第三章第3节玻璃、陶瓷和水泥

1、一、玻璃一、玻璃纯碱纯碱( (Na2CO3) )、石灰石、石灰石( (CaCO3) )和石英和石英( (SiO2) ) 2、反应原理：反应原理： 复杂的复杂的物理、化学物理、化学变化，主要反应：变化，主要反应：Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2 高温高温 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 高温高温3、主要成分：主要成分：1、原料原料：硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅、二氧化硅(SiO2)玻璃生产一般流程玻璃为什么可以被人工吹制玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？成形状不同的制品？玻璃没有一定的玻璃没有一定的熔点熔点，而是，

2、而是在某个范围内在某个范围内逐渐软化逐渐软化，在，在软化状态时，可以被吹成任软化状态时，可以被吹成任何形状的制品何形状的制品玻玻璃璃态态物物质质定义定义特性特性实例实例没有一定的熔点而在某一温度没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。（范围内逐渐软化的物质。（介介于晶体与非晶体之间于晶体与非晶体之间。）。）没有固定没有固定的熔点。的熔点。玻璃玻璃讨论：这四幅图中的几种玻璃是如何制造这四幅图中的几种玻璃是如何制造的？各有什么特性和用途？的？各有什么特性和用途？特殊玻璃：特殊玻璃：在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可以制得具有不同性能

3、和用途的玻璃。组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。硼硅酸盐玻璃：硼硅酸盐玻璃：性能：性能：膨胀系数小、化学稳定性膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀。好，更耐高温和耐化学腐蚀。用途用途: : 高级化学仪器高级化学仪器过量的过量的SiO2或加入或加入B2O3光学玻璃：光学玻璃：性能：性能：透光性能好、折光率高透光性能好、折光率高用途：用途：眼镜片、照相机、望眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光远镜和显微镜中的透镜等光学仪器学仪器 加入加入PbOPbO蓝色蓝色(Co(Co2 2O O3 3) ) 红色红色(Cu(Cu2 2O)O) 淡绿色淡绿色( (FeOFeO) )彩色玻璃：

4、彩色玻璃：金属氧化物均匀地分散金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。璃呈现特征颜色。方法：方法：普通玻璃在钢化炉里加普通玻璃在钢化炉里加热软化，取出后再急速冷却。热软化，取出后再急速冷却。钢化玻璃钢化玻璃（工艺处理）（工艺处理）用途用途: : 工艺玻璃制品工艺玻璃制品用途用途: : 汽车或火车车窗汽车或火车车窗性能性能: : 机械强度大、抗震烈、机械强度大、抗震烈、不易破碎；碎块无棱角不易破碎；碎块无棱角 光光CuO2AgBr 2Ag+Br2资料卡片资料卡片 含有含有AgBrAgBr（或（或AgClAgCl）和微量）和微量CuOCuO的玻璃是一种变的玻璃是

5、一种变色玻璃色玻璃。 用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的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。作太阳镜片等。玻璃的新发展玻璃的新发展光导纤维（光纤）光导纤维（光纤） 是从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉是从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉出直径约出直径约100100微米的细丝。微米的细丝。 玻璃的新发展玻璃的新发展光导纤维的应用：光导纤维的应用： 除了用于通信外，还用除了用于通信外，还用于医疗、信息处理、传能传像、于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等许多方面。遥测遥控和照明等许多方面。光学纤维

6、胃镜光学纤维胃镜现代通信用光缆 陶瓷在我国有悠久的历史，堪称中陶瓷在我国有悠久的历史，堪称中国的国粹，在新石器时期我们的祖先就国的国粹，在新石器时期我们的祖先就已经能制造陶瓷，在历史的长河中，陶已经能制造陶瓷，在历史的长河中，陶瓷曾经历过两个鼎盛时期，瓷曾经历过两个鼎盛时期，唐朝（唐朝（“唐唐三彩三彩”）和宋朝（）和宋朝（“钧瓷钧瓷”）二、陶瓷二、陶瓷陶瓷工业陶瓷工业陶瓷陶瓷澳门博物馆中佛山石湾瓷器澳门博物馆中佛山石湾瓷器陶瓷陶瓷第七届亚洲艺术节中展示的石湾陶艺第七届亚洲艺术节中展示的石湾陶艺陶瓷陶瓷1、原、原 料料：2、生产过程：、生产过程：3、反应条件：、反应条件：高温高温5、主要性能：、

