高中化学 3_2 陶瓷的烧制 鲁科版选修2

1、目标导航,预习导引,1.通过了解陶器、瓷器及新型陶瓷材料的原料等内容,知道陶瓷材料的主要化学成分,陶与瓷以及新型陶瓷材料在成分上的区别。 2.通过陶瓷的制作工艺等内容,了解陶瓷制作工艺的主要步骤,陶与瓷在制作工艺上的主要区别及釉的成分与作用等,目标导航,预习导引,一,二,三,一、陶瓷器及其烧制 1.陶器。 (1)陶器通常分为红陶和灰陶。 (2)烧制陶器从原料开始,一般分为制泥、成型、干燥、烧成等步骤。 (3)陶器的烧成主要工艺条件是温度和气氛。 温度是指温度控制,即烧成温度、升温速度、保温时间及降温速度。 气氛是指烧制时使用的火焰是氧化气氛还是还原气氛;氧化气氛得红陶,还原气氛得灰陶,目标导航

2、,预习导引,一,二,三,2.瓷器的烧制工艺。 制瓷要选用纯净的高岭土(又称瓷土,因最早发现在景德镇的高岭而得名)做原料,高岭土的主要成分可以用Al2O32SiO22H2O来表示,其中二氧化硅和氧化铝的含量比烧制陶器的普通黏土明显要高,氧化铁的含量则显著降低。原料的变化使得瓷坯有可能在较高温度下烧成(一般在1 200 以上),从而使烧制出来的瓷器的坯体组织细腻、结构致密、强度较高、吸水率极低,瓷器的表面素色洁净,呈半透明状。 瓷器的制作通常要经过多步工序:制瓷原料的选择;原料的加工与精选;坯体成型工艺;坯体干燥;涂敷釉料;入窑烧制。 感悟思考 1.盖房子使用的红砖和青砖是在什么气氛中烧成的? 提

3、示：红砖氧化气氛,青砖还原气氛,目标导航,预习导引,一,二,三,二、我国瓷器的发展历史 我国的瓷器在唐宋时期蓬勃发展。唐代时已有浙江的越窑和河北的邢窑两大名窑系,分别以制造青瓷和白瓷而著称。宋代的瓷器产地更加广泛,特别是钧、汝、官、哥、定五大名窑成为当时的代表。明、清时期,我国的瓷器制作工艺与装饰艺术达到鼎盛时期,这时的瓷器生产以景德镇技艺水平为代表。明代的青花瓷,清代的五彩、粉彩、珐琅彩等瓷器具有很高的艺术价值。 感悟思考 2.陶器和瓷器的成分和性能相同吗? 提示：不相同。生产瓷器原料的SiO2、Al2O3含量比制陶器原料高;瓷器更密实、不易透水,目标导航,预习导引,一,二,三,三、新型陶瓷

4、材料的发展与应用 新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷,它在许多方面突破了传统陶瓷的概念和范畴。新型陶瓷材料的出现被称为陶瓷发展史上的又一次飞跃,目标导航,预习导引,一,二,三,新型陶瓷材料的化学组成已远远超出了硅酸盐的范围,常见的有氧化物陶瓷(氧化铝、氧化锆等)、氮化物陶瓷(氮化硅、氮化铝、氮化硼等)、氟化物陶瓷(氟化镁、氟化钙等)。制造新型陶瓷材料所用的原料已从天然矿物为原料发展为人工合成的超细、高纯的化工原料。新型陶瓷材料从结构上来说也不仅只是烧结体,还可以做成单晶、纤维、薄膜和粉末,如用于制作人工牙根的氧化铝单晶等。它们中有些具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优异的性质。还有些具有声、电、光

5、、热、磁等多方面的特殊性能,用途极为广泛。按其使用性能分类,新型陶瓷材料可以分为结构陶瓷(如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷)和功能陶瓷(如压电陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷等)两大类,目标导航,预习导引,一,二,三,虽然人们已经成功地制造了许多新型陶瓷材料,但这些性能优异的新型陶瓷材料仍然属于脆性材料。陶瓷材料容易破裂,这个致命的弱点极大地影响了它们的应用。科学家们正在研制打不碎的陶瓷材料,这将使陶瓷材料的应用更加广泛。 制作传统陶瓷和精细陶瓷制品所使用的原料的颗粒大小一般属于微米级(110-6 m),现在人们希望采用新的制备方法把陶瓷材料的颗粒加工到纳米级(110-9 m)大小。用这种超细微粉体粒子可以制

6、得高性能的纳米陶瓷。纳米材料将具有很好的延性甚至出现超塑性,真正成为打不碎的陶瓷材料,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,要点一传统无机非金属材料 问题导思 传统无机非金属材料主要指什么材料? 提示：传统无机非金属材料指硅酸盐材料。 常见的硅酸盐材料产品有哪些? 提示：玻璃、水泥、陶瓷等,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,例1】 根据普通玻璃、普通水泥和普通陶瓷的生产过程,总结出硅酸盐工业的一般特点是() (导学号52710057) 原料中一定含硅元素生成物是硅酸盐 反应条件是高温

