第三节　玻璃、陶瓷和水泥

1、第三章第三章 探索生活材料探索生活材料 第三节 玻璃、陶瓷和水泥 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。硅酸盐工业的特点：硅酸盐工业的特点：(1)原料：(2)反应条件：(3)反应原理：(4)生成物：含硅的物质、碳酸盐等。高温。复杂的物理、化学变化。硅酸盐。硅酸盐工业简介硅酸盐工业简介讨论讨论 : : 同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品? ?玻璃杯玻璃杯实验室玻璃仪器实验室玻璃仪器玻璃艺术品玻璃艺术品彩色玻璃彩色玻璃思考讨论：思考讨论：1、制造玻璃的主要原料是什么？2、主要发生了哪些反应

2、？3、玻璃的主要成分是什么？一、玻璃一、玻璃1、原料：原料：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 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 高温高温高温高温3、主要成分：主要成分：硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅、二氧化硅(SiO2) 玻璃玻璃是是 NaNa2 2SiOSiO3 3 ,CaSiO ,CaSiO3 3,SiO,SiO2 2融化在一融化

3、在一起得到的。起得到的。玻璃玻璃这种物质不是晶体，称作这种物质不是晶体，称作玻璃态物质，玻璃态物质，没有一定的没有一定的熔点熔点，而是在某，而是在某个范围内个范围内逐渐软化逐渐软化，在软化状态时，可以，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品被吹成任何形状的制品学与问学与问玻璃玻璃为什么可以被人工吹制成形状为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？不同的制品？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和用途的玻璃化学组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。石英玻璃： 过量过量的的SiO2或加入或加入B2O3性能：膨胀

4、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： 加入加入PbO性能：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彩色玻璃彩色玻璃：蓝色蓝色(Co(Co2 2O O3 3) )红色红色 (Cu(Cu2 2O)O) 淡绿淡绿色色 ( (FeOFeO) )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。用途用途: : 工艺玻璃制品钢化玻璃（工艺处理（工艺处理）方法：方法：普通玻璃在钢化炉里加热软化，取出后再急速冷却。性能性能: : 机械强度大、抗震烈、不易破碎；碎块无棱角用途用途: : 汽车或火车车窗种种 类类特特 性性用用 途途普通

5、玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃 膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光化学仪器；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，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器彩色玻璃 金属氧化物使玻璃呈现特征颜色；吸收可见光，减弱太阳光强度汽车、轮船的挡风玻璃；装饰品钢化玻璃 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材；微波通讯器材；汽车、火车窗玻璃等 光光CuO2AgBr 2Ag+Br2资料卡片资料卡片 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

6、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。如何区分玻璃和宝石？1.用手触摸，天然宝石有一种冰凉感2.用放大镜观察玻璃与宝石玻璃与宝石 陶器的发明是人类早期科学技术发展史上的陶器的发明是人类早期科学技术发展史上的一个重要的里程碑，是人类第一次学会用黏土等一个重要的里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为原料，通过物理

7、方法和化学反应制造出天然物为原料，通过物理方法和化学反应制造出来的一种有用的人造材料。来的一种有用的人造材料。二、陶瓷二、陶瓷陶瓷中华文化的象征陶都 江苏宜兴瓷都 江西景德镇同学们在日常生活中接触过哪些陶瓷制品？同学们在日常生活中接触过哪些陶瓷制品？旧石器时代晚期距今有1万多年的灰陶距今有8000多年的磁山文化红陶距今有7000多年的仰韶文化彩陶距今有6000多年的大汶口“蛋壳黑陶”距今有距今有4 4000000多年的商代白陶多年的商代白陶距今有距今有30003000多年的西周硬陶多年的西周硬陶秦代兵马俑秦代兵马俑唐三彩唐三彩别具一格的陶器1、主要原料：2、反应条件：3、种类：4、性能：黏土、

8、高岭土。高温。土器、陶器、炻器、瓷器。抗氧化、抗酸碱耐腐蚀、耐高温绝缘、易成型。5、生产过程： 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，瓷制品，表面光滑、不渗水，而且色彩丰富，非常漂亮。为什么呢？非常漂亮。为什么呢？这是因为烧制前在坯体表面涂上一层彩釉的这是因为烧制前在坯体表面涂上一层彩釉的缘故缘故。 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

9、同。的重金属离子不同，空气用量不同，彩釉的颜色不同。加入釉料的金属元素烧制时的空气用量与彩釉颜色空气过量空气不足Fe黄、红、褐、黑黄、红、褐、黑蓝、绿蓝、绿Cu蓝绿蓝绿红红Mn紫、褐紫、褐紫、黑褐紫、黑褐Cr黄、绿、褐黄、绿、褐蓝绿蓝绿Co蓝、淡蓝蓝、淡蓝蓝蓝资料资料 旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最高年产量仅旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最高年产量仅2.292.29* *10106 6t t，在新中国诞生以后，水泥工业有了迅速的发展。，在新中国诞生以后，水泥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

10、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，居世界第一位。其中一位。其中19991999年我国水泥产量占世界的年我国水泥产量占世界的37371616。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 主要性能主要性能黏土黏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（水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝

11、固变硬，这就叫做水泥的水硬性）水泥回转窑水泥回转窑水泥的性能是如何表示的？水泥的性能是如何表示的？原料中的石膏的作用是什么？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。常用的硅酸盐水用强度等级来表示水泥的不同性能。常用的硅酸盐水泥分为泥分为42.542.5、52.552.5、62.562.5三个等级。等级越高，性能三个等级。等级越高，性能越好越好。延缓水泥的硬化延缓水泥的硬化四、玻璃和陶瓷的新发展：四、玻璃和陶瓷的新发展：（2 2）用途：用途： 除了可以用于通讯外，还用于医疗、信息处除了可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控照明等许多方面理、传能传像、遥测遥控照

12、明等许多方面 1 1、光导纤维（光纤）、光导纤维（光纤）光学纤维胃镜光学纤维胃镜（1 1）成分：）成分：SiO2(石英玻璃)特点：耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、特点：耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。不怕氧化。 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷2、新型陶瓷新型陶瓷-高温结构陶瓷高温结构陶瓷高纯氧化铝透明陶瓷管高纯氧化铝透明陶瓷管氧化铝陶瓷制品氧化铝陶瓷制品氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷特点：密度小、高强、高硬、高韧性、耐特点：密度小、高强、高硬、高韧性、耐 磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、 自润滑、隔热、电绝缘等一系列优自润滑、隔热、电绝缘等一系列优 良性能。良性能。 SiSi

13、3 3N N4 4基陶瓷球轴承基陶瓷球轴承沙漠车沙漠车氮化硅陶瓷部件氮化硅陶瓷部件1 1、下列物质具有固定熔沸点的是、下列物质具有固定熔沸点的是( )( ) A A、钢化玻璃、钢化玻璃 B B、漂白粉、漂白粉 C C、消石灰、消石灰 D D、水玻璃、水玻璃 泡花泡花碱碱 Na2SiO3.9H2OCa(OH)2C C2、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、黏土、黏土 B、石英石英 C、Al2(Si2O5)OH)4 D、Mg2SiO4 B3 3、下列不属于硅酸盐产品的是：（、下列不属于硅酸盐产品的是：（ ） A A、水泥、水泥 B B、砖瓦、砖瓦 C C、陶瓷、陶瓷 D D、硫酸、硫酸 D 4 4、过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后、过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成生成 水泥水泥 玻璃玻璃 瓷器瓷器 混凝土混凝土 一种硅酸盐产品一种硅酸盐产品 （ B B ） A. A. B. B. C. C. D.