7、主要性能：4、种类：、种类：图3-27 陶器制造过程示意图 一般烧制的陶瓷制品，表面比较粗糙，而且一般烧制的陶瓷制品，表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。但日常生活中的许多陶瓷有不同程度的渗透性。但日常生活中的许多陶瓷制品，表面光滑、不渗水，而且色彩丰富，非常制品，表面光滑、不渗水，而且色彩丰富，非常漂亮。这是因为漂亮。这是因为烧制前在坯体表面涂上一层彩釉烧制前在坯体表面涂上一层彩釉的缘故。的缘故。在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。加入加入的重金属离子不同，空气用量不同，彩釉的颜色不同。的重金属离子不同，空气用量不同，彩釉的颜色不同。加入

8、釉料的金属加入釉料的金属元素元素烧制时的空气用量与彩釉颜色烧制时的空气用量与彩釉颜色空气过量空气过量空气不足空气不足FeFe黄、红、褐、黑黄、红、褐、黑蓝、绿蓝、绿CuCu蓝绿蓝绿红红MnMn紫、褐紫、褐紫、黑褐紫、黑褐CrCr黄、绿、褐黄、绿、褐蓝绿蓝绿CoCo蓝、淡蓝蓝、淡蓝蓝蓝 器别器别比较项比较项陶器陶器瓷器瓷器温度温度最低甚至达到最低甚至达到800以下，以下，最高可达最高可达1100左右左右 大都在大都在1200以上，以上，甚至有的达到甚至有的达到1400左右左右 质地质地陶器烧成温度低，坯体并未陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，胎体硬度较差完全烧结，胎体硬度较差 瓷器的烧成温度高，

9、瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结胎体基本烧结 原料原料黏土黏土 高岭土高岭土 透明度透明度不具备半透明特性不具备半透明特性 半透明半透明 釉料釉料陶器有不挂釉和挂釉的两种，陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的温挂釉的陶器釉料在较低的温度下烧成度下烧成在高温下与胎体一在高温下与胎体一次烧成；在高温素次烧成；在高温素烧胎上再挂低温釉，烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成第二次低温烧成 陶器、瓷器的区别陶器、瓷器的区别比较：高温结构陶瓷高温结构陶瓷 思考：思考： 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答案：为了散热，因为汽车的发动

10、机多是由金属制作，它们在高温时容易损坏，必作，它们在高温时容易损坏，必 须用水来冷却。须用水来冷却。陶瓷发动机陶瓷发动机氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗氮化硅陶瓷硬度大，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、汽腐蚀，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，还可轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以用来制柴油机。以用来制柴油机。 高温结构陶瓷高温结构陶瓷除氮化硅陶瓷外除氮化硅陶瓷外，还有很多品种，如，还有很多品种，如碳化硼陶瓷、二氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化铝陶瓷碳化硼陶瓷、二氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化铝陶瓷等等，它们广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航等等，它们广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航事业等方面。事业等方面。 三、水泥三、水泥主要原料主要原料主要设备主要设备 反应条件反应条件 主要成分主要成分 主要性能主要性能粘土粘土石灰石石灰石石膏（辅料）石膏（辅料）水泥回转水泥回转窑窑高温高温硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3水硬性水硬性（水泥与水掺水泥与水掺和、搅拌并经和、搅拌并经静置后很容易静置后很容易凝固变硬，这凝固变硬，这就叫