第三章第3節(jié)玻璃、陶瓷和水泥

1、一、玻璃一、玻璃純堿純堿( (Na2CO3) )、石灰石、石灰石( (CaCO3) )和石英和石英( (SiO2) ) 2、反應(yīng)原理：反應(yīng)原理： 復(fù)雜的復(fù)雜的物理、化學(xué)物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)：變化，主要反應(yīng)：Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2 高溫高溫 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 高溫高溫3、主要成分：主要成分：1、原料原料：硅酸鈉硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅、二氧化硅(SiO2)玻璃生產(chǎn)一般流程玻璃為什么可以被人工吹制玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？成形狀不同的制品？玻璃沒有一定的玻璃沒有一定的熔點(diǎn)熔點(diǎn)，而是，

2、而是在某個范圍內(nèi)在某個范圍內(nèi)逐漸軟化逐漸軟化，在，在軟化狀態(tài)時，可以被吹成任軟化狀態(tài)時，可以被吹成任何形狀的制品何形狀的制品玻玻璃璃態(tài)態(tài)物物質(zhì)質(zhì)定義定義特性特性實(shí)例實(shí)例沒有一定的熔點(diǎn)而在某一溫度沒有一定的熔點(diǎn)而在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化的物質(zhì)。（范圍內(nèi)逐漸軟化的物質(zhì)。（介介于晶體與非晶體之間于晶體與非晶體之間。）。）沒有固定沒有固定的熔點(diǎn)。的熔點(diǎn)。玻璃玻璃討論：這四幅圖中的幾種玻璃是如何制造這四幅圖中的幾種玻璃是如何制造的？各有什么特性和用途？的？各有什么特性和用途？特殊玻璃：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(xué)在生產(chǎn)過程中加入不同的物質(zhì)，調(diào)整玻璃的化學(xué)組成，可以制得具有不同性能

3、和用途的玻璃。組成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。硼硅酸鹽玻璃：硼硅酸鹽玻璃：性能：性能：膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好，更耐高溫和耐化學(xué)腐蝕。好，更耐高溫和耐化學(xué)腐蝕。用途用途: : 高級化學(xué)儀器高級化學(xué)儀器過量的過量的SiO2或加入或加入B2O3光學(xué)玻璃：光學(xué)玻璃：性能：性能：透光性能好、折光率高透光性能好、折光率高用途：用途：眼鏡片、照相機(jī)、望眼鏡片、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡等光遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡等光學(xué)儀器學(xué)儀器 加入加入PbOPbO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( (FeOFeO) )彩色玻璃：

4、彩色玻璃：金屬氧化物均勻地分散金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)特征顏色。璃呈現(xiàn)特征顏色。方法：方法：普通玻璃在鋼化爐里加普通玻璃在鋼化爐里加熱軟化，取出后再急速冷卻。熱軟化，取出后再急速冷卻。鋼化玻璃鋼化玻璃（工藝處理）（工藝處理）用途用途: : 工藝玻璃制品工藝玻璃制品用途用途: : 汽車或火車車窗汽車或火車車窗性能性能: : 機(jī)械強(qiáng)度大、抗震烈、機(jī)械強(qiáng)度大、抗震烈、不易破碎；碎塊無棱角不易破碎；碎塊無棱角 光光CuO2AgBr 2Ag+Br2資料卡片資料卡片 含有含有AgBrAgBr（或（或AgClAgCl）和微量）和微量CuOCuO的玻璃是一種變的玻璃是

5、一種變色玻璃色玻璃。 用變色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透過的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。作太陽鏡片等。玻璃的新發(fā)展玻璃的新發(fā)展光導(dǎo)纖維（光纖）光導(dǎo)纖維（光纖） 是從高純度的石英玻璃熔融體中，拉是從高純度的石英玻璃熔融體中，拉出直徑約出直徑約100100微米的細(xì)絲。微米的細(xì)絲。 玻璃的新發(fā)展玻璃的新發(fā)展光導(dǎo)纖維的應(yīng)用：光導(dǎo)纖維的應(yīng)用： 除了用于通信外，還用除了用于通信外，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控和照明等許多方面。遙測遙控和照明等許多方面。光學(xué)纖維

6、胃鏡光學(xué)纖維胃鏡現(xiàn)代通信用光纜 陶瓷在我國有悠久的歷史，堪稱中陶瓷在我國有悠久的歷史，堪稱中國的國粹，在新石器時期我們的祖先就國的國粹，在新石器時期我們的祖先就已經(jīng)能制造陶瓷，在歷史的長河中，陶已經(jīng)能制造陶瓷，在歷史的長河中，陶瓷曾經(jīng)歷過兩個鼎盛時期，瓷曾經(jīng)歷過兩個鼎盛時期，唐朝（唐朝（“唐唐三彩三彩”）和宋朝（）和宋朝（“鈞瓷鈞瓷”）二、陶瓷二、陶瓷陶瓷工業(yè)陶瓷工業(yè)陶瓷陶瓷澳門博物館中佛山石灣瓷器澳門博物館中佛山石灣瓷器陶瓷陶瓷第七屆亞洲藝術(shù)節(jié)中展示的石灣陶藝第七屆亞洲藝術(shù)節(jié)中展示的石灣陶藝陶瓷陶瓷1、原、原 料料：2、生產(chǎn)過程：、生產(chǎn)過程：3、反應(yīng)條件：、反應(yīng)條件：高溫高溫5、主要性能：、

