功能各異的無機非金屬材料課件

1、功能各異的無機非金屬材料課件石器石器燧石取火燧石取火硅酸鹽硅酸鹽水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅二氧化硅光導纖維光導纖維單晶硅單晶硅集成電路集成電路傳傳統(tǒng)統(tǒng)材材料料人人類類文文明明發(fā)發(fā)展展史史新新型型材材料料信信息息材材料料 1 1普通玻璃和水泥是用什么原料，采用什普通玻璃和水泥是用什么原料，采用什么方法制造的么方法制造的? ? 2 2日常生活中使用的哪些器具是由硅酸鹽日常生活中使用的哪些器具是由硅酸鹽材料制成的材料制成的? ? 3 3你能列舉硅酸鹽材料在現(xiàn)代高科技領域你能列舉硅酸鹽材料在現(xiàn)代高科技領域的應用嗎的應用嗎? ?【你知道嗎】【你知道嗎】(1)(1)主要原料：主要原料： (2

2、)(2)主要成分：主要成分：(3)(3)反應原理：反應原理：黏土黏土 復雜的物理、化學變化復雜的物理、化學變化硅酸鹽硅酸鹽 從黏土到陶瓷從黏土到陶瓷 【閱讀小結】【閱讀小結】傳統(tǒng)的陶瓷工藝傳統(tǒng)的陶瓷工藝 陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具?！就卣挂曇啊俊就卣挂曇啊啃涡紊牟Ａ涡紊牟Ａб环N較為透明

3、的固體物質一種較為透明的固體物質,廣泛應用廣泛應用于建筑物，用來隔風或透光于建筑物，用來隔風或透光.普通玻璃的生產普通玻璃的生產 原料原料主要設備主要設備反應原理反應原理主要成分主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 純堿、石灰石和石英純堿、石灰石和石英玻璃熔爐玻璃熔爐復雜的物理、化學變化，主要反應復雜的物理、化學變化，主要反應 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高溫Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高溫【閱讀小結】【閱讀小結】幾種玻璃的特性和用途幾種玻璃的特性和用途種類種類特性特性用途用途普通玻璃普通玻璃高溫下易軟化高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯窗玻璃、

4、玻璃瓶、玻璃杯有色玻璃有色玻璃氧化鈷（氧化鈷（Co2O3) 藍色藍色氧化亞銅（氧化亞銅（Cu2O) 紅色紅色二氧化錳（二氧化錳（MnO2)紫色紫色氟化鈣（氟化鈣（CaF2)乳白色乳白色鋼化玻璃鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強度大、質耐高溫、耐腐蝕、強度大、質輕、抗震裂輕、抗震裂運動器材，微波通訊器材，汽車、運動器材，微波通訊器材，汽車、火車的窗玻璃等火車的窗玻璃等玻璃纖維玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導電、不耐腐蝕、不怕燒、不導電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、玻璃鋼等太空飛行員的衣服、玻璃鋼等光學玻璃光學玻璃透光性能好，有折光性和色散透光性能好，有折光性和色散性性

5、眼鏡片，照相機、顯微鏡、望遠鏡眼鏡片，照相機、顯微鏡、望遠鏡等中的凹凸透鏡等中的凹凸透鏡石英玻璃石英玻璃膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強度大、膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強度大、濾光濾光化學儀器，高壓水銀燈、紫外燈等化學儀器，高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼，光導纖維，壓電晶體等的燈殼，光導纖維，壓電晶體等有機玻璃有機玻璃高度透明性，機械強度高高度透明性，機械強度高 ，重，重量輕量輕 ，易于加工，易于加工 門窗等門窗等【閱讀小結】【閱讀小結】1、玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，就可以得到鋼、玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，就可以得到鋼化玻璃。化玻璃。2、氫氟酸、氫氟酸(HF)對玻璃具有腐蝕作用，可用于在對玻璃具有腐蝕作用

6、，可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀 器器(量筒、滴定管等量筒、滴定管等)上標注刻度及文字。氫氟酸與上標注刻度及文字。氫氟酸與玻璃發(fā)生的反應可以表示為：玻璃發(fā)生的反應可以表示為： SiO2+4HF=SiF4+2H2O幾種玻璃的制作及原理幾種玻璃的制作及原理幾種玻璃的制作及原理幾種玻璃的制作及原理玻璃上鍍銀玻璃上鍍銀AgNO3NH3H2O=AgOHNH4NO3AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O銀氨溶液銀氨溶液2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4CHO CH2OH(CHOH)4COONH4 2Ag3NH3H2O水浴加

7、熱水浴加熱3、在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜、在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常用的方法。用的方法。4、普通玻璃、普通玻璃加入適量溴化銀、氧化銅的微小晶粒加入適量溴化銀、氧化銅的微小晶粒熱處理熱處理變色玻璃變色玻璃主要反應：主要反應：2 AgBr = 2Ag + Br2 光光CuO2Ag + Br2 2 AgBr幾種玻璃的制作及原理幾種玻璃的制作及原理 主要原料主要原料 主要設備主要設備 反應條件反應條件 反應原

