化学与技术 无机非金属材料(第1课时).ppt

1、第三章 化学与材料的发展,第一节 无机非金属材料,第1课时,选修2 化学与技术,教学目标,1、了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。 2、 能举例说明无机非金属材料的特点。 3、 讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。,无机非金属材料,同学们，以下工业建筑及生活用品都是有那些材料构成的？,水泥,传统硅酸盐材料,玻璃,传统硅酸盐材料,陶瓷,传统硅酸盐材料,2020/7/21,江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣,6,元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 驾考宝典2016科目一 科目四,中国陶瓷珍品之清彩瓷,传统硅酸盐材料,唐三彩,传

2、统硅酸盐材料,概念: 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。 常见如水泥、玻璃、陶瓷等工业都属硅酸盐工业。,2. 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：,硅酸盐工业,含硅的物质、碳酸盐等。,高温,复杂的物理、化学变化,硅酸盐产品,3. 硅酸盐产品分类：,陶瓷。,水泥、,玻璃、,传统硅酸盐材料,思考与交流,通过，以上幻灯片提示，谁能说出什么是硅酸盐材料？自然界中那些物质是硅酸盐或硅的氧化物？传统硅酸盐产品以什么物质为原料生产？原料又有什么结构特殊性？,陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸盐材料； 沙石、黏土、石英、石棉、高龄石等许多矿物是硅

3、酸盐或硅的氧化物； 传统硅酸盐产品以黏土、钾长石和钠长石为原料。,传统硅酸盐材料,结构中都含有硅氧四面体,特点：稳定性高、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等,传统硅酸盐材料,1. 陶瓷(China),主要原料：黏土,传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却,反应原理：复杂的物理、化学变化,主要成分：硅酸盐,主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。,一、传统硅酸盐材料,陶瓷,陶瓷器制造过程示意图,陶瓷,你能说出陶釉的成分吗？,金属及金属氧化物，如红色Cu2O。,陶瓷,陶瓷,陶瓷,陶瓷,陶瓷是由黏土在高温下烧制而成，根据原料和烧制温度的不同主要分为： 土器、陶器、炻器、瓷

4、器。 土器：含杂质比较高的粘土在适当的温度下而成的，如常见的砖、瓦。 瓷器：需要纯净的粘土做原料，温度也更高，瓷器比陶器磁体白净质地致密。,陶瓷,主要种类：,土器：砖瓦,(自然冷却，Fe2O3含量较多),(淋水冷却，Fe3O4、FeO较多),陶器：,彩陶,江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑,瓷器：,碗盘茶具,收藏珍品,炻器：,水缸、砂锅,景德镇陶瓷,红瓦,青瓦,陶瓷,2. 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，玻璃熔炉中强热，成型冷却,（4）反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应,玻璃,（5） 主要成分：Na2SiO3 CaSiO3 SiO

5、2,（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。,（Na2OCaO6SiO2）,玻璃,几种玻璃的特性及比较,玻璃,a.普通玻璃(钠玻璃) 是用石英砂、纯碱和 石灰石共熔而制得的 一种无色透明的熔体： Na2CO3+CaCO3+6SiO2=Na2O.CaO.6SiO2+2CO2,玻璃,普通玻璃,玻璃,b. 有色玻璃 在玻璃原料中加入某些金属氧化物,可制成有色玻璃。如玻璃中加入CoO 呈蓝色 加入Mn2O3 呈紫色 加入Cr2O3 呈绿色 加入Cu2O 呈红色,c.钢化玻璃,玻璃,d.防弹玻璃 又称为夹层玻璃。当受到外部撞击的时候，夹层可将受到的力发散开来，减少了子弹等

6、武器的冲击力，进而保护了受保护者的安全！,玻璃,f.光学玻璃,玻璃,g. 石英玻璃,玻璃,玻璃加工,1、普通玻璃加热到一定温度后急剧冷却，就可以得到钢化玻璃。,2、氢氟酸(HF)对玻璃具有腐蚀作用，可用于在 玻璃上雕刻各种精美图案，也可用于在玻璃仪 器(量筒、滴定管等)上标注刻度及文字。 SiO2+4HF=SiF4+2H2O,玻璃,变色玻璃,在玻璃中加入适量的溴化银(AgBr)和氧化铜的微小晶粒，经过适当的热处理，可以制成变色玻璃。当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线。 光线变暗，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴

7、化银。于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。,玻璃,玻璃态物质,玻璃的结构特点玻璃态物质 玻璃是无定形硅酸盐的混合物，属于玻璃态物质。 玻璃态物质没有固定的熔点，可以在某一温度范围内逐渐软化变成液态。在软化状态时，玻璃可吹制或轧成一定形状的制品。,玻璃,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。,玻璃,1.建筑用粘合剂水泥砂浆的成分是什么？ 2.混凝土又是什么做成的？,水泥、沙子和水

8、的混合物,水泥、沙子和碎石混合而成,思考,水泥,3. 水泥：,主要原料：黏土和石灰石,主要设备：水泥回转窑,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,辅助原料：石膏作用是调节水泥硬化速度,石膏作用是调节水泥硬化速度,水泥,硅酸盐水泥熟料 、矿物组成及含量,组 分 化 学 式 符号 质量分数 硅酸三钙 3CaO.SiO2 C3S 0.370.60 硅酸二钙 2CaO.SiO2 C2S 0.150.37 铝酸三钙 3CaO.Al2O3 C3A 0.070.15 铁铝酸四钙 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 0.100.18,符号C表示CaO，S表示SiO2 ，

9、A表示Al2O3 ， F表示Fe2O3。,水泥,水泥,水泥回转窑,水泥,主要成分：硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙(3CaOAl2O3)等,主要性能：水硬性,主要用途：建筑、修路。如：水泥 砂浆、混凝土、钢筋混凝土 。,反应原理：复杂的物理、化学变化,学与问,你听说过豆腐渣工程吗，产生现象的原因很多，但都与水泥标号有关，查阅资料了解水泥标号有关问题。,水泥,水泥、玻璃、陶瓷生产比较,传统硅酸盐材料,1、熔融烧碱应选用的仪器是： （ ） A.石英坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.生铁坩埚 D.陶瓷坩埚,课堂练习,C,2、下列物质不属于硅酸盐的是： （ ） A.粘土、 B.石英、 C.Al2(Si2O5)OH)4 D.Mg2SiO4,B,3、石灰石是许多工业原料之一，但制取下列物质不需要石灰石的是： （ ） A.制硅酸 B.制水泥、 C.制玻璃、 D.制生石灰,A,传统硅酸盐材料,4、与普通玻璃的成分相同的是 （ ） A.钢化玻璃 B.有色玻璃 C.光学玻璃 D.石英玻璃,A,5、下列物质具有固定熔沸点的是： （ ） A.钢化玻璃 B.漂白粉 C.消石灰 D.水玻璃,C,6、下列不属于硅酸盐产品的是： （ ） A.水泥 B.砖瓦 C. 陶