選修一3.3《玻璃、陶瓷和水泥》

1、第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥學習目標學習目標 v知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化學成分、生產(chǎn)原料及其用途。主要主要原料原料反應(yīng)反應(yīng)條件條件玻璃窯中發(fā)生的玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng)主要反應(yīng)成分成分純堿純堿石灰石石灰石石英石英高溫高溫Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3+ CO2高溫CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2高溫Na2SiO3 CaSiO3SiO2普通玻璃普通玻璃藍玻璃藍玻璃紅玻璃紅玻璃化學儀器玻璃化學儀器玻璃光學儀器玻璃光學儀器玻璃鋼化玻璃鋼化玻璃光纖玻璃光纖玻璃因混有鐵的化合物而呈淺綠色因混有鐵的化合物而呈淺綠色在原料里加入了氧化鈷使玻璃呈現(xiàn)藍色在原料里加入了氧化鈷使

2、玻璃呈現(xiàn)藍色在原料里加入了氧化亞銅使玻璃呈現(xiàn)紅色在原料里加入了氧化亞銅使玻璃呈現(xiàn)紅色如試管等如試管等如放大鏡如放大鏡把普通玻璃放到電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼把普通玻璃放到電爐里加熱，使它軟化，然后急速冷卻，得到鋼化玻璃。其機械強度比普通玻璃大化玻璃。其機械強度比普通玻璃大46倍。倍。1964年年8月華裔科學家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽為月華裔科學家高錕首先提出用玻璃纖維代替金屬導(dǎo)線，被譽為“纖維光學之父纖維光學之父”，比頭發(fā)絲還細的一對光到纖維上同時傳送，比頭發(fā)絲還細的一對光到纖維上同時傳送3萬門電萬門電話且中繼距離長達話且中繼距離長達2050Km，保密性能好。，

3、保密性能好。石英玻璃石英玻璃光學玻璃光學玻璃玻璃纖維玻璃纖維看起來晶瑩透明的玻璃是不是看起來晶瑩透明的玻璃是不是晶體呢？請大家思考后回答，晶體呢？請大家思考后回答，請說出依據(jù)。請說出依據(jù)。玻璃是介于結(jié)晶態(tài)和無定型玻璃是介于結(jié)晶態(tài)和無定型態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，我態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，我們叫他玻璃態(tài)物質(zhì)們叫他玻璃態(tài)物質(zhì)主要主要原料原料生產(chǎn)過生產(chǎn)過程程反應(yīng)反應(yīng)條件條件種類種類性能性能黏土黏土混合、混合、成型、成型、干燥、干燥、燒結(jié)、燒結(jié)、冷卻冷卻高溫高溫土陶、土陶、陶器、陶器、炻器、炻器、瓷器瓷器抗氧化、抗抗氧化、抗酸堿耐腐蝕、酸堿耐腐蝕、耐高溫、絕耐高溫、絕緣、易成型緣、易成型1.1.我國最著名的

4、陶器產(chǎn)我國最著名的陶器產(chǎn)地在什么地方？有什么地在什么地方？有什么之稱？之稱？2.2.我國素有我國素有“瓷都瓷都”之之稱的地方在那里？稱的地方在那里？江蘇宜興，有陶都之稱江蘇宜興，有陶都之稱江西景德鎮(zhèn)江西景德鎮(zhèn) 陶瓷在我國有悠久的歷史，陶瓷在我國有悠久的歷史，堪稱中國的國粹，在新石器時期我們堪稱中國的國粹，在新石器時期我們的祖先就已經(jīng)能制造陶瓷，在歷史的的祖先就已經(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，長河中，陶瓷曾經(jīng)歷過兩個鼎盛時期，唐朝（唐朝（“唐三彩唐三彩”）和宋朝（）和宋朝（“鈞鈞瓷瓷”） 宋官窯、定窯、汝窯宋官窯、定窯、汝窯 鈞窯、鈞窯、 哥窯、其它哥窯、其它中國陶瓷珍

5、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 陶瓷工業(yè)發(fā)展非常迅速，各種新型陶陶瓷工業(yè)發(fā)展非常迅速，各種新型陶瓷不斷問世，美國瓷不斷問世，美國“哥倫比亞哥倫比亞”號航天號航天飛機的外殼，就是鋪砌了飛機的外殼，就是鋪砌了3.2萬塊金屬陶萬塊金屬陶瓷耐熱片。用新型陶瓷材料代替金屬材瓷耐熱片。用新型陶瓷材料代替金屬材料制發(fā)動機，料制發(fā)動機，1990年我國第一臺無水冷年我國第一臺無水冷發(fā)電機試車成功，這是繼美、日之后，發(fā)電機試車成功，這是繼美、日之后，國際上僅有的幾次試驗之一。專家門預(yù)國際上僅有

