高中化學(xué)選修1： 3-3玻璃、陶瓷和水泥

1、12345678 玻璃中含有什么物質(zhì)？ 玻璃器皿為何能通過人工吹制方法制得？ 玻璃制作：一吹成皿玻璃制作：一吹成皿日本小樽日本小樽9 玻璃是否為晶體？玻璃是否為晶體？ 生活中有許多漂亮的玻璃制品，它生活中有許多漂亮的玻璃制品，它們有的是由人工吹制的，玻璃為什么能被們有的是由人工吹制的，玻璃為什么能被吹制成性狀不同的制品？吹制成性狀不同的制品？ 玻璃不是晶體。玻璃不是晶體。 玻璃沒有一定的熔點，而是玻璃沒有一定的熔點，而是在某個溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化在某個溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時可以被吹制成任何形狀的制品狀態(tài)時可以被吹制成任何形狀的制品10一、玻璃一、玻璃1 1、原、原 料料：純堿、

2、石灰石和石英：純堿、石灰石和石英 2 2、主要設(shè)備、主要設(shè)備：玻璃熔爐：玻璃熔爐 3 3、生產(chǎn)過程、生產(chǎn)過程：原料粉碎，玻璃熔爐中強(qiáng)熱，成：原料粉碎，玻璃熔爐中強(qiáng)熱，成 型冷卻型冷卻Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 4 4、反應(yīng)原理、反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)反應(yīng)高溫高溫115 5、主要成分、主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 6 6、主要性能、主要性能：玻璃態(tài)物質(zhì)，沒：玻璃態(tài)物質(zhì)，沒有固定的熔點，在一定溫度范圍有固定的熔點，在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。內(nèi)逐漸軟化。 （Na2OCaO

3、6SiO2）1213石英玻璃石英玻璃14光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃15167 7、幾種特殊玻璃、幾種特殊玻璃石英玻璃石英玻璃：膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光 用途：用途：化學(xué)儀器化學(xué)儀器；高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼；光導(dǎo)纖維、壓電晶體等。光導(dǎo)纖維、壓電晶體等。 光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃：透光性能好、有折光和色散性透光性能好、有折光和色散性( (鉛玻璃鉛玻璃) ) 用途：眼鏡片；望遠(yuǎn)鐿用凹凸透鏡等光學(xué)儀器用途：眼鏡片；望遠(yuǎn)鐿用凹凸透鏡等光學(xué)儀器 有色玻璃有色玻璃： 金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)特征顏色。質(zhì)

4、里，使玻璃呈現(xiàn)特征顏色。藍(lán)色藍(lán)色(Co(Co2 2O O3 3) )紅色紅色 (Cu(Cu2 2O) O) 淡綠色淡綠色 (FeO(FeO) )鋼化玻璃鋼化玻璃： 玻璃在電爐里加熱軟化，再急速冷玻璃在電爐里加熱軟化，再急速冷卻得鋼化玻璃。卻得鋼化玻璃。PbO17耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂 ，破，破碎時無尖銳棱角不易傷人。碎時無尖銳棱角不易傷人。用途：運(yùn)動器材；微波通訊器材；用途：運(yùn)動器材；微波通訊器材； 18玻璃纖維玻璃纖維 玻璃在熔化狀態(tài)下抽成絲成為玻璃纖維，玻璃玻璃在熔化狀態(tài)下抽成絲成為玻璃纖維，玻璃纖維用合成樹脂一層層膠合壓制成一定形狀，并在

5、纖維用合成樹脂一層層膠合壓制成一定形狀，并在加壓下加熱固化，形成玻璃鋼，強(qiáng)度大如鋼，比鋼加壓下加熱固化，形成玻璃鋼，強(qiáng)度大如鋼，比鋼輕。玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、輕。玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀等。隔熱、吸聲、防蟲蛀等。注意：注意：有機(jī)玻璃、水玻璃都不是玻璃有機(jī)玻璃、水玻璃都不是玻璃。玻璃鋼玻璃鋼與與19China China 中國中國二、陶瓷二、陶瓷 20兵馬俑兵馬俑21中國陶瓷珍品之唐三彩中國陶瓷珍品之唐三彩 中中國國陶陶瓷瓷珍珍品品之之明明青青花花2223中中國國陶陶瓷瓷珍珍品品之之清清青青花花中國陶瓷珍品之清彩瓷中國陶瓷珍品之清彩瓷24252

