高中化学人教选修13-3玻璃、陶瓷和水泥 课件 (共63张PPT)

1、1 2 3 4 5 6 7 8 9 玻璃中含有什么物质？ 玻璃器皿为何能通过人 工吹制方法制得？ 玻璃制作：一吹成皿玻璃制作：一吹成皿日本小樽日本小樽 10 玻璃是否为晶体？玻璃是否为晶体？ 生活中有许多漂亮的玻璃制品，它生活中有许多漂亮的玻璃制品，它 们有的是由人工吹制的，玻璃为什么能被们有的是由人工吹制的，玻璃为什么能被 吹制成性状不同的制品？吹制成性状不同的制品？ 玻璃不是晶体。玻璃不是晶体。 玻璃没有一定的熔点，而是玻璃没有一定的熔点，而是 在某个温度范围内逐渐软化，在软化在某个温度范围内逐渐软化，在软化 状态时可以被吹制成任何形状的制品状态时可以被吹制成任何形状的制品 11 一、玻璃

2、一、玻璃 1 1、原、原 料料：纯碱、石灰石和石英：纯碱、石灰石和石英 2 2、主要设备、主要设备：玻璃熔炉：玻璃熔炉 3 3、生产过程、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成 型冷却型冷却 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 4 4、反应原理、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要：复杂的物理、化学变化，主要 反应反应 高温 高温 12 5 5、主要成分、主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、 SiO2 6 6、主要性能、主要性能：玻璃态物质，没：玻璃态物质，没 有固定的熔点，在一定温度范围有固定的熔点，在

3、一定温度范围 内逐渐软化。内逐渐软化。 （Na2OCaO6SiO2） 13 14 石英玻璃石英玻璃 15 光学玻璃光学玻璃 16 17 7 7、几种特殊玻璃、几种特殊玻璃 石英玻璃石英玻璃： 膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光 用途：用途：化学仪器化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；高压水银灯、紫外灯等的灯壳； 光导纤维、压电晶体等。光导纤维、压电晶体等。 光学玻璃光学玻璃：透光性能好、有折光和色散性透光性能好、有折光和色散性( (铅玻璃铅玻璃) ) 用途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器用途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器 有色玻璃有色玻璃： 金属氧化物

4、均匀地分散到玻璃态物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。质里，使玻璃呈现特征颜色。 蓝色蓝色(Co(Co2 2O O3 3) )红色红色 (Cu(Cu2 2O) O) 淡绿色淡绿色 (FeO(FeO) ) 钢化玻璃钢化玻璃： 玻璃在电炉里加热软化，再急速冷玻璃在电炉里加热软化，再急速冷 却得钢化玻璃。却得钢化玻璃。 PbO 18 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂 ，破，破 碎时无尖锐棱角不易伤人。碎时无尖锐棱角不易伤人。 用途：运动器材；微波通讯器材；用途：运动器材；微波通讯器材； 19 玻璃纤维玻璃纤维 玻璃在熔化状态下抽成丝成为

5、玻璃纤维，玻璃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、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。隔热、吸声、防虫蛀等。 注意：注意：有机玻璃、水玻璃都不是玻璃有机玻璃、水玻璃都不是玻璃。 玻璃钢玻璃钢 与与 20 China China 中国中国 二、陶瓷二、陶瓷 21 兵马俑兵马俑 22 中国陶瓷珍品之唐三彩中国陶瓷珍品之唐三彩 中中 国国 陶

6、陶 瓷瓷 珍珍 品品 之之 明明 青青 花花 23 24 中中 国国 陶陶 瓷瓷 珍珍 品品 之之 清清 青青 花花 中国陶瓷珍品之清彩瓷中国陶瓷珍品之清彩瓷 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 传统上陶瓷是指所有以黏土为主要原料传统上陶瓷是指所有以黏土为主要原料 （AlAl2 2OO3 32SiO2SiO2 22H2H2 2OO）与其它天然矿物原料）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。机非金属固

7、体材料和制品的通称。 36 37 二、陶瓷二、陶瓷(China)(China) 1 1、主要原料、主要原料：黏土：黏土 2 2、传统生产过程、传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却混和、成型、干燥、烧结、冷却 3 3、反应原理、反应原理：复杂的物理、化学变化：复杂的物理、化学变化 4 4、主要成分：、主要成分：硅酸盐硅酸盐 5、主要特性、主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、 绝缘、易成型等优点。绝缘、易成型等优点。 38 、主要种类：、主要种类： 土器：砖瓦土器：砖瓦 红瓦（自然冷却，红瓦（自然冷却，FeFe2 2O O3 3含量较多）含量较多） 青瓦青瓦(

