广东石湾的陶塑等 都是别具一格 倍受赞赏 传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料 Al2O3 2SiO2 2H2O 与其它天然矿物原料经过粉碎 成型 煅烧等过程制成的各种制品 广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称 三 陶瓷 china 1 主要原料 黏土 2 传统生产过程 你知道彩釉的颜色与加入金属元素的关系 三 陶瓷 China 1 主要原料 粘土 2 传统生产过程 混和 成型 干燥 烧结 冷却 3 反应原理 复杂的物理 化学变化 4 主要成分 硅酸盐 5 主要特性 抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 易成型等优点 陶都 江苏宜兴市瓷都 江西景德镇 主要种类 土器 砖瓦 红瓦 自然冷却 Fe2O3含量较多 青瓦 淋水冷却 Fe3O4 FeO较多 陶器 彩陶 江苏宜兴的紫砂壶 秦汉兵马俑 瓷器 茶具 炻器 水缸 砂锅 瓷雕 收藏珍品 注意 搪瓷不属于陶瓷 景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为 洁如玉 明如镜 薄如纸 声如磬 四 玻璃和陶瓷的新发展 用途 除了可以用于通讯外 还用于医疗 信息处理 传能传像 遥测遥控照明等许多方面 1 光导纤维 光纤 SiO2 光学纤维胃镜 特点 耐高温 耐腐蚀 硬度大 耐磨损 不怕氧化 氧化铝陶瓷 2 新型陶瓷 高温结构陶瓷 高纯氧化铝透明陶瓷管 氧化铝陶瓷制品 Si3N4基陶瓷球轴承 氮化硅陶瓷 特点 密度小 高强 高硬 高韧性 耐磨损 耐腐蚀 抗氧化 抗热震 自润滑 隔热 电绝缘等一系列优良性能 哥伦比亚号航天飞机 即在航天器的表面覆盖上一层特种陶瓷 这种陶瓷耐高温 隔热 有很好的机械性能 可以被烧蚀而带走热量 可以分为苏联方案和美国方案 苏联方案是采用宇宙飞船形式 中国也采用的是苏联方案 美国采用的是航天飞机的形式 不管采用哪种方式 在防止空气摩擦而烧毁航天器的方法基本是相同的 在返回的神五飞船照片上可以清晰的看到许多烧蚀的坑洼 航天飞机上的特种陶瓷覆盖层叫防热瓦 哥伦比亚号航天飞机在返回时就是防热瓦损坏而使飞船解体的 开阔视野 表面使用特种陶瓷 杨利伟神舟五号返回舱 1 普通玻璃是 混合物 纯净物 玻璃可在一定温度范围内软化 制成工艺品等 这是因为玻璃不是 而是一种物质 没有固定 2 制水泥和玻璃时都需要用的原料是 A 粘土 B 石英 C 石灰石 D 纯碱 练习 C 3 下列说法正确的是 A SiO2是酸性氧化物 它不溶于水也不溶于任何酸 B SiO2是制造玻璃的