2023學(xué)年完整公開課版化學(xué)與材料

化學(xué)與材料嘉禾縣石橋中學(xué)李小珊材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類進(jìn)步的重要里程碑。材料科學(xué)發(fā)展概況代表性的材料將人類社會(huì)劃分為：（１）石器時(shí)代：

（舊石器時(shí)代－－原始人采用天然的石、木、竹、骨等材料作為狩獵工具；新石器時(shí)代－－公元前６０００年，人類發(fā)明了火，掌握了鉆木取火技術(shù)，用以燒制陶瓷。）瓷器的出現(xiàn)已成為中華民族文化的象征之一，對世界文化產(chǎn)生過深遠(yuǎn)的影響。（２）青銅器時(shí)代：這是人類社會(huì)出現(xiàn)最早的金屬材料，中國歷史上曾有過燦爛的青銅文化。（３）鐵器時(shí)代：

用鐵作為材料來制造農(nóng)具，鐵在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了以農(nóng)業(yè)為中心的科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步，并使奴隸社會(huì)解體，封建社會(huì)興起。英國李約瑟博士說：“3－13世紀(jì)，中國保持一個(gè)讓西方人望塵莫及的科學(xué)知識水平”。18世紀(jì)發(fā)明蒸汽機(jī)，爆發(fā)產(chǎn)業(yè)革命，工廠機(jī)械操作代替了小作坊式的手工操作。工業(yè)迅猛發(fā)展，迫切要求發(fā)展鐵路、航運(yùn)，使產(chǎn)品遠(yuǎn)銷他國，占據(jù)國際市場。以鋼鐵為中心的金屬材料大規(guī)模發(fā)展，有力地摧毀了封建社會(huì)的生產(chǎn)方式，萌發(fā)了資本主義社會(huì)。（４）聚合物時(shí)代二戰(zhàn)后各國致力于恢復(fù)經(jīng)濟(jì)，發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對材料提出了質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、價(jià)格低等一系列要求。具有優(yōu)良性能的塑料部分代替了金屬材料。合成高分子材料的問世是材料發(fā)展中的重大突破，從此以金屬材料、陶瓷材料、高分子材料為主體，建立了完整的材料體系，形成了材料科學(xué)。發(fā)展高新技術(shù)的關(guān)鍵往往與材料有關(guān)，即根據(jù)需要來設(shè)計(jì)具有特定功能的新材料。能源、信息和材料已被公認(rèn)為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)。計(jì)算機(jī)發(fā)展史1946年世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世，用18000只電子管組裝而成，計(jì)算機(jī)總質(zhì)量達(dá)30多噸，占地150m2，耗電幾百千瓦。（計(jì)算速度不如現(xiàn)在的一臺(tái)微型計(jì)算器）；半導(dǎo)體材料的發(fā)展，用半導(dǎo)體材料代替電子管，使計(jì)算機(jī)技術(shù)跨進(jìn)了一大步；為了使計(jì)算機(jī)體積小、質(zhì)量輕，人們把許多晶體管和連線集成在硅基片上，出現(xiàn)了集成電路。集成電路不僅是計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代社會(huì)中通迅、電視、遙控等微電子技術(shù)的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)是材料發(fā)展的源泉化學(xué)與材料科學(xué)保持著相互依存、相互促進(jìn)。３、材料分類

（１）按用途分：結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性質(zhì)，廣泛用于機(jī)械制造、工程建設(shè)、交通運(yùn)輸、和能源等各個(gè)部門；功能材料則利用材料的熱、光、電、磁等性能，用于電子、激光、通訊、能源和生物工程等許多高新技術(shù)領(lǐng)域。（２）按材料成分和特性分：

金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料。復(fù)合材料是由金屬材料、陶瓷材料、高分子材料組成的。復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕性能比單一材料更為優(yōu)越，是一類更為廣闊發(fā)展前景的新型材料。（３）材料也可分為傳統(tǒng)材料和新型材料。傳統(tǒng)材料是指生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，并投入工業(yè)生產(chǎn)的材料。新型材料是指新發(fā)展或正在發(fā)展的具有特殊功能的材料，如高溫超導(dǎo)材料、工種材料、功能高分子材料。新型材料的特點(diǎn)：（１）具有特殊的性能，能滿足尖端技術(shù)和設(shè)備制造的需要。如能在接近極限條件下使用的超高溫、超高壓、極低壓、耐腐蝕、耐摩擦等材料。（２）新型材料的研制是多學(xué)科綜合研究成果。它要求以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，往往涉及到物理、化學(xué)、冶金等多個(gè)學(xué)科。（３）新型材料從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，需要專門的、復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)，它自身形成一個(gè)獨(dú)特的領(lǐng)域，稱為新材料技術(shù)。4、材料的組成、結(jié)構(gòu)與材料的性能（1）材料的組成和性能的關(guān)系

