布可以用石头织成吗.doc

研究性学习教案 福清实验高级中学一、布可以用石头织成吗自古以来，人们用来织布的，通常只有两种原料：一种是植物纤维，就是棉花和苎麻等，它们可以织成各种棉布和织物；另一种是动物纤维，那就是蚕丝和毛等，可以组成美丽的丝绸和呢绒。可是在科学技术发展的情况下，增加了人造纤维等新的品种，特别是近年来增加了一种新的纺织原料，它既不是植物，也不是动物，而是毫无生命力的矿物，也就是最普通的石头。用石头制成玻璃纤维，再织成布，叫玻璃布。由于它具有耐高温、耐潮湿、耐腐蚀等许多特性，因此它越来越多地在电气、化工、航空、冶金、橡胶、机械、建筑、轻工业等部门，代替原来所用的棉布和绸缎呢绒。坚硬的石头为什么也能像棉花那样用来织布呢？这真是一个非常有趣的问题。我们知道，用棉花织布是先将棉花的纤维纺成纱，然后经纬交叉，织成了布。我们已经知道了石头制玻璃的过程。石头织布也可以说是石头制玻璃的发展呢！因为石头织布首先是将砂岩和石灰石等轧碎，放到窑炉里，再加进纯碱等原料，用高温把它们熔化成液体，然后把它拉成玻璃纤维，再纺纱织成布。玻璃是很坚硬而又很脆弱的东西，可是它拉成丝后，它却变得很坚韧的了。玻璃丝越细，它的挠度和拉力就越大，在现代科学技术中，不但用玻璃丝织成玻璃布，还用玻璃丝来增强玻璃制品和塑料制品的牢度，就像在混凝土里放入钢筋一样。玻璃纤维，今天已应用到最新的通信技术光通信上面去了。有一种叫做“玻璃纤维管镜”，是用上千根玻璃纤维制成的管子，每根纤维直径只有千分之一毫米，能反射光线，使它沿着管子通过。把它装在照相机上，可以拐弯照相。二、有烧不着的纸吗俗话说：“纸里包不住火”，是用来比喻真相不容易掩盖。而从另一方面也说明了纸是一种很容易燃烧的东西，一旦遇上火，就会很快化为灰烬。有一种防火纸，性能很奇特，你把它放在火上烤，也不会燃烧，只是慢慢焦化。还有一种耐火纸板，把它盖在熊熊燃烧着的火炉上，用手去摸纸面，不会烫手，如果在它上面搁一壶水，烧半天水也不开。这种既能耐火，又能隔热，还可以阻燃的纸，叫耐火或隔热纸板。这种纸和纸板与普通纸有什么不同呢？普通纸是用木材或植物纤维为原料制成的，这些天然纤维都是有机物，很容易燃烧。而耐火纸是用石棉或玻璃纤维等无机物制成的，玻璃纤维主要成分是二氧化硅，不会燃烧。隔热纸板是用硅酸铝和氧化锆纤维制造的，这些纤维熔点很高，火也烧不着它。它们的导热系数都比较小，好像和热没有缘分似的。一般说来，用100玻璃纤维制成的纸，能耐500700高温；用硅酸铝纤维做的纸能耐12001300高温，而氧化锆纤维则可耐高达2500的高温！随着现代航天技术的发展，人们已经把这种耐火纸用到火箭、人造卫星和宇宙飞船上，作为多层隔热系统中隔绝热源和防止起燃的材料。另外，用磷酸盐或有机卤素化合物作阻燃剂，把普通的纸和纸板在阻燃剂溶液中浸渍，然后烘干，也能起到防火的作用。如用聚磷酸芳酯防火剂处理的纸，当它燃烧时，磷酸盐遇到火即形成一层玻璃体，纸就烧不起来，只会在燃烧中生成焦化无机物。人们用溴化物来处理耐火纸，燃烧时，会产生一种阻止燃烧的气体，它使纤维和氧不能接触，纸也就燃烧不起来了。这种经过防火处理的纸，用于房屋糊墙，电气工业，能起到隔热和防火的作用。普通的书写纸，经过防火处理，用来印刷需要保存的文件，万一失火，只要文件不与火焰接触，即使装文件的铁壳箱置于高温中，也不致立即焚毁，这种文件防火纸，是应特殊需要而生产的。三、有一遇到水就燃烧或爆炸的金属吗我们认识的金属，少说也有二三十种。