6、62728293031323334傳統(tǒng)上陶瓷是指所有以黏土為主要原料傳統(tǒng)上陶瓷是指所有以黏土為主要原料（AlAl2 2OO3 32SiO2SiO2 22H2H2 2OO）與其它天然礦物原料）與其它天然礦物原料經(jīng)過粉碎、成型、煅燒等過程制成的各種制經(jīng)過粉碎、成型、煅燒等過程制成的各種制品。廣義上陶瓷是用陶瓷生產(chǎn)方法制造的無品。廣義上陶瓷是用陶瓷生產(chǎn)方法制造的無機(jī)非金屬固體材料和制品的通稱。機(jī)非金屬固體材料和制品的通稱。3536二、陶瓷二、陶瓷(China)(China)1 1、主要原料、主要原料：黏土：黏土 2 2、傳統(tǒng)生產(chǎn)過程、傳統(tǒng)生產(chǎn)過程：混和、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻混和、成型、干燥、燒結(jié)、

7、冷卻 3 3、反應(yīng)原理、反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化 4 4、主要成分：、主要成分：硅酸鹽硅酸鹽 5、主要特性、主要特性：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等優(yōu)點。絕緣、易成型等優(yōu)點。 37、主要種類：、主要種類：土器：磚瓦土器：磚瓦紅瓦（自然冷卻，紅瓦（自然冷卻，F(xiàn)eFe2 2O O3 3含量較多）含量較多）青瓦青瓦( (淋水冷卻，淋水冷卻，F(xiàn)eFe3 3O O4 4、FeOFeO較多較多) )陶器：陶器：彩陶彩陶江蘇宜興的紫砂壺、秦漢兵馬俑江蘇宜興的紫砂壺、秦漢兵馬俑瓷器：瓷器：茶具茶具炻器炻器：水缸、砂鍋水缸、砂鍋瓷雕瓷雕收藏珍

8、品收藏珍品注意：注意：彩釉彩釉38景景泰泰藍(lán)藍(lán)39唐唐三三彩彩思考：思考：瓷器上釉是怎么回事？絢麗多彩的瓷器是怎樣制得的？瓷器上釉是怎么回事？絢麗多彩的瓷器是怎樣制得的？ 在普通釉料中加入一些重金屬離子，可制成彩釉。在普通釉料中加入一些重金屬離子，可制成彩釉。 將彩釉涂在坯體上進(jìn)行燒制即制成絢麗多彩的瓷器。將彩釉涂在坯體上進(jìn)行燒制即制成絢麗多彩的瓷器。4041 搪瓷是在金屬的表面用工藝類似于電鍍搪瓷是在金屬的表面用工藝類似于電鍍上一層瓷，而陶瓷則是用陶土燒制而成的上一層瓷，而陶瓷則是用陶土燒制而成的 注意：注意：搪瓷不屬于陶瓷搪瓷不屬于陶瓷42 目前，我國已成為世界上生產(chǎn)和使用目前，我國已成為

9、世界上生產(chǎn)和使用水泥制品最多的國家。但大家知道嗎？水泥制品最多的國家。但大家知道嗎？解放前我國的水泥曾被稱為解放前我國的水泥曾被稱為“洋灰洋灰”，就是現(xiàn)在，也仍然還能聽到這種叫法。就是現(xiàn)在，也仍然還能聽到這種叫法。 43資料資料44 舊中國的水泥主要依靠進(jìn)口，椐記載最舊中國的水泥主要依靠進(jìn)口，椐記載最高年產(chǎn)量僅高年產(chǎn)量僅2.292.29* *10106 6t t，在新中國誕生以后，水泥，在新中國誕生以后，水泥工業(yè)有了迅速的發(fā)展。工業(yè)有了迅速的發(fā)展。 從從19491949年到年到19831983年，增長了年，增長了160160多倍，多倍，19831983年產(chǎn)量達(dá)年產(chǎn)量達(dá)1.061.06* *10