例如：鋼鐵的性質(zhì)與其中碳含量有密切關(guān)系。不含碳或含碳少(0.04%以下)的鐵稱熟鐵，其質(zhì)軟，不能作為結(jié)構(gòu)材料使用。含碳量在2.0%以上稱鑄鐵，其摶硬而脆。含量在0.7-1.8%之間，則稱鋼，鋼兼具較高的強(qiáng)度和韌性，因此在工程上獲得廣泛的應(yīng)用。與此相似合金鋼的性能是以合金元素的一定含量為條件的。鋼中加鉻，可提高鋼的耐蝕性，但只有當(dāng)鋼中含鉻量在12％以上時(shí)，才能成為耐蝕性強(qiáng)的不銹鋼。加入錳特別硬，稱為猛鋼。（2）化學(xué)鍵類型與材料性能的關(guān)系化學(xué)鍵類型是決定材料性能的主要依據(jù)，三大類材料的劃分，就是按各類材料中起主要作用的化學(xué)鍵類型。

金屬材料主要由金屬元素所組成，以金屬鍵為其中的基本結(jié)合方式，并以固溶體和金屬化合物合金形式出現(xiàn)。因此表現(xiàn)出與金屬鍵有關(guān)的特性，如金屬光澤、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，較高強(qiáng)度、硬度和機(jī)械加工性能。

無機(jī)非金屬材料多由非金屬元素與金屬元素所組成。以離子鍵或共價(jià)鍵為結(jié)合方式，以氧化物、碳化物等非金屬化合物為表現(xiàn)形式。因而具有許多獨(dú)特的性能，如硬度大，熔點(diǎn)高，耐熱性好，熱和電的良好絕緣體。

有機(jī)高分子材料，主要是由以共價(jià)鍵結(jié)合的碳?xì)浠衔铩按蠓肿渔湣苯M成的聚合物為基礎(chǔ)的材料。這些“大分子鏈”長而柔曲，相互間以范德華力結(jié)合，或以共價(jià)鍵“交聯(lián)”產(chǎn)生網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)；或以線型分子鏈整齊排列而成高聚物晶體。因而它們質(zhì)輕，有彈性，韌性好，耐磨，自潤滑，耐腐蝕，電絕緣性好，不易傳熱，成型性能好，其比強(qiáng)度能達(dá)到或超過鋼鐵等。（3）晶體結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系

固體材料可分為兩類即晶體和非晶體例如，碳的兩種同素異形體－－金剛石和石墨的不同性質(zhì)，金剛石有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，用作高級磨料和切割工具。石墨，較軟，高溫固體潤滑劑，導(dǎo)電材料等。金剛石鉆頭石墨材料化學(xué)組成使用功能非金屬材料(如陶瓷)金屬材料(如合金)有機(jī)高分子材料(如橡膠)復(fù)合材料(如多功能)高功能材料(如超導(dǎo))結(jié)構(gòu)材料(如耐高溫)信息材料(如液晶)第一單元功能各異的無機(jī)非金屬材料1．了解生活中無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。

2．知道陶瓷、玻璃、水泥的主要成分、生產(chǎn)原料和生產(chǎn)過程，使學(xué)生對化學(xué)與生產(chǎn)生活實(shí)際的聯(lián)系有進(jìn)一步的認(rèn)識。

3．了解光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料的特點(diǎn)及用途，使學(xué)生充分認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性。一、學(xué)習(xí)目標(biāo)生活中的硅酸鹽材料石器——燧石取火硅酸鹽——水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅——光導(dǎo)纖維單晶硅——集成電路傳統(tǒng)材料人類文明發(fā)展史新型材料信息材料1．普通玻璃和水泥是用什么原料，采用什么方法制造的?2．日常生活中使用的哪些器具是由硅酸鹽材料制成的?3．你能列舉硅酸鹽材料在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的應(yīng)用嗎?一、水泥的定義和分類定義：凡細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等散?；蚶w維材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱為水泥。

硅酸鹽水泥定義：以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。水泥分類性能和用途鋁酸鹽系列水泥、硫鋁酸鹽系列水泥、鐵鋁酸鹽系列水泥