6、的幾次試驗之一。專家門預(yù)言：隨著新陶瓷技術(shù)的發(fā)展，人類將重言：隨著新陶瓷技術(shù)的發(fā)展，人類將重返返“石器時代石器時代”。不過是個全新的石器。不過是個全新的石器時代。時代。主要主要原料原料主要主要設(shè)備設(shè)備反應(yīng)反應(yīng)條件條件普通水泥普通水泥主要成分主要成分主要主要性質(zhì)性質(zhì)黏土黏土石灰石石灰石石膏石膏（輔料）（輔料）水泥回水泥回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)窯高溫高溫硅酸三鈣：硅酸三鈣：3CaOSiO2硅酸二鈣：硅酸二鈣：2CaO SiO2鋁酸三鈣：鋁酸三鈣：3CaO Al2O3水硬性水硬性1.1.建筑用粘合劑建筑用粘合劑水泥水泥沙漿的沙漿的 成分是什么？成分是什么？2.2.混凝土又是什么做成的？混凝土又是什么做成的？水泥水泥

7、 、 沙子、水沙子、水水泥、沙子水泥、沙子 、碎石、碎石 中國的水泥工業(yè)發(fā)展有中國的水泥工業(yè)發(fā)展有100100多年多年歷史，我國的水泥產(chǎn)量自歷史，我國的水泥產(chǎn)量自19951995年以來一年以來一直踞世界首位，其中直踞世界首位，其中19991999年我國水泥產(chǎn)年我國水泥產(chǎn)量占世界的量占世界的37.16%37.16%，但因我國人口多，但因我國人口多，人均產(chǎn)量很低。我國現(xiàn)有水泥企業(yè)人均產(chǎn)量很低。我國現(xiàn)有水泥企業(yè)80008000多家，但年產(chǎn)量多家，但年產(chǎn)量2020萬噸以上的不足萬噸以上的不足10%10%，全國平均規(guī)模不足全國平均規(guī)模不足1010萬噸，與發(fā)達國家萬噸，與發(fā)達國家相比差距極大。相比差距極大

8、。在多年使用的廚房里，久在多年使用的廚房里，久未更換的玻璃往往失去光未更換的玻璃往往失去光澤，嚴重的還會形成白色澤，嚴重的還會形成白色斑點，這種現(xiàn)象叫做堿析，斑點，這種現(xiàn)象叫做堿析，產(chǎn)生堿析的化學原因是什產(chǎn)生堿析的化學原因是什么呢？么呢？ 玻璃的主要成分有Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，廚房中CO2、H2O(g)濃度相對較高，碳酸酸性強于硅酸，時間長了玻璃中的Na2SiO3將會在CO2、H2O(g)的持續(xù)作用下析出白色難溶性的H2SiO3，使玻璃失去光澤，嚴重的會形成白色斑點。Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3H2SiO3 Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2S

9、iO3 一、玻璃和陶瓷的新發(fā)展：一、玻璃和陶瓷的新發(fā)展：用途：用途： 除了可以用于通訊外，還用于醫(yī)療、信息處除了可以用于通訊外，還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控照明等許多方面理、傳能傳像、遙測遙控照明等許多方面 1 1、光導(dǎo)纖維（光纖）、光導(dǎo)纖維（光纖）光學纖維胃鏡光學纖維胃鏡特點：耐高溫、耐腐蝕、硬度大、特點：耐高溫、耐腐蝕、硬度大、 耐磨損、不怕氧化。耐磨損、不怕氧化。 氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷2 .新型陶瓷-高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高純氧化鋁透明陶瓷管高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品氧化鋁陶瓷制品氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷特點：特點：密度小、高強、高硬、高韌性、耐密度小、高強、高硬、高韌性、耐 磨損

10、、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、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)自潤滑、隔熱、電絕緣等一系列優(yōu) 良性能。良性能。 SiSi3 3N N4 4基陶瓷球軸承基陶瓷球軸承沙漠車沙漠車氮化硅陶瓷部件氮化硅陶瓷部件SiSi3 3N N4 4基陶瓷球軸承基陶瓷球軸承v1. 陶瓷已廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中，下列不屬陶瓷制品的是vA.電器中的絕緣瓷管 B.實驗室中的坩堝 vC.實驗室中的試管 D.建筑上燒制的磚瓦v2. 下列不屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品的是v A.水泥 B.玻璃 v C.陶瓷 D.化肥CDv3. 生產(chǎn)普通玻璃時，可能發(fā)生主要的化學反應(yīng)是vA.高溫時2Na+SiO2Na2SiO3 vB.高溫時Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2vC.高溫時CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2 vD.高溫時Na2CO3+6SiO2+CaCO3Na2O+CaO+6SiO2+2CO2BCv4. 工業(yè)上制造普通玻璃的主要原料是 ，主要設(shè)備是_，主要原料熔化后，發(fā)生的主要化學反應(yīng)是_。普遍玻璃