8、 (淋水冷却，淋水冷却，FeFe3 3O O4 4、FeOFeO较多较多) ) 陶器：陶器：彩陶彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑 瓷器：瓷器：茶具茶具 炻器炻器：水缸、砂锅水缸、砂锅 瓷雕瓷雕收藏珍品收藏珍品 注意：注意：彩釉彩釉 39 景景 泰泰 蓝蓝 40 唐唐 三三 彩彩 思考：思考：瓷器上釉是怎么回事？绚丽多彩的瓷器是怎样制得的？瓷器上釉是怎么回事？绚丽多彩的瓷器是怎样制得的？ 在普通釉料中加入一些重金属离子，可制成彩釉。在普通釉料中加入一些重金属离子，可制成彩釉。 将彩釉涂在坯体上进行烧制即制成绚丽多彩的瓷器。将彩釉涂在坯体上进行烧制即制成绚丽多彩的瓷器。

9、 41 42 搪瓷是在金属的表面用工艺类似于电镀搪瓷是在金属的表面用工艺类似于电镀 上一层瓷，而陶瓷则是用陶土烧制而成的上一层瓷，而陶瓷则是用陶土烧制而成的 注意：注意：搪瓷不属于陶瓷搪瓷不属于陶瓷 43 目前，我国已成为世界上生产和使用目前，我国已成为世界上生产和使用 水泥制品最多的国家。但大家知道吗？水泥制品最多的国家。但大家知道吗？ 解放前我国的水泥曾被称为解放前我国的水泥曾被称为“洋灰洋灰”， 就是现在，也仍然还能听到这种叫法。就是现在，也仍然还能听到这种叫法。 44 资料资料 45 旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最 高年产量仅高年产量仅2.292.

10、29* *10106 6t t，在新中国诞生以后，水泥，在新中国诞生以后，水泥 工业有了迅速的发展。工业有了迅速的发展。 从从19491949年到年到19831983年，增长了年，增长了160160多倍，多倍， 19831983年产量达年产量达1.061.06* *10108 8t, t, 居世界第二位，居世界第二位，19891989 年产量达年产量达2.072.07* *10108 8t t，居世界第一位。其中，居世界第一位。其中19991999年年 我国水泥产量占世界的我国水泥产量占世界的37371616。 46 47 水泥回转窑 48 三、水泥：三、水泥： 1 1、主要原料：粘土和石灰石

11、、主要原料：粘土和石灰石 2、主要设备：水泥回转窑、主要设备：水泥回转窑 3 3、生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再、生产过程：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加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥 辅助原料：石膏辅助原料：石膏作用是调节水泥硬化速度作用是调节水泥硬化速度 4 4、反应原理：复杂的物理、化学变化、反应原理：复杂的物理、化学变化 49 水泥生料煅烧成熟料的物理化学变化的过程水泥生料煅烧成熟料的物理化学变化的过程 干燥带：干燥带： 100 水分蒸发水分蒸发 温度（度）温度（度） 作用作用 预热带：预热带： 600 有机物燃烧和高岭土的脱水有机物燃烧和高岭土的

12、脱水 分解带：分解带： 900 石灰石分解，石灰石分解，CaO和和SiO2 Al2O3发生固态反应发生固态反应 烧结带：烧结带： 1400 烧结，熔融，得熟料烧结，熔融，得熟料 煅烧带煅烧带 1100 3CaO + Al2O3= 3 CaO . Al2O3 2 CaO + SiO2= 2 CaO . SiO2 3 CaO + SiO2 = 3 CaO . SiO2 高温高温 高温高温 高温高温 50 5 5、主要成分：硅酸三钙、主要成分：硅酸三钙(3CaO(3CaOSiOSiO2 2) )、 硅酸二钙硅酸二钙(2CaO(2CaOSiOSiO2 2) )、 铝酸三钙铝酸三钙(3CaO(3CaOA