其中象铜、铁、锡、铅、锌、铝等，几乎天天要和它们打交道。也许你的印象中，金属似乎都是不怕水的。可不是吗？把一块铁或者铜放进一盆水里，什么事情也不会发生。你也许不会想到，世界上竟然会有这样一些金属，它们是碰不得水的，如果让它们遇上了水，立刻就会引起一场火灾和爆炸。锂、钾、钠等，就是这样的金属。比如你把一小块金属钾投进一杯水里，你会看到，在金属钾的周围立刻会连续不断的放出许多气泡来，好象这不是一块实心的金属，而是一个压缩空气的出气口似的。原来这是钾正在推开水中的氢离子水分子是由一个氢离子和一个氢氧离子结合而成的硬将自己代替氢离子而与氢氧离子“结合”，变成氢氧化钾。氢离子无可奈何，只好变成氢气，从水中逃出来。由于钾和水作用时产生的热量，超过了氢气的燃点，于是氢气被点燃了。而氢气与空气混合后，燃烧会发生爆炸，这就是为什么钾和水作用时会闪出火光和有爆炸声的缘故。空气中也有水水蒸气，为了不让这些淘气的家伙调皮捣蛋，人们只好将这些金属泡在煤油或汽油中保存。你可以用手拿一块铁、一条铜线，但千万不要用手去拿锂、钾、钠。你的手上多少有点水，一旦和它们接触，就会发生剧烈的化学变化，变化过程中放出的热很多，会把你的手灼伤的！那么怎么拿呢？可用镊子去夹。或用一张吸水纸先将它们挡住，然后隔着纸拿起来。四、石头里拧出的“水”当我们通常形容一个人吝啬到极点的时候，常用“从石头里榨出水来”这句俗话来说。在科学昌明的今天，科学家、技术工人们能从石头里榨出“水”，早已不是什么奇怪的事了。有这样的一家纺织厂，它的原料既不是棉、羊毛，也不是蚕丝与化纤，纺织出的布象绸缎一样光亮柔软，不怕虫咬，也不怕酸碱的腐蚀，即使放在水中也烧不起来它是什么东西做成的呢？是石头，更为确切地说，是石灰石，纯碱与砂子。那不是制造玻璃的原料吗？是的。这家纺织厂纺出的正是玻璃纤维，织的正是玻璃布。我们首先来看看玻璃纤维和布是怎样纺织的呢？这让我们看一下这家独特的纺织厂的生产线就明白了。在原料场上，堆满了大量石灰石、砂子和纯碱。石灰石的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）。砂子是比较纯的二氧化硅（SiO2），而纯碱来自化工厂，叫碳酸钠（Na2CO3），它在我国北方的盐湖中也有出产。经过精选的这些原料各自用破碎机碾成细粉，洁白的细粉通过传送带汇集到一起，按一定的比例混和后送入一个十几丈长的窑。窑的两旁有好几对炉子，向窑中喷出炽热的煤气火舌，窑中的温度高达，这样高的温度足以使钢铁都溶化。在烈焰的烧炼下，石头驯服了，软化了，变成了透明的、流动的玻璃水：Na2CO3CaCO36SiO2Na2CaSi6O14十2CO2这就是从石头中流出来的“水”玻璃水。玻璃水是一种组成不固定的硅酸盐的混和物。工厂里经常用下面的式子来表示其成分：Na2CaO6SiO2。玻璃水可以吹制玻璃瓶，拉伸平板玻璃，我们只要去看看玻璃水纺玻璃纤维的车间便知道其中的奥妙。玻璃纤维车间内明亮宁静，没有纺织厂纱锭旋转的暄闹声。车间内并排放着一系列的小巧的白金坩锅，坩锅里放着溶化的玻璃水，在白金坩锅底上有上千个微小的比针眼还小的孔。玻璃水倾着孔流下就成为比蜘蛛丝还要细得多的玻璃丝，并缠绕在一个转鼓上，转鼓在马达的带动下，飞快地旋转，一斤玻璃拉成的丝有一千公里长，可以从沈阳拉到北京。几十根玻璃丝合在一起只有一根头发那么细，也可将玻璃水用高压蒸气吹出玻璃棉。玻璃棉洁白无暇，柔软蓬松，逗人喜爱。