高中化學選修一玻璃陶瓷水泥課件

第三節(jié)玻璃、陶瓷和水泥第3章探索生活材料

【學習目標】

1.知道水泥、玻璃和陶瓷的主要成分、生產(chǎn)原料及用途。2.認識到玻璃陶瓷在現(xiàn)代社會、現(xiàn)代科技中的重要作用?！局攸c和難點】

1.玻璃陶瓷和水泥的主要化學成分和生產(chǎn)原料。

硅酸鹽工業(yè):以含硅物質(zhì)為主要原料經(jīng)加熱制成硅酸鹽材料的制造工業(yè)。如制造水泥、玻璃、陶瓷等。一、玻璃討論:同學們在日常生活中接觸過哪些玻璃制品?實驗室玻璃儀器石英玻璃管玻璃杯玻璃藝術(shù)品玻璃金字塔一、玻璃純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)2、反應原理：復雜的物理、化學變化，主要反應：Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑

高溫

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑

高溫3、主要成分：1、原料：硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)特殊玻璃：在生產(chǎn)過程中加入不同的物質(zhì)，調(diào)整玻璃的化學組成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。⑴硼硅酸鹽玻璃：性能：膨脹系數(shù)小、化學穩(wěn)定性好，更耐高溫和耐化學腐蝕．用途:高級化學儀器過量的SiO2或加入B2O3⑵光學玻璃：性能：透光性能好、折光率高用途：眼鏡片、照相機、望遠鏡和顯微鏡中的透鏡等光學儀器加入PbO

夾層玻璃：是由堅韌的聚乙烯醇縮丁醛（PVB）

膠片將兩塊玻璃板在一定溫度和壓力下粘結(jié)成一個整體。

它可由退火玻璃、鋼化玻璃或熱增強玻璃來制成。當夾層玻璃破碎時，玻璃碎片粘在塑料中間層上。

因此，夾層玻璃可以減少玻璃碎片對人身和財產(chǎn)的傷害。開闊視野

*中空玻璃的特點:

具有良好的保溫、隔熱、隔聲等性能。如在玻璃之間充以各種漫射光材料或電介質(zhì)等，則可獲得更好的聲控、光控、隔熱等效果。

*中空玻璃的用途:

主要用于需要采暖、空調(diào)、防止噪音或結(jié)露以及需要無直射陽光和特殊光的建筑物上。廣泛應用于住宅、飯店、賓館、辦公樓、學校、醫(yī)院、商店等需要室內(nèi)空調(diào)的場合。也可用于火車、汽車、輪船、冷凍柜的門窗等處。

鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃都屬于安全玻璃開闊視野變色玻璃

光CuO2AgBr2Ag+Br2含有AgBr（或AgCl）和微量CuO的玻璃是一種變色玻璃。當受到太陽光或紫外線照射時，其中的AgBr發(fā)生分解，產(chǎn)生銀原子。當銀原子聚集到一定數(shù)量時，射在玻璃上的光大部分被吸收，原來無色透明的玻璃這時就會變成灰黑色。當把變色后的玻璃放到暗處時，在CuO的催化作用下，銀原子和溴原子又會結(jié)合生成AgBr。于是，玻璃又變成無色透明。這就是變色玻璃變色的基本原理。用變色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透過的光線變得柔和且有陰涼感。變色玻璃也可用于制作太陽鏡片等。從高純度的石英玻璃（SiO2）熔融體中，拉出直徑約100微米的細絲，就得到石英玻璃纖維。其傳導光的能力非常強，所以又稱光導纖維，簡稱光纖。玻璃的新發(fā)展光導纖維（光纖）圖3-32光導纖維優(yōu)點：①信息容量大?？赏瑫r容納10億人通話或傳送多套電視節(jié)目②質(zhì)量小而且細：每千米27g不怕腐蝕，鋪設方便③抗干擾性能好，通訊質(zhì)量高，能防竊聽；④成本低：每千米1萬元左右醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明光纖光纜普通電纜信息量大,每根光纖理論上可同時通過10億路電話8管同軸電纜每條通話1800路原料來源廣(石英玻璃),節(jié)約有色金屬資源較少質(zhì)量小,每公里27g,不怕腐蝕,鋪設方便每公里1.6t成本低,每公里1萬元左右每公里20萬元性能好,抗電磁干擾保密性強,能防竊聽,不發(fā)生電輻射光學纖維胃鏡現(xiàn)代通信用光纜用光導纖維做手術(shù)，不用開刀二、陶瓷陶器是人類第一次學會用黏土等天然物為原料，通過物理方法和化學反應制造出來的一種有用的人造材料。同學們在日常生活中接觸過哪些陶瓷制品?討論:圖3-25秦兵馬俑是陶制品圖3-26景德鎮(zhèn)瓷器聞名世界我國陶都江蘇宜興的陶器和瓷都江西景德鎮(zhèn)的瓷器，在世界上都享有聲譽。瓷器（英文名china）成為中華民族文化的象征之一。12/16/2022中國陶瓷珍品之唐三彩中國陶瓷珍品之清青花12/16/2022二、陶瓷主要原料生產(chǎn)過程反應條件種類性能黏土、高嶺土混合、成型干燥、燒結(jié)冷卻高溫土器、陶器炻器、瓷器抗氧化、抗酸堿耐腐蝕、耐高溫絕緣、易成型圖3-27陶器制造過程示意圖復雜的物理、化學變化黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）高嶺石Al4(Si4O10)OH8，除Al2O3外，還含SiO2。唐三彩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行燒制即制成絢麗多彩的瓷器。景泰藍對于一般燒制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？怎樣彌補？表面比較粗糙，而且有不同程度的滲透性。燒制前在坯體表面涂上一層釉，使成品光滑，不滲水。