13、lAl2 2O O3 3) )等等 6 6、主要性能：水硬性、主要性能：水硬性 水泥的标号强度等级水泥的标号强度等级 7 7、主要用途：建筑、修路。、主要用途：建筑、修路。 如：水泥如：水泥 砂浆、混凝土、钢筋混凝土砂浆、混凝土、钢筋混凝土 。 51 水泥的标号（现已经废止）水泥的标号（现已经废止） 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310 kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为 300-400 kg/cm2者均算为300号。普通水泥有： 200、250、300、400、500、600六种标号

14、。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。 52 水泥的等级划分水泥的等级划分 我国对六大通用水泥各项标准已作修改我国对六大通用水泥各项标准已作修改,原采用原采用(国国 标标)GB17785方法已经废止不再使用方法已经废止不再使用,六大通用水泥新六大通用水泥新 标准是标准是GB1751999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、 GB13441999矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥 及粉煤炭硅酸盐水泥及粉煤炭硅酸盐水泥。GB129581999复合硅酸盐复合硅酸盐 水泥

15、水泥。这三个国家标准（包括六大通用水泥）早已于。这三个国家标准（包括六大通用水泥）早已于 1999年年12月月1日起生效，过渡期为日起生效，过渡期为1年年4个月，即个月，即2001年年4 月月1日起相应三个老标准（包括六大通用水泥）废止，正日起相应三个老标准（包括六大通用水泥）废止，正 式实施六大通用水泥新标准。式实施六大通用水泥新标准。 新标准是将水泥标号改为强度等级新标准是将水泥标号改为强度等级,六大水泥标准实六大水泥标准实 行以行以MPa (兆帕兆帕)表示的强度等级，如表示的强度等级，如32.5、32.5R42.5、 42.5R、52.5、52.5R等，强度等级的数值是与水泥等，强度等级

16、的数值是与水泥28天天 抗压强度指标的最低值相同。抗压强度指标的最低值相同。 53 54 55 56 四、玻璃和陶瓷的新发展四、玻璃和陶瓷的新发展 1、光导纤维、光导纤维 光纤通信的优点有：光纤通信的优点有： a、信息容量大，一条光缆通路可同时容纳、信息容量大，一条光缆通路可同时容纳10亿人通亿人通 话，也可同时传送多套电视节目；话，也可同时传送多套电视节目； b、光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量、光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量 高，能防窃听；高，能防窃听； c、光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便；、光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便； d、光纤通信还有损耗低，适合远

17、距离信息传输等优、光纤通信还有损耗低，适合远距离信息传输等优 势；势； 57 2 2、高温结构陶瓷、高温结构陶瓷 下面我们就以实例来进行说明。下面我们就以实例来进行说明。 思考：思考： 1、假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶，在汽车零件不、假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶，在汽车零件不 坏的情况下，最怕遇到的问题是什么坏的情况下，最怕遇到的问题是什么? （答案：缺水）（答案：缺水） 2、汽车行驶时，为什么经常要加水、汽车行驶时，为什么经常要加水? （答案：为了散热，因为汽车的发动机多是由金属制作，（答案：为了散热，因为汽车的发动机多是由金属制作， 它们在高温时容易损坏，必须用水来冷却。）它们在高温时

18、容易损坏，必须用水来冷却。） 58 3 3、陶瓷发动机、陶瓷发动机氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 设问：设问： 既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点，请大家预既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点，请大家预 测氮化硅的性质。测氮化硅的性质。 （答案：应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀。）（答案：应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀。） 氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗腐氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗腐 蚀，抗氧化，能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮蚀，抗氧化，能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮 机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以

19、 用来制柴油机。用来制柴油机。 59 新型结构陶瓷除上述所介绍的之新型结构陶瓷除上述所介绍的之 外，还有很多品种，如碳化硼陶瓷、外，还有很多品种，如碳化硼陶瓷、 氧化锆陶瓷、钠米陶瓷等等，它们广氧化锆陶瓷、钠米陶瓷等等，它们广 泛应用在工农业生产、原子能工业、泛应用在工农业生产、原子能工业、 宇航事业等方面。宇航事业等方面。 60 1 1、熔融烧碱应选用的仪器是：、熔融烧碱应选用的仪器是： （ ） A A、石英坩埚、石英坩埚 B B、普通玻璃坩埚、普通玻璃坩埚 C C、生铁坩埚、生铁坩埚 D D、陶瓷坩埚、陶瓷坩埚 C C 2 2、下列物质不属于硅酸盐的是：、下列物质不属于硅酸盐的是： （ ） A A、粘土、粘土、 B B、石英、石英、 C C、A