7、主要性能：4、種類：、種類：圖3-27 陶器制造過程示意圖 一般燒制的陶瓷制品，表面比較粗糙，而且一般燒制的陶瓷制品，表面比較粗糙，而且有不同程度的滲透性。但日常生活中的許多陶瓷有不同程度的滲透性。但日常生活中的許多陶瓷制品，表面光滑、不滲水，而且色彩豐富，非常制品，表面光滑、不滲水，而且色彩豐富，非常漂亮。這是因?yàn)槠?。這是因?yàn)闊魄霸谂黧w表面涂上一層彩釉燒制前在坯體表面涂上一層彩釉的緣故。的緣故。在普通釉料中加入一些重金屬離子即可制得彩釉。在普通釉料中加入一些重金屬離子即可制得彩釉。加入加入的重金屬離子不同，空氣用量不同，彩釉的顏色不同。的重金屬離子不同，空氣用量不同，彩釉的顏色不同。加入

8、釉料的金屬加入釉料的金屬元素元素?zé)茣r的空氣用量與彩釉顏色燒制時的空氣用量與彩釉顏色空氣過量空氣過量空氣不足空氣不足FeFe黃、紅、褐、黑黃、紅、褐、黑藍(lán)、綠藍(lán)、綠CuCu藍(lán)綠藍(lán)綠紅紅MnMn紫、褐紫、褐紫、黑褐紫、黑褐CrCr黃、綠、褐黃、綠、褐藍(lán)綠藍(lán)綠CoCo藍(lán)、淡藍(lán)藍(lán)、淡藍(lán)藍(lán)藍(lán) 器別器別比較項(xiàng)比較項(xiàng)陶器陶器瓷器瓷器溫度溫度最低甚至達(dá)到最低甚至達(dá)到800以下，以下，最高可達(dá)最高可達(dá)1100左右左右 大都在大都在1200以上，以上，甚至有的達(dá)到甚至有的達(dá)到1400左右左右 質(zhì)地質(zhì)地陶器燒成溫度低，坯體并未陶器燒成溫度低，坯體并未完全燒結(jié)，胎體硬度較差完全燒結(jié)，胎體硬度較差 瓷器的燒成溫度高，

9、瓷器的燒成溫度高，胎體基本燒結(jié)胎體基本燒結(jié) 原料原料黏土黏土 高嶺土高嶺土 透明度透明度不具備半透明特性不具備半透明特性 半透明半透明 釉料釉料陶器有不掛釉和掛釉的兩種，陶器有不掛釉和掛釉的兩種，掛釉的陶器釉料在較低的溫掛釉的陶器釉料在較低的溫度下燒成度下燒成在高溫下與胎體一在高溫下與胎體一次燒成；在高溫素次燒成；在高溫素?zé)ド显賿斓蜏赜?，燒胎上再掛低溫釉，第二次低溫?zé)傻诙蔚蜏責(zé)?陶器、瓷器的區(qū)別陶器、瓷器的區(qū)別比較：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 思考：思考： 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?yàn)槠嚨陌l(fā)動機(jī)多是由金屬制答案：為了散熱，因?yàn)槠嚨陌l(fā)動

10、機(jī)多是由金屬制作，它們在高溫時容易損壞，必作，它們在高溫時容易損壞，必 須用水來冷卻。須用水來冷卻。陶瓷發(fā)動機(jī)陶瓷發(fā)動機(jī)氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤滑性，耐磨損，抗氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤滑性，耐磨損，抗腐蝕，抗氧化，能抵抗冷熱沖擊，可用來制造軸承、汽腐蝕，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，還可以用來制柴油機(jī)。以用來制柴油機(jī)。 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷除氮化硅陶瓷外除氮化硅陶瓷外，還有很多品種，如，還有很多品種，如碳化硼陶瓷、二氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷碳化硼陶瓷、二氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷等等，它們廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航等等，它們廣泛應(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。事業(yè)等方面。 三、水泥三、水泥主要原料主要原料主要設(shè)備主要設(shè)備 反應(yīng)條件反應(yīng)條件 主要成分主要成分 主要性能主要性能粘土粘土石灰石石灰石石膏（輔料）石膏（輔料）水泥回轉(zhuǎn)水泥回轉(zhuǎn)窯窯高溫高溫硅酸三鈣硅酸三鈣3CaOSiO2硅酸二鈣硅酸二鈣2CaOSiO2鋁酸三鈣鋁酸三鈣3CaOAl2O3水硬性水硬性（水泥與水摻水泥與水摻和、攪拌并經(jīng)和、攪拌并經(jīng)靜置后很容易靜置后很容易凝固變硬，這凝固變硬，這就叫