在普通釉料中加入一些重金屬離子即可制得彩釉。加入的重金屬離子不同，空氣用量不同，彩釉的顏色不同。加入釉料的金屬元素燒制時的空氣用量與彩釉顏色空氣過量空氣不足Fe黃、紅、褐、黑藍、綠Cu藍綠紅Mn紫、褐紫、黑褐Cr黃、綠、褐藍綠Co藍、淡藍藍耐高溫、抗氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等制造發(fā)動機和航天飛機的防護片陶瓷的新發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)陶瓷性能用途陶瓷發(fā)動機——氮化硅陶瓷氮化硅基陶瓷具有密度小、高強、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤滑、隔熱、電絕緣等一系列優(yōu)良性能。制造發(fā)動機部位的受熱面，提高柴油機的質(zhì)量，節(jié)省燃料（不用水冷卻，減少熱散失）。Si3N4基陶瓷球軸承沙漠車氮化硅陶瓷部件氧化鋁陶瓷性

能用

途熔點高坩堝、高溫爐管硬度大剛玉球磨機透明、耐高溫高壓鈉燈燈管備注：鈉蒸氣放電發(fā)光問題早在1950年就得以解決，由于沒有一種能抵御高溫鈉蒸氣（1400℃）強烈腐蝕的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高壓鈉燈。高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品陶瓷的新發(fā)展高溫結(jié)構(gòu)陶瓷——人造寶石紅寶石和藍寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現(xiàn)紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍寶石呈藍色則是由于其中混有少量含鈦化合物。1900年，科學家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質(zhì)量為2g-4g的紅寶石?，F(xiàn)在，已經(jīng)能制造出大到10g的紅寶石和藍寶石。紅寶石和藍寶石及人造寶石壓電陶瓷利用陶瓷，還可實現(xiàn)多種功能互換。如安放在打火機中的壓電陶瓷，一經(jīng)敲打即刻產(chǎn)生一個電火花，將機械能轉(zhuǎn)變成電能。

超導陶瓷：所謂超導現(xiàn)象就是金屬的電阻隨溫度的升高而增大，當金屬的溫度降低時，它的電阻減小,當溫度降到-269℃（液氮溫度，為4K）左右時，水銀的電阻變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象．我國研制的超導陶瓷的臨界溫度為77K，處于世界領先水平。高樓大廈磚房三、水泥主要原料主要設備

反應條件

主要成分

主要性能粘土石灰石石膏（輔料）水泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣3CaO?SiO2硅酸二鈣2CaO?SiO2鋁酸三鈣3CaO?Al2O3水硬性（水泥與水摻和、攪拌并經(jīng)靜置后很容易凝固變硬，這就叫做水泥的水硬性）原料研磨混合煅燒(回轉(zhuǎn)窯)水泥加入石膏水泥用途：①水泥砂漿：水泥、沙子和水的混合物。是建筑黏合劑。②混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物?；炷脸Ｓ娩摻钭鼋Y(jié)構(gòu)，這就是常說的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水泥的性能是如何表示的？水泥回轉(zhuǎn)窯原料中的石膏的作用是什么？用強度等級來表示水泥的不同性能。常用的硅酸鹽水泥分為42.5、52.5、62.5三個等級。等級越高，性能越好。延緩水泥的硬化中國水泥工業(yè)明天更美好撫今追昔，我國水泥工業(yè)在過去的歲月里經(jīng)歷了曲折而又輝煌的發(fā)展歷程。1892年，啟新水泥廠在唐山建立，拉開了我國水泥工業(yè)發(fā)展的序幕。但由于戰(zhàn)亂不斷和外來侵略，到1949年新中國成立時，我國水泥生產(chǎn)技術(shù)仍非常落后

20世紀50～60