第三节　玻璃、陶瓷和水泥 (5).ppt

1、第三章 第三节,玻璃 陶瓷和水泥,原料,纯碱、石灰石、石英,原理,Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形成在玻璃态物质，主要成分是SiO2,普通玻璃的组成,设备：玻璃窑,特种玻璃,光学玻璃,有色玻璃,玻璃纤维,钢化玻璃,玻璃,陶瓷,粉彩瓷,古瓷欣赏,陶瓷,简史,原料,粘土,工艺流程,粘土,混合,成型,干燥,烧结,成品,冷却,种类,土器、陶器、瓷器、炻器,性能,釉,水泥,北京琉璃河水泥厂,性能,其它,水泥具有水硬性,原料,石灰石、粘土,生产过程,普通水泥的成分,硅酸三钙 3CaOSiO2 硅酸二钙2CaOSiO2 铝酸三钙3CaOAl2O3,原料,研磨 混合,煅烧 (回转窑),成品

2、,加入石膏,水泥沙浆、混凝土,我国的水泥工业,水泥,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,C,2、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,3、过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成 水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一种硅酸盐产品 （ ） A. B. C. D. ,B,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、在水泥中加入石膏的作用是 将-、。按一定比例混合硬化后称为混凝土。,调节水泥的硬化速度,水泥,砂子,碎石,

3、材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的一个重要里程碑。 例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起人类文化和生活的新的变化。 石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、有机高分子（如塑料等）、单晶材料等的发明，为人类进步提供重要的物质基础。 没有半导体材料，便不可能有目前的计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有今天的宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代的光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能像今天这样丰富多彩。,材料,玻璃和陶瓷的新发展,几种典型的新型无机非金属材料,1、结构材料高温结构陶瓷,2、

4、功能材料光导纤维（光纤）,结构材料高温结构陶瓷,(1)氧化铝陶瓷,性 能,用 途,熔点高,坩埚、高温炉管,硬度大,刚玉球磨机,透明、耐高温,高压钠灯灯管,备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。,高温结构材料与金属材料的性能比较,耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。,易受腐蚀、不耐氧化、不适合高温时使用,高纯氧化铝透明陶瓷管,氧化铝陶瓷制品,(2)氮化硅陶瓷,氮化硅基陶瓷具有密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能。,(3

5、)人造宝石,制造发动机部位的受热面，提高柴油机的质量，节省燃料（不用水冷却，减少热散失）。,Si3N4基陶瓷球轴承,沙漠车,氮化硅陶瓷部件,人造宝石,红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3（刚玉）。 红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物； 而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。 1900年，科学家曾用氧化铝熔融后加入少量氧化铬的方法，制出了质量为2g-4g的红宝石。 现在，已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。,红宝石和蓝宝石及人造宝石,(3)光导纤维的用途：,光纤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。,(2)光纤光缆与普通电缆比较(见下

6、页),(1)是高质量传导光的玻璃纤维，信息高速公路的“基石,1870年，英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验：让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出，以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现，细光束不是穿出这股水流射向空气，而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。,功能材料光导纤维（光纤）,光学纤维胃镜,现代通信用光缆,用光导纤维做手术，不用开刀,生活中的无机非金属材料,玻璃、水泥、陶瓷,金刚石钻头,手表上的“19钻”(人造红宝石轴承的数目),玻璃刀,石英钟表,煤气炉中的电子打火,彩电（荧光材料）,海底电缆（光导纤维）,电脑的CPU（单晶硅）,隐形飞机（特殊

7、光学材料）,(压电陶瓷),展望21世纪，材料科学的前景是美好的： 1.光电转换材料，分解水的催化材料和储氢材料等能源材料将实现高效化； 2.集多种功能于一身的复合材料可使我们的生活质量得到进一步改善（如“白色污染”将被消除）； 3.高温超导材料进入实用阶段； 4.智能材料和机敏材料将得到广泛应用； 5、纳米材料将在治疗癌症、存储信息等领域大显神通 社会需要材料,材料离不开化学。,金刚石是目前已知的最硬的材料，可以用来切削和刻划其他物质，被用于钻探、磨削等行业。 但是，由于天然金刚石非常少，远远不能满足生产和科研的需要。科学家们通过对石墨和金刚石同素异形体结构的研究，指出了在一定条件下使石墨转化为金刚石的可能性。 1955年，美国首先用石墨合成出金刚石，这是材料合成领域的一项重大成就。 目前，世界上用石墨合成金刚石的研究发展很快，我国在这方面的研究也在飞速发展，许多城市都建有人造金刚石的工厂和研究所，以满足生产发展的需要。,金刚石,金刚石钻头,金刚石锯片,氧化铝陶瓷制品,高纯氧化铝透明陶瓷管,Si3N4基陶瓷球轴承,现代通信用光缆,光学纤维胃镜,用光导纤维做手