7、发生复杂的物理、化学反应 A.B. C.D. 解析：硅酸盐工业的主要特点是:生产原料一定含有硅元素,生产产品的物质类型属于硅酸盐;使物质发生变化的条件是高温,物质变化的类型,既有物理变化,又有多种复杂的化学变化。 答案：D,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,1.与陶瓷、玻璃、水泥同类的物质是() A.光导纤维B.有机玻璃 C.人造纤维D.砖瓦 解析：陶瓷、玻璃、水泥、砖瓦均属于硅酸盐材料;光导纤维的成分为SiO2;人造纤维和有机玻璃均为有机高分子材料。 答案：D,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,要点二新型陶瓷 问题导思 陶器与瓷器有哪些区别? 提示：原料不同;生产温度

8、不同;质地不同。 碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷属于哪类材料? 提示：新型陶瓷材料。 1.广义上的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,所以新型陶瓷材料按照陶瓷的广义定义来看仍然属于陶瓷材料。 2.常见的新型陶瓷有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、氟化物陶瓷等,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,例2】 在高新技术蓬勃发展的今天,陶瓷材料被称为“支撑未来高新技术的尖端材料”,广泛应用在航空、航天、信息、医疗、交通运输等许多领域。下列说法中正确的是() (导学号52710058) A.新型陶瓷材料和传统陶瓷材料都是硅酸盐材料 B.新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷 C.制造新型陶瓷

9、制品的原料以天然矿物为主 D.现在已经制造出的新型陶瓷材料大都性能优异,具有很好的延性和超塑性,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,解析：新型陶瓷材料的化学组成已经远远超出了硅酸盐的范围,不再是传统的硅酸盐材料,故A错误。制造新型陶瓷制品所用的原料已从天然矿物发展为人工合成的超细、高纯的化工原料,故C错误。目前,人们成功制造出的许多新型陶瓷材料,虽然性能优异,但仍然属于脆性材料,故D错误。 答案：B,要点一,要点二,典例导航,即时演练,即时检测,2.下列关于无机非金属材料的说法中正确的是 () A.传统无机非金属材料是指:光导纤维、玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B.新型无机非金属材料

10、虽然克服了传统无机非金属材料的缺点,但强度比较差 C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 解析：A项中光导纤维是新型无机非金属材料;B项中强度比较差是错误的;D项中新型无机非金属材料中的光导纤维、单晶硅等其成分都不是硅酸盐。 答案：C,要点一,要点二,即时检测,1.下列对陶器和瓷器的比较中正确的是() A.瓷器烧制时使用的温度不如陶器烧制时使用的温度高 B.陶器使用的黏土中含有的杂质比瓷器使用的原料含有的杂质少 C.瓷器与陶器相比,具有坯体细腻、强度较高、结构致密、吸水率低的优点 D.一般说来,瓷器比

11、陶器的制造工序简单 解析：瓷器与陶器相比,制造时所用的原料含杂质少,烧制时使用的温度更高,具有坯体细腻、强度较高、结构致密、吸水率低的优点,制造工序更复杂。 答案：C,要点一,要点二,即时检测,2.下列关于硅单质及其化合物的说法中正确的是() 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A.B.C.D. 解析：水晶饰物是SiO2,不是硅酸盐制品。光导纤维的成分是SiO2,不是硅单质。 答案：C,要点一,要点二,即时检测,3.美国航天飞机“哥伦比亚号”爆炸,是震惊世界的航天惨案。专家推测“哥伦比亚号”航

12、天飞机的失事原因之一是覆盖在航天飞机外层的一片微不足道的隔热瓦脱离,引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体。 (1)事后根据照片显示,在“哥伦比亚号”机翼下方有几片小瓷片脱落,引起了科学家的注意,这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片,其主要作用是。 A.增加航天飞机的强度,防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机 B.将太阳能转化为电能供航天飞机使用 C.便于雷达跟踪,接受地面指挥中心的指令 D.在返回大气层时,陶瓷耐高温隔热,有效地保护航天飞机平安返回地面,要点一,要点二,即时检测,2)隔热瓦是一种金属陶瓷,金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐

13、高温氧化物,黏结金属主要是Cr、W、Ti等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是。 A.由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料 B.复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在综合性能上超过了单一材料 C.玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料,它可做船体、汽车车身等,也可做印刷电路板 D.复合材料的熔、沸点一般比它的各组成成分的熔、沸点低,要点一,要点二,即时检测,3)将陶瓷和黏结金属研磨,混合均匀,成型后在不活泼气氛中烧结,就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点,其密度小、硬度高、耐磨、导热性好,不会因为骤冷或骤热而脆裂。实验室有一金属陶瓷制成的容器,可用来盛放下列哪些物质。 A.NaOH溶液B.K