水泥硅酸鹽系列水泥通用水泥專用水泥特性水泥化學(xué)成分

用于—般土木工程的水泥,如普通硅酸鹽水泥專門用途的水泥，如砌筑水泥、道路水泥某種性能比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥

二、水泥的生產(chǎn)原材料：（１）石灰石質(zhì)原料（主要成份為碳酸鈣，提供氧化鈣），如石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等（２）粘土質(zhì)原料（提供氧化硅和氧化鋁及部分氧化鐵），如黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等（３）少量校正原料（鐵質(zhì)校正原料和硅質(zhì)校正原料，提供氧化鐵和氧化硅），鐵質(zhì)校正原料如低品位鐵礦石、煉鐵廠尾礦以及硫酸廠工業(yè)廢渣硫酸渣（硫鐵礦渣）等；硅質(zhì)校正原料如砂巖、河砂、粉砂巖等。二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝及礦物組成1、生產(chǎn)工藝熟料石灰質(zhì)原料粘土質(zhì)原料鐵質(zhì)原料水泥成品石膏生料煅燒1450°C磨細(xì)磨細(xì)按比例混合水泥回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)示意圖生產(chǎn)工藝：“兩磨一燒”

生料制備：石灰質(zhì)原料，粘土質(zhì)原料與少量校正原料經(jīng)破碎后，按一定比例配合、磨細(xì)，并配合為成分合適，質(zhì)量均勻的生料

熟料煅燒：生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料

水泥粉磨：熟料加適量石膏，有時(shí)還加適量混合材料或外加劑共同磨細(xì)為水泥水泥窯系統(tǒng)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(1)干燥與脫水～100℃，脫去物料中的自由水和粘土礦物的層間水～400～600℃，脫去粘土礦物的配位水(2)碳酸鹽分解碳酸鈣與碳酸鎂在煅燒過程中分解放出二氧化碳～590℃，MgCO3≒MgO+CO2-1047~1214J/g～890℃，CaCO3≒CaO+CO2-1645J/g水泥窯系統(tǒng)中發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)過程(3)固相反應(yīng)~800℃，CaO·Al2O3（CA）、CaO·Fe2O3（CF）與2CaO·SiO2（C2S）開始形成。800~900℃，開始形成12CaO·7Al2O3（C12A7）。900~1100℃，2CaO·Al2O3SiO2（C2AS）形成后又分解。開始形成3CaO·Al2O3（C3A）和4CaO·Al2O3·Fe2O3（C4AF）。所有碳酸鈣均分解，游離氧化鈣達(dá)最高值。1100~1200℃，大量形成C3A和C4AF，C2S含量達(dá)最大值。(4)液相和熟料的燒結(jié)到達(dá)最低共熔溫度（1250℃）后，開始出現(xiàn)液相。硅酸二鈣與游離氧化鈣都逐步溶解于液相中，反應(yīng)生成硅酸鹽水泥的主要礦物硅酸三鈣３CaO·SiO2（C３S）。在高溫液相作用下，水泥熟料逐漸燒結(jié)。

C2S+CaOC3S液相三、水泥的基本組成（1）硅酸鹽水泥熟料氧化物組成

CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3~95%MgO、SO3、TiO2、P2O5、K2O和Na2O等~5%

主要氧化物含量波動(dòng)范圍：

CaO62~67%；SiO220~24%；Al2O34~7%；Fe2O32.5~6.0%。礦物組成經(jīng)高溫煅燒后，兩種或兩種以上的氧化物反應(yīng)生成多種礦物集合體，結(jié)晶細(xì)小（30~60μm）。四種主要礦物：硅酸三鈣3CaO·SiO2，可簡寫為C3S；硅酸二鈣2CaO·SiO2，可簡寫為C2S；鋁酸三鈣3CaO·Al2O3，可簡寫為C3A；鐵相固溶體4CaO·Al2O3·Fe2O3作為代表式，可簡寫為C4AF。另外，還含有少量的游離氧化鈣（f-CaO）、方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物以及玻璃體等。硅酸鹽礦物，75%溶劑礦物，22%一、水泥混合材料二、混合材料的類別三、普通硅酸鹽水泥四、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥第二節(jié)摻混合材料的硅酸鹽水泥

摻入目的：（1）提高產(chǎn)量，降低成本。（2）充分利用工業(yè)廢料。（3）調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級。（4）改善性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

一、水泥混合材料水泥混合材料在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級而加到水泥中去的人工的和天然的礦物材料，稱為水泥混合材料。水泥混合材料包括非活性混合材料、活性混合材料。二、混合材料的類別活性混合材料非活性混合材料二、混合材料的類別活性混合材料非活性混合材料