10、108 8t, t, 居世界第二位，居世界第二位，19891989年產(chǎn)量達(dá)年產(chǎn)量達(dá)2.072.07* *10108 8t t，居世界第一位。其中，居世界第一位。其中19991999年年我國水泥產(chǎn)量占世界的我國水泥產(chǎn)量占世界的37371616。4546水泥回轉(zhuǎn)窯47三、水泥：三、水泥：1 1、主要原料：粘土和石灰石、主要原料：粘土和石灰石 2、主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯、主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯 3 3、生產(chǎn)過程：生料研磨，高溫煅燒得熟料，再、生產(chǎn)過程：生料研磨，高溫煅燒得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸鹽水泥加石膏研成粉末得普通硅酸鹽水泥 輔助原料：石膏輔助原料：石膏作用是調(diào)節(jié)水泥硬化速度作用是調(diào)節(jié)水泥

11、硬化速度4 4、反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化、反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化 48水泥生料煅燒成熟料的物理化學(xué)變化的過程水泥生料煅燒成熟料的物理化學(xué)變化的過程 干燥帶：干燥帶： 100 水分蒸發(fā)水分蒸發(fā)溫度（度）溫度（度） 作用作用 預(yù)熱帶：預(yù)熱帶： 600 有機(jī)物燃燒和高嶺土的脫水有機(jī)物燃燒和高嶺土的脫水 分解帶：分解帶： 900 石灰石分解，石灰石分解，CaO和和SiO2 Al2O3發(fā)生固態(tài)反應(yīng)發(fā)生固態(tài)反應(yīng) 燒結(jié)帶：燒結(jié)帶： 1400 燒結(jié)，熔融，得熟料燒結(jié)，熔融，得熟料 煅燒帶煅燒帶 1100 3CaO + Al2O3= 3 CaO . Al2O3 2 CaO + SiO2= 2 Ca

12、O . SiO2 3 CaO + SiO2 = 3 CaO . SiO2高溫高溫高溫高溫高溫高溫495 5、主要成分：硅酸三鈣、主要成分：硅酸三鈣(3CaO(3CaOSiOSiO2 2) )、 硅酸二鈣硅酸二鈣(2CaO(2CaOSiOSiO2 2) )、 鋁酸三鈣鋁酸三鈣(3CaO(3CaOAlAl2 2O O3 3) )等等 6 6、主要性能：水硬性、主要性能：水硬性 水泥的標(biāo)號強(qiáng)度等級水泥的標(biāo)號強(qiáng)度等級7 7、主要用途：建筑、修路。、主要用途：建筑、修路。 如：水泥如：水泥砂漿、混凝土、鋼筋混凝土砂漿、混凝土、鋼筋混凝土 。50水泥的標(biāo)號（現(xiàn)已經(jīng)廢止）水泥的標(biāo)號（現(xiàn)已經(jīng)廢止） 水泥的標(biāo)號

13、是水泥強(qiáng)度大小的標(biāo)志，測定水泥標(biāo)號的抗壓強(qiáng)度，系指水泥砂漿硬結(jié)28d后的強(qiáng)度。例如檢測得到28d后的抗壓強(qiáng)度為310 kg/cm2，則水泥的標(biāo)號定為300號。抗壓強(qiáng)度為300-400 kg/cm2者均算為300號。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六種標(biāo)號。200號-300號的可用于一些房屋建筑。400號以上的可用于建筑較大的橋梁或廠房，以及一些重要路面和制造預(yù)制構(gòu)件。 51水泥的等級劃分水泥的等級劃分 我國對六大通用水泥各項標(biāo)準(zhǔn)已作修改我國對六大通用水泥各項標(biāo)準(zhǔn)已作修改,原采用原采用(國國標(biāo)標(biāo))GB17785方法已經(jīng)廢止不再使用方法已經(jīng)廢止不再使用,六大通用水泥新六大

14、通用水泥新標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)是GB1751999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、GB13441999礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤炭硅酸鹽水泥及粉煤炭硅酸鹽水泥。GB129581999復(fù)合硅酸鹽復(fù)合硅酸鹽水泥水泥。這三個國家標(biāo)準(zhǔn)（包括六大通用水泥）早已于。這三個國家標(biāo)準(zhǔn)（包括六大通用水泥）早已于1999年年12月月1日起生效，過渡期為日起生效，過渡期為1年年4個月，即個月，即2001年年4月月1日起相應(yīng)三個老標(biāo)準(zhǔn)（包括六大通用水泥）廢止，正日起相應(yīng)三個老標(biāo)準(zhǔn)（包括六大通用水泥）廢止，正式實施六大通用水泥新標(biāo)準(zhǔn)。式實施六大通用水泥新標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)