接着，玻璃丝被送到织布车间，那里跟普通的纺织厂差不多，只不过织的是玻璃布。在工厂的产品陈列室里，有玻璃纤维和布制成的产品，真是五花入门，琳琅满目，它们各有本领，身怀绝技。由一根手指粗细的玻璃纤维编结的绳子，可以将一辆满载的解放牌卡车吊起来。玻璃纤维的抗拉强度比普通钢丝要大一倍。玻璃布耐酸碱腐蚀，在化工厂里特别受欢迎，用玻璃布做的收尘袋比棉布耐用二十多倍。原先过滤腐蚀液的过滤布是用毛料做的，现都已改用成玻璃布。这里还陈列着一件银光闪闪的奇怪的衣服。原来它是用玻璃制成的防火衣。这套衣服还包括帽子、面罩及靴子，好象潜水衣似的。衣服的上面喷镀上一层铝，所以银光闪闪，穿上这种衣服，可以在几百度的高温下工作，它比石棉衣服更轻巧（石棉也是一种优良的隔热材料）。由于玻璃布耐热、轻巧，连宇宙航行员的服装也是用涂有聚四氟乙烯的玻璃布制成的。玻璃布的一个重要用户是电机工业。展品柜中很多电线以及电机解剖模型表明，玻璃布是好的电绝缘材料。洁白如雪、柔软轻盈的玻璃棉是非常好的隔音、绝热材料。冰箱、冷藏车、锅炉都用得上它，甚至喷气式宇宙飞船都用它作为隔热材料。玻璃纤维还可制造出强度很大的材料，我们在后面再作介绍。想不到，不怎么起眼的玻璃还有这么多学问，玻璃水、玻璃纤维、玻璃棉、玻璃布原来都是从石头中变来的，人类的技术真神奇啊！它可以创造出一切我们需要的东西。五、被蚊子蚂蚁或蜜蜂叮螫后涂点氨水或肥皂水为什么可以减轻痛痒晚上你在灯下做功课，嗡嗡怪叫的蚊子会躲在桌子下面“偷袭”你，把你的腿叮得又痒又痛，有时还起红疙瘩。被蚊子叮了，为什么会痒、会痛和起红疙瘩呢？原来这些讨厌的“小家伙”，它在吸人血的同时，还要吐一些称为蚁酸的“毒汁”到你的肌肉中去，引起皮肤和肌肉局部发炎，于是就会给人带来痒、痛和发生红疙瘩等等不舒服的感觉。蚊子“肚子”里的毒汁，为什么称它为“蚁酸”呢？岂不是“张冠李戴”了吗？原来是这样的：很久以前，有一位化学家，他捕捉了很多蚂蚁，装进一个有水的蒸馏瓶中进行蒸馏。蒸馏的结果，得到了一种具有刺激性臭气的无色液体。这种液体很厉害，皮肤沾上了就会起泡，它有很强的腐蚀性，是一种酸性物质。这种酸第一次发现时，是从蚂蚁中蒸出来的，所以就称它为蚁酸。蚊子“肚子”里就有这种酸，所以也叫它蚁酸。蚂蚁和蚊子一样，在咬人的时候，也会吐一些蚁酸到你的皮肤或肌肉中去，因此被蚂蚁咬了，也会痒、痛和起红疙瘩。自然界中的昆虫，有不少是含有蚁酸的。春天，百花盛开，很多蜜蜂熙熙攘攘地在花丛中采花酿蜜。蜜蜂是很可爱的小昆虫，但是你却不敢招惹它。你若触怒了它，它会老实不客气地刺你一针，使你疼痛异常，皮肤很快就红肿起来。蜜蜂螫人，就象给你打针一样。蜜蜂的腹部有一个贮满“蜂毒”的“毒囊”。“蜂毒”的主要成分就是蚁酸。蜜蜂的“尾巴”里面藏有一枝锐利的小螫针，当它遇到人们骚扰或袭击的时候，它就用螫针狠狠地刺你一针，“蜂毒”就从螫针“注射”到你身上，使你狼狈不堪。蚊叮、蚁咬和蜂螫所出现的痛、痒和红肿的现象，都是蚁酸在作怪。如果遇到这种不愉快的事情，该怎样办呢？人总是有办法的，蚁酸，顾名思义就是一种酸性物质，你有办法把它除去，问题就解决了。解决的办法并不困难，只要在患处涂上一些稀氨水（浓度为l）或浓肥皂水，让蚁酸和这些碱性物质发生一场“化学战”，变成既不是酸，也不是碱的盐类和水。这场“战斗”，就是化学上说的“中和作用”。 蚁酸变成了盐类，它原来能使人痒、痛和起红疙瘩的“性格”也就减弱了，痛痒减轻了。或许有人说，我在野外被蚁咬或蜂螫，往哪里去弄氨水和肥皂水呢？这的确也是困难。遇