混合材料磨成細(xì)粉，與石灰或與石灰和石膏拌合在一起，并加水后，在常溫下，能生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物，既能在水中，又能在空氣中硬化的，稱為活性混合材料。?；郀t礦渣,火山灰質(zhì),粉煤灰二、混合材料的類別活性混合材料非活性混合材料

非活性混合材料是指不與水泥成分起化學(xué)作用或作用很小的混合材料。主要起惰性填充作用，摻入的目的主要是為了提高水泥的產(chǎn)量，調(diào)整水泥的標(biāo)號，減少水化熱，故又被稱為填充性混合材料。（1）活性混合材：具有火山灰性和水硬性的礦物質(zhì)材料。?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰都屬于活性混合材料，含有大量活性氧化硅（SiO2）與活性氧化鋁（Al2O3）。與水調(diào)和后，本身不會(huì)硬化或硬化極慢，強(qiáng)度很低。在氫氧化鈣溶液中，就會(huì)發(fā)生顯著的水化，特別是在飽和的氫氧化鈣溶液中及有石膏存在的條件下水化更快。

二次反應(yīng)的特點(diǎn)：先熟料水化，熟料的水化產(chǎn)物氫氧化鈣及摻入水泥中的石膏，與活性氧化硅（SiO2）和活性氧化鋁（Al2O3）反應(yīng)。

石膏——硫酸鹽激發(fā)劑，氫氧化鈣——堿激發(fā)劑（1）活性混合材來源：①粒化高爐礦渣：高爐冶煉生鐵時(shí)，得到以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后的產(chǎn)物，簡稱礦渣。②粉煤灰：從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰。③火山灰質(zhì)混合材料：天然或人工的以活性氧化硅、氧化鋁為主要成分的礦物材料，稱為火山灰混合材料。物理特性：

①?；郀t礦渣：表面粗慥、棱角多，保水性差，需水量大；②粉煤灰：球形玻璃體、表面光滑，需水量小，保水性差；③火山灰質(zhì)混合材料：多孔結(jié)構(gòu)，需水量大，保水性好；混合材水泥品種水泥熟料+6~20%活性混合材普通硅酸鹽水泥P.O20~50%礦渣A型礦渣硅酸鹽水泥P.S.A50~70%礦渣B型礦渣硅酸鹽水泥P.S.B20~40%火山灰火山灰硅酸鹽水泥P.P20~40%粉煤灰粉煤灰硅酸鹽水泥P.F20~50%兩種以上混合材復(fù)合硅酸鹽水泥P.C混合材水泥的水化特點(diǎn)-----二次反應(yīng)水泥熟料+水水化硅酸鈣水化鋁酸鈣水化鐵酸鈣氫氧化鈣鈣礬石混合材SiO2/Al2O3+Ca(OH)2+H2O水化硅酸鈣水化鋁酸鈣第一次反映第二次反應(yīng)

第三節(jié)特種水泥

一、高鋁水泥(high-aluminacement)二、快硬硅酸鹽水泥三、白水泥與彩色水泥四、膨脹水泥與自應(yīng)力水泥一、高鋁水泥

凡以鋁酸鈣為主、氧化鋁含量50%的熟料磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為高鋁水泥原料為石灰石、鋁礬土（Al2O3>50%）

礦物組成:鋁酸一鈣、二鋁酸一鈣、鋁方柱石、七鋁酸十二鈣一、高鋁水泥水化產(chǎn)物：

<20C

CA+10H2O===CaO.Al2O3.10H2O20C-30C

CA+11H2O===2CaO.Al2O3.8H2O+Al2O3.3H2O

>30C

3CA+12H2O===3CaO.Al2O3.6H2O+2(Al2O3.3H2O)一、高鋁水泥性質(zhì):

1、強(qiáng)度發(fā)展迅速，24小時(shí)內(nèi)可達(dá)到最高強(qiáng)度的80%左右。2、低溫下（5-10C）能很好硬化。3、耐腐蝕性好。4、耐濃酸、堿溶液性能不好5、放熱大且集中。6、耐高溫好。7、長期強(qiáng)度及其他性能有下降的趨勢。二、快硬硅酸鹽水泥

凡是以硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏磨細(xì)制成的以3天抗壓強(qiáng)度表示的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥

