玻璃、陶瓷和水泥

第三节 玻璃、陶瓷和水泥,第3章 探索生活材料,以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业,如制造玻璃、陶瓷、水泥等产品的工业都属硅酸盐工业。,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。,一、玻璃,讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?,实验室玻璃仪器,石英玻璃管,玻璃杯,玻璃艺术品,玻璃金字塔,思考讨论：,1、制造玻璃的主要原料是什么？,2、玻璃窖中主要发生了哪些反应？,3、玻璃的主要成分是什么？,4、玻璃为什么可以被人工吹成不同形状的制品？,一、玻璃,纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2),2、反应原理： 复杂的物理、化学变化，主要反应：,3、主要成分：,1、原料：,硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2),学与问,玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？,玻璃没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品,讨论：,这四幅图中的几种玻璃跟普通玻璃相比有什么特殊呢？,4、几种特殊玻璃：,硼硅酸盐玻璃：,膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀,用途: 高级化学仪器,光学玻璃：,透光性能好、折光率高,用途：眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器,加入BO,加入PbO,彩色玻璃：,金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。,玻璃在钢化炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃,钢化玻璃：,蓝色(Co2O3) 红色(Cu2O) 淡绿色(FeO),机械强度大，抗震裂、不易破碎；碎块没有尖锐的棱角。,用途：汽车或火车的车窗等,变色玻璃,资料卡片,含有AgBr （或AgCl）和微量CuO的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中的AgBr发生分解，产生银原子。当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收，原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在CuO的催化作用下，银原子和溴原子又会结合生成AgBr。于是，玻璃又变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。,用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片等。,*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。,开阔视野,5、玻璃瓶装药品的几个问题：,HF：SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 可用于刻花玻璃，不能装氢氟酸。,玻璃塞：带有磨口的玻璃塞，与碱液反应。 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 使二者粘在一起，所以不能装碱液。,玻璃瓶可以装碱液，但是要用橡胶塞。,6、玻璃的新发展,1.光导纤维（光纤）,从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉出直径约100微米的细丝。,石英玻璃,主要成分不再是硅酸盐，而是SiO2作光导纤维,光纤通信有哪些优点呢？,1、信息容量大；,2、质量小而且细，不怕腐蚀铺设方便；,3、成本低;,4、光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通信质量高，能防窃听；,医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明,光学纤维胃镜,现代通信用光缆,光导纤维手术头灯,用光导纤维做手术不用开刀,1.普通玻璃是 （混合物、纯净物），可在一定温度范围内软化，这是因为玻璃是一种 物质，没有固定的 。,混合物,玻璃态,熔点,反馈练习：,2.下列关于玻璃的叙述正确的是（ ） A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英 B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体 D.玻璃是硅酸钠盐，有一定的熔点,AB,3.工业上制造一般的光学玻璃用到的原料是（ ） A、硼砂、烧碱、氧化铜、石英砂 B、纯碱、黏土、石英、氧化铜 C、氧化铅、纯碱、石灰石、石英 D、石灰石、纯碱、黏土、硼砂,4.与普通玻璃具有相同组成的是（ ）A、光学玻璃 B、有色玻璃 C、钢化玻璃 D、有机玻璃,C,C,4、制造玻璃的主要设备和反应条件是什么？,3、制造玻璃的主要原料是什么？,纯碱、石灰石、石英,玻璃窑（玻璃熔炉）；反应条件是高温,蓝色：Co2O3（氧化钴）；红色：Cu2O（氧化亚铜）； 淡绿色是因为混有二价亚铁离子,硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）、二氧化硅（SiO2）,5、玻璃的主要成分是什么？,6、制造玻璃过程中，加入什么物质后玻璃呈蓝色？加入什么呈红色？普通玻璃呈淡绿色是因为混有什么？,二、陶瓷,1、著名的陶都、瓷都在哪？2、制陶瓷的主要原料是什么？3、手工制陶瓷的生产过程是怎样的？4、对于一般烧制成的陶瓷制品有何共同缺陷？怎样弥补？5、陶瓷具有哪些优点？6、陶瓷主要有哪些用途？,陶器、瓷器的区别,比较：,陶瓷工业,被称为瓷都的江西景德镇在元代出产的青花瓷已成为瓷器的代表。青花瓷釉质透明如水，胎体质薄轻巧，洁白的瓷体上敷以蓝色纹饰，素雅清新，充满生机。青花瓷一经出现便风靡一时，成为景德镇的传统名瓷之冠。与青花瓷共同并称四大名瓷的还有青花玲珑瓷、粉彩瓷和颜色釉瓷。,图3-27 陶器制造过程示意图,粗糙,VS,光滑、色彩丰富,特点：耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化,氧化铝,新型陶瓷-高温结构陶瓷,氮化硅,SiC,ZrO2,常见种类,1、普通硅酸盐水泥的主要原料是什么？其主要成分有哪些？2、什么是水泥的水硬性？3、什么是水泥砂浆？4、什么是混凝土？,三、水泥,三、水泥,水泥用途：,水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。是建筑黏合剂。,混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。,混凝土常用钢筋做结构，这就是常说的钢筋混凝土结构。,水泥的性能是如何表示的？,水泥回转窑,原料中的石膏的作用是什么？,用强度等级来表示水泥的不同性能。常用