第三节　玻璃、陶瓷和水泥 (10).ppt

第三节玻璃、陶瓷和水泥Glass、Ceramics、Cement,第三章探索生活材料,三大传统的硅酸盐产品,一、玻璃,1、原料：纯碱、石灰石和石英,2、主要设备：玻璃熔炉,3、生产过程：原料粉碎，按比例混合，玻璃熔炉中强热，成型冷却,Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,4、反应原理：复杂的物理、化学变化主要反应,高温,高温,6、主要性能：玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。性质稳定，但易被氢氟酸和强碱腐蚀,Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形的玻璃态物质，主要成分是SiO2。,5、普通玻璃的主要成分,思考：玻璃为什么会被人工吹制成各种形状？,普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起形成的物质，主要成分是SiO2。玻璃不是晶体，而是玻璃态物质，这类物质没有固定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可被吹制成任何形状的制品。,考考你,当我们把若干块普通玻璃叠加，或从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。为什么？,含二价铁呈现淡绿色,汽车的前挡风玻璃为什么是钢化玻璃？,几种常见玻璃简介,普通玻璃,-因混有二价铁的化合物显浅绿色,蓝玻璃,红玻璃,化学仪器玻璃,光学仪器玻璃,-加入PbO,钢化玻璃,光导纤维,-加入Co2O3,-加入Cu2O,-提高SiO2的含量或加入B2O3,-普通玻璃加热到软化温度时急速冷却,变色玻璃,-加入AgBr和微量CuO,-石英玻璃纤维（高纯度的SiO2）,彩色玻璃（添加了氧化物）,特种玻璃,二、陶瓷,1工业制备：,主要原料：,粘土,设备：,2陶与瓷的异同之处,共同点：都是硅酸盐产品,不同点：原料、温度、陶瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别,条件：,窑,高温,3陶瓷的优点和用途：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点，有着广泛的用途。例如：化学实验中用的坩埚、蒸发皿、餐具、砖瓦、电绝缘瓷器等也是陶瓷制品。,三、水泥：,1、主要原料：,2、主要设备：,3、生产过程：,辅助原料：石膏作用是调节水泥硬化速度,4、反应原理：,5主要成分：,硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙(CaOAl2O3),粘土和石灰石,水泥回转窑,生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥,复杂的物理、化学变化,7.几个概念：水泥砂浆混凝土钢筋混凝土,水泥、沙子和水的混合物,水泥、沙子、碎石和水的混合物,混凝土和钢筋混合在一起,6、特性：水硬性（重要的建筑材料）、吸水性，不能长期存放，短期存放要防潮。,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。,四、新型无机非金属材料-玻璃和陶瓷的新发展,一、光导纤维,主要成份：二氧化硅,特点：传导光的能力非常强,光纤通信有哪些优点呢？,1、信息量大，每根光纤理论上可同时通过10亿路电话。,2、质量小：每公里27g，不怕腐蚀。,4、成本低：每公里1万元左右。,3、性能好，抗电磁干扰、保密性强。,医学应用：内窥镜,二、高温结构陶瓷,耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小,高温结构陶瓷的特点：,讨论：,采用高温结构陶瓷制造发动机有哪些优点呢？,普通柴油发动机带有水箱。,提示：,铸铁发动机高温时容易损坏，需用水冷却，浪费热能。高温结构陶瓷发动机工作温度稳定在1300，燃料充分燃烧，热效应提高，且质轻。,红陶罐(新时期时代),灰陶纹豆(崧泽文化),硬陶罐(战国),三彩骆驼(唐),跪射俑(秦),水泥回转窑,6000吨回转窑设备,作业P65,2.查阅资料，说明水泥的强度等级是如何确定的。3.举例说明玻璃和陶瓷的新发展。,除光纤外，还有防盗玻璃、微晶玻璃除高温结构陶瓷外，还有纳米陶瓷、氧化物陶瓷、压电陶瓷,作业P65,4.水泥被广泛用作建筑材料，但是由于它的颜色单调，不太美观，人们研制出了白水泥和彩色水泥。已知氯化钴(CoCl2)在含有不同数目的结晶水分子时呈现不同的颜色，如CoCl2呈蓝色，CoCl2H2O呈蓝紫色，CoCl22H2O呈紫红色，CoCl26H2O呈粉红色。利用这个性质，人们把氯化钴加入水泥中，制成了变色水泥。请你说明变色水泥在空气中主要受什么因素影响而改变颜色，举出几种情况下水泥可能呈现的颜色。,变色水泥的颜色主要受空气中水分含量的影响。例如，空气干燥时可能呈蓝色或蓝紫色；空气潮湿时可能呈紫红色或粉红色。,新型燃气玻璃制品坩埚炉,蓄热式马蹄焰池玻璃窑炉,4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。,7、几种特殊玻璃,石英玻璃：,膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光,用途：化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；光导纤维、压电晶体等。,光学玻璃：,透光性能好、有折光和色散性(铅玻璃),用途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器,有色玻璃：,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。,蓝色(Co2O3)红色(Cu2O)淡绿色(FeO),钢化玻璃：,玻璃在电炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃。,PbO,作业P65,1.玻璃的性能和用途是由什么决定的？如何减少和利用玻璃垃圾？3.举例说明玻璃和陶瓷的新发展。,(1)由玻璃的成分决定的。(2)尽可能回收玻璃瓶，其中