15、準(zhǔn)是將水泥標(biāo)號改為強(qiáng)度等級新標(biāo)準(zhǔn)是將水泥標(biāo)號改為強(qiáng)度等級,六大水泥標(biāo)準(zhǔn)實六大水泥標(biāo)準(zhǔn)實行以行以MPa (兆帕兆帕)表示的強(qiáng)度等級，如表示的強(qiáng)度等級，如32.5、32.5R42.5、42.5R、52.5、52.5R等，強(qiáng)度等級的數(shù)值是與水泥等，強(qiáng)度等級的數(shù)值是與水泥28天天抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的最低值相同?？箟簭?qiáng)度指標(biāo)的最低值相同。 52535455四、玻璃和陶瓷的新發(fā)展四、玻璃和陶瓷的新發(fā)展1、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 光纖通信的優(yōu)點有：光纖通信的優(yōu)點有： a、信息容量大，一條光纜通路可同時容納、信息容量大，一條光纜通路可同時容納10億人通億人通話，也可同時傳送多套電視節(jié)目；話，也可同時傳送多套電視節(jié)目；

16、b、光纖的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量、光纖的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高，能防竊聽；高，能防竊聽； c、光纜質(zhì)量小而且細(xì)，不怕腐蝕，鋪設(shè)方便；、光纜質(zhì)量小而且細(xì)，不怕腐蝕，鋪設(shè)方便； d、光纖通信還有損耗低，適合遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)葍?yōu)、光纖通信還有損耗低，適合遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)葍?yōu)勢；勢； 562 2、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷下面我們就以實例來進(jìn)行說明。下面我們就以實例來進(jìn)行說明。思考：思考： 1、假如一輛普通的汽車在沙漠里行駛，在汽車零件不、假如一輛普通的汽車在沙漠里行駛，在汽車零件不壞的情況下，最怕遇到的問題是什么壞的情況下，最怕遇到的問題是什么?（答案：缺水）（答案：缺水）

17、 2、汽車行駛時，為什么經(jīng)常要加水、汽車行駛時，為什么經(jīng)常要加水?（答案：為了散熱，因為汽車的發(fā)動機(jī)多是由金屬制作，（答案：為了散熱，因為汽車的發(fā)動機(jī)多是由金屬制作，它們在高溫時容易損壞，必須用水來冷卻。）它們在高溫時容易損壞，必須用水來冷卻。）573 3、陶瓷發(fā)動機(jī)、陶瓷發(fā)動機(jī)氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷設(shè)問：設(shè)問： 既然陶瓷發(fā)動機(jī)能克服傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的缺點，請大家預(yù)既然陶瓷發(fā)動機(jī)能克服傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的缺點，請大家預(yù)測氮化硅的性質(zhì)。測氮化硅的性質(zhì)。（答案：應(yīng)該是耐高溫、抗氧化、耐腐蝕。）（答案：應(yīng)該是耐高溫、抗氧化、耐腐蝕。） 氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤滑性，耐磨損，抗腐氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤滑性，

18、耐磨損，抗腐蝕，抗氧化，能抵抗冷熱沖擊，可用來制造軸承、汽輪蝕，抗氧化，能抵抗冷熱沖擊，可用來制造軸承、汽輪機(jī)葉片、永久性模具、機(jī)械密封環(huán)等機(jī)械構(gòu)件，還可以機(jī)葉片、永久性模具、機(jī)械密封環(huán)等機(jī)械構(gòu)件，還可以用來制柴油機(jī)。用來制柴油機(jī)。58 新型結(jié)構(gòu)陶瓷除上述所介紹的之新型結(jié)構(gòu)陶瓷除上述所介紹的之外，還有很多品種，如碳化硼陶瓷、外，還有很多品種，如碳化硼陶瓷、氧化鋯陶瓷、鈉米陶瓷等等，它們廣氧化鋯陶瓷、鈉米陶瓷等等，它們廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航事業(yè)等方面。宇航事業(yè)等方面。 591 1、熔融燒堿應(yīng)選用的儀器是：、熔融燒堿應(yīng)選用的儀器是： （ ） A A、石英坩堝、石英坩堝 B B、普通玻璃坩堝、普通玻璃坩堝 C C、生鐵坩堝、生鐵坩堝 D D、陶瓷坩堝、陶瓷坩堝C C2 2、下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是：、下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是： （ ） A A、粘土、粘土、 B B、石英、石英、 C C、AlAl2 2(Si