8、理反應原理 主要成分主要成分粘土粘土, ,石灰石石灰石, ,石膏適量石膏適量水泥回轉窯水泥回轉窯高溫高溫復雜的物理、化學變化復雜的物理、化學變化硅酸三鈣：硅酸三鈣：3CaOSiO3CaOSiO2 2 硅酸二鈣：硅酸二鈣：2CaOSiO2CaOSiO2 2鋁酸三鈣：鋁酸三鈣：3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3普通硅酸鹽水泥的生產普通硅酸鹽水泥的生產水泥制造流程水泥制造流程石灰石石灰石黏土黏土粉碎、調和粉碎、調和高溫鍛燒高溫鍛燒磨碎磨碎水泥水泥石膏石膏加入石膏作用：調節(jié)硬化速度加入石膏作用：調節(jié)硬化速度 煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分? ?為為什么在煉鋼廠

9、附近常建有水泥廠什么在煉鋼廠附近常建有水泥廠? ?請從資源充請從資源充分利用的角度談談這樣布局的好處。分利用的角度談談這樣布局的好處。 煉鋼廠排出的爐渣含有多種化學成分，其中以煉鋼廠排出的爐渣含有多種化學成分，其中以氧化鈣、二氧化硅、硅酸鈣為主，氧化鈣含量一般氧化鈣、二氧化硅、硅酸鈣為主，氧化鈣含量一般都在都在5050以上。這些都可用作水泥的生產原料，生以上。這些都可用作水泥的生產原料，生產礦渣硅酸鹽水泥，同時還可以利用產生的粉煤灰產礦渣硅酸鹽水泥，同時還可以利用產生的粉煤灰生產粉煤灰水泥。因此，通?？稍跓掍搹S周圍建水生產粉煤灰水泥。因此，通常可在煉鋼廠周圍建水泥廠以便合理利用煉鋼爐渣。泥廠以

10、便合理利用煉鋼爐渣。【交流與討論】【交流與討論】水泥、玻璃、陶瓷的比較水泥、玻璃、陶瓷的比較水泥水泥 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷 主要主要原料原料 主要主要設備設備 反應反應條件條件 石灰石、黏土石灰石、黏土碳酸鈣、碳酸碳酸鈣、碳酸鈉、石英砂鈉、石英砂 黏土黏土水泥回轉窯水泥回轉窯玻璃熔爐玻璃熔爐陶瓷窯陶瓷窯高溫高溫高溫高溫高溫高溫【歸納總結】【歸納總結】水泥水泥 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷 反應反應原理原理 主要主要成分成分 特性特性 復雜的物理、復雜的物理、化學變化化學變化NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2CaCOCaCO3 3+SiO+S

11、iO2 2CaSiOCaSiO3 3+CO+CO2 2復雜的物理、復雜的物理、化學變化化學變化成分復雜成分復雜NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 23CaOSiO3CaOSiO2 22CaOSiO2CaOSiO2 23CaOAl3CaOAl2 2O O3 3水硬性水硬性玻璃態(tài)物質玻璃態(tài)物質抗氧化；抗酸、抗氧化；抗酸、堿腐蝕；耐高堿腐蝕；耐高溫；絕緣溫；絕緣高溫高溫=高溫高溫=【歸納總結】【歸納總結】水泥、玻璃、陶瓷的比較水泥、玻璃、陶瓷的比較例1：石灰石是工業(yè)原料之一，而制取下列物質不需用石灰石的是A.玻璃 B.水泥 C.陶瓷 D.生石灰例2：根據(jù)普通

12、玻璃、普通水泥和普通陶瓷的生產過程，總結出硅酸鹽工業(yè)的一般特點：原料一定是含硅元素的物質 生成物是硅酸鹽 反應條件是高溫 發(fā)生復雜的物理、化學變化A. B. C. D.【練一練】【練一練】例3：與普通玻璃相比具有相同組成的是A.鋼化玻璃 B.光學儀器玻璃 C.石英玻璃 D.有色玻璃例4：下列物質中屬于純凈物的是A.Na2CO310H2O B.水泥 C.水玻璃 D.普通玻璃【練一練】【練一練】 光導纖維和各種新型陶瓷的開發(fā)和應用不僅光導纖維和各種新型陶瓷的開發(fā)和應用不僅為高科技發(fā)展提供了優(yōu)質材料，也提高了人們的為高科技發(fā)展提供了優(yōu)質材料，也提高了人們的生活質量。光導纖維在信息工程中的應用，使人生

13、活質量。光導纖維在信息工程中的應用，使人們可以坐在家中通過信息網絡獲取信息，聯(lián)絡親們可以坐在家中通過信息網絡獲取信息，聯(lián)絡親友。新型高強度陶瓷材料的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)陶友。新型高強度陶瓷材料的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性。瓷的脆性。 由光導纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，由光導纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖通信，傳送高強度的激光。光纖通信的用于光纖通信，傳送高強度的激光。光纖通信的容量比微波通信大容量比微波通信大10103 310104 4倍，而且傳輸速度快。倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以節(jié)約大量有色金屬。據(jù)用光纜代替通訊電纜可以節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計，生產統(tǒng)計，生產l kml km長的光纜只需幾克超純石英玻璃，長的光纜只需幾克超純石英玻璃，約可節(jié)省銅約可節(jié)省銅1.1t 1.1t 。光導纖維的制造與應用光導纖維的制造與應用 把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高溫爐中旋轉和移動的石英管，能反應生成二氧化溫爐中旋轉和移動的石英管，能反應生成二氧化硅。硅。 把得到的沉積在管內的二氧化硅熔化，形成把得到的沉積在管內的二氧化硅熔化，形成“玻璃棒玻璃棒”，在，在1900190020002000的高溫下再將其熔的高溫下再將其熔化、拉制成粗細均勻的光纖細絲。化、拉制成粗細均勻的光纖細絲。SiClSiCl4 4(g)(g)