化學(xué)與生活_第三章_第三節(jié)_玻璃_陶瓷和水泥

1、第三章 第三節(jié)玻璃 陶瓷和水泥原料純堿、石灰石、石英原理Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形成在玻璃態(tài)物質(zhì)，主要成分是SiO2Na2CO3+ SiO2 = Na2SiO3 + CO2高溫CaCO3+ SiO2 = CaSiO3 + CO2高溫普通玻璃的組成設(shè)備：玻璃窯特種玻璃光學(xué)玻璃有色玻璃玻璃纖維鋼化玻璃玻璃陶瓷粉彩瓷古瓷欣賞陶瓷簡史原料粘土工藝流程粘土混合成型干燥燒結(jié)成品冷卻種類土器、陶器、瓷器、炻器性能釉水泥北京琉璃河水泥廠性能其它水泥具有水硬性原料石灰石、粘土生產(chǎn)過程普通水泥的成分硅酸三鈣 3CaOSiO2硅酸二鈣2CaOSiO2鋁酸三鈣3CaOAl2O3原料研磨混合

2、煅燒(回轉(zhuǎn)窯)成品加入石膏水泥沙漿、混凝土我國的水泥工業(yè)水泥1、熔融燒堿應(yīng)選用的儀器是（ ） A、石英坩堝 B、普通玻璃坩堝 C、生鐵坩堝 D、陶瓷坩堝C2、石灰石是許多工業(yè)原料之一，但制取下列物質(zhì)不需要石灰石的是（ ） A、制硅酸 B、制水泥 C、制玻璃 D、制生石灰A3、過量的泥沙、純堿和生石灰熔化后生成 水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一種硅酸鹽產(chǎn)品 （ ） A. B. C. D. B4、與普通玻璃的成分相同的是 （ ） A、鋼化玻璃 B、有色玻璃 C、光學(xué)玻璃 D、石英玻璃A5、在水泥中加入石膏的作用是 將-、。按一定比例混合硬化后稱為混凝土。調(diào)節(jié)水泥的硬化速度水泥砂子碎石 材料是人類賴以生

3、存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑。 例如，歷史上的石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是以材料作為時(shí)代主要標(biāo)志的。一種新型材料的研制成功，可以引起人類文化和生活的新的變化。 石器、陶瓷、鐵、銅、玻璃、水泥、有機(jī)高分子（如塑料等）、單晶材料等的發(fā)明，為人類進(jìn)步提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 沒有半導(dǎo)體材料，便不可能有目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒有耐高溫、高強(qiáng)度的特殊結(jié)構(gòu)材料，便沒有今天的宇航工業(yè)；沒有低損耗的光導(dǎo)纖維，也就沒有現(xiàn)代的光通訊；沒有有機(jī)高分子材料，人們的生活也不可能像今天這樣豐富多彩。 材料玻璃和陶瓷的新發(fā)展幾種典型的新型無機(jī)非金屬材料1、結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷2、功能材料光導(dǎo)纖維（光纖）

4、結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(1)氧化鋁陶瓷性 能 用 途 熔點(diǎn)高 坩堝、高溫爐管 硬度大 剛玉球磨機(jī) 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(qiáng)烈腐蝕的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高壓鈉燈。高溫結(jié)構(gòu)材料與金屬材料的性能比較 耐高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化。 易受腐蝕、不耐氧化、不適合高溫時(shí)使用 高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品(2)氮化硅陶瓷 氮化硅基陶瓷具有密度小、高強(qiáng)、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。 (3)人造寶石 制造發(fā)動機(jī)部位的受熱面，

5、提高柴油機(jī)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人造寶石 紅寶石和藍(lán)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(lán)寶石呈藍(lán)色則是由于其中混有少量含鈦化合物。 1900年，科學(xué)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。 現(xiàn)在，已經(jīng)能制造出大到10g的紅寶石和藍(lán)寶石。 紅寶石和藍(lán)寶石及人造寶石(3)光導(dǎo)纖維的用途： 光纖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。 (2)光纖光纜與普通電纜比較(見下頁) (1)是高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維，信息高速

6、公路的“基石 1870年，英國科學(xué)家丁達(dá)爾做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：讓一股水流從玻璃容器的側(cè)壁細(xì)口自由流出，以一束細(xì)光束沿水平方向從開口處的正對面射入水中。丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn)，細(xì)光束不是穿出這股水流射向空氣，而是順從地沿著水流彎彎曲曲地傳播。這是光的全反射造成的結(jié)果。功能材料光導(dǎo)纖維（光纖）光 纖 光 纜 普 通 電 纜 信息量大,每根光纖理論上可同時(shí)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27 g,不怕腐蝕,鋪設(shè)方便 每公里1.6 t 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(qiáng),能防竊聽,不發(fā)生電輻射 光學(xué)纖

7、維胃鏡現(xiàn)代通信用光纜用光導(dǎo)纖維做手術(shù)，不用開刀生活中的無機(jī)非金屬材料玻璃、水泥、陶瓷金剛石鉆頭手表上的“19鉆”(人造紅寶石軸承的數(shù)目)玻璃刀石英鐘表煤氣爐中的電子打火彩電（熒光材料）海底電纜（光導(dǎo)纖維）電腦的CPU（單晶硅）隱形飛機(jī)（特殊光學(xué)材料）(壓電陶瓷) 展望21世紀(jì)，材料科學(xué)的前景是美好的：1.光電轉(zhuǎn)換材料，分解水的催化材料和儲氫材料等能源材料將實(shí)現(xiàn)高效化；2.集多種功能于一身的復(fù)合材料可使我們的生活質(zhì)量得到進(jìn)一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導(dǎo)材料進(jìn)入實(shí)用階段；4.智能材料和機(jī)敏材料將得到廣泛應(yīng)用；5、納米材料將在治療癌癥、存儲信息等領(lǐng)域大顯神通 社會需要材料,材料離不開化學(xué)。 金剛石是目前已知的最硬的材料，可以用來切削和刻劃其他物質(zhì)，被用于鉆探、磨削等行業(yè)。 但是，由于天然金剛石非常少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)和科研的需要?？茖W(xué)家們通過對石墨和金剛石同素異形體結(jié)構(gòu)的研究，指出了在一定條件下使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的可能性。 1955年，美國首先用石墨合成出金剛石，這是材料合成領(lǐng)域的一項(xiàng)重大成就。 目前，世界上用石墨合成金剛石的研究發(fā)展很快，我國在這方面的研究也在飛速發(fā)展，許多城市都建有人造金剛石的工廠和研究所，以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。金剛石金剛石鉆頭金剛石鋸片氧化鋁陶瓷制品高純氧化鋁透明陶瓷管Si3N4基陶瓷球軸承現(xiàn)代通信用光纜光