特點(diǎn)是水化熱高、細(xì)度大、抗凍性抗?jié)B性好，早期收縮較大，易風(fēng)化。三、白水泥與彩色水泥凡是以白色硅酸鹽水泥熟料加適量石膏磨細(xì)制成的水硬性的膠凝材料，稱為白水泥。白色硅酸鹽水泥熟料是指一適當(dāng)成分的生料燒到部分熔融，得到的以硅酸鈣為主要成分氧化鐵含量少的熟料。彩色水泥是白水泥、石膏加顏料制得的。混凝土一、混凝土定義（組成）

1.1混凝土的定義混凝土是以膠凝材料、水和骨料按適當(dāng)比例配合拌制成拌和物，經(jīng)硬化后得到的人工石材。以水泥為膠凝材料、砂石為骨料的混凝土稱為水泥混凝土，在建筑工程中最為常用?；炷?/p>

膠凝材料

骨料

水

混凝土的組成材料膠凝材料

細(xì)集料粗骨料

外加劑

混凝土的組成外摻料

普通混凝土的組成水泥砂（細(xì)集料）水石（粗集料）外加劑外摻料普通混凝土的組成水泥混凝土

水玻璃混凝土

瀝青混凝土

聚合物浸漬混凝土

聚合物膠結(jié)混凝土

膠凝材料不同分類二、混凝土的分類按施工工藝分普通澆注混凝土噴射混凝土泵送混凝土離心成型混凝土混凝土的分類港工混凝土水工混凝土耐堿混凝土耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土按使用功能分混凝土的分類膨脹混凝土防水混凝土大體積混凝土結(jié)構(gòu)混凝土裝飾混凝土道路混凝土按用途分類

混凝土的分類

普通混凝土的構(gòu)成混凝土拌合物

水泥砂漿水泥漿水泥水砂石凝結(jié)硬化1．從黏土到陶瓷

科學(xué)家用五個(gè)里程碑和三大技術(shù)突破來總結(jié)中國陶瓷的整個(gè)發(fā)展過程：1。新石器時(shí)代早期陶器的出現(xiàn)；2。新石器時(shí)代晚期印紋硬陶和商、周時(shí)期原始瓷的燒制成功；3。漢晉時(shí)期南方青釉瓷的誕生；4。隋唐時(shí)期北方白釉瓷的突破；5。宋代到清代顏色釉瓷、彩繪瓷和雕塑陶瓷的輝煌成就。傳統(tǒng)的陶瓷工藝

陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。2．形形色色的玻璃

采光、隔熱及裝飾都需要使用玻璃。色彩斑斕的玻璃器皿和玻璃工藝品美化了人們的生活。普通玻璃的暗綠色、淺棕色是因?yàn)榉謩e含有氧化亞鐵和氧化鐵等雜質(zhì)。主要原料主要設(shè)備主要成分玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng)純堿石灰石石英

玻璃窯

Na2SiO3CaSiO3SiO2

變色玻璃

在玻璃中加入適量的溴化銀(AgBr)和氧化銅的微小晶粒，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可以制成變色玻璃。?dāng)強(qiáng)光照射到玻璃上，溴化銀分解為銀和溴單質(zhì)，分解出的銀原子聚集成銀的微小晶粒，使玻璃呈現(xiàn)暗棕色，能擋住大部分光線。光線變暗，銀和溴在氧化銅的催化作用下，重新生成溴化銀。于是玻璃的顏色自動(dòng)變淺，透光性增強(qiáng)。玻璃加工1。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，就可以得到鋼化玻璃。2。氫氟酸(HF)對玻璃具有腐蝕作用，可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀器(量筒、滴定管等)上標(biāo)注刻度及文字。氫氟酸與玻璃發(fā)生的反應(yīng)可以表示為：

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O3。在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常用的方法。玻璃加工4。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，就可以得到鋼化玻璃。5。夾層玻璃

夾層玻璃受到撞擊時(shí)只會(huì)裂開，而不會(huì)粉碎。夾層玻璃共有三層，兩層玻璃夾著厚度約為0.76mm的中間層。夾層玻璃中間層的材料通常為性能較好的聚乙烯醇丁醛（PVB）。當(dāng)玻璃受到撞擊而損壞時(shí)，中間的膠片便可粘著外面的玻璃，防止碎片四處飛散。玻璃聚乙烯醇丁醛玻璃幾種玻璃的特性和用途種類特性用途普通玻璃高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯彩色玻璃氧化鈷（Co2O3)藍(lán)色氧化亞銅（Cu2O)紅色二氧化錳（MnO2)紫紅色氟化鈣（CaF2)乳白色鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂運(yùn)動(dòng)器材，微波通訊器材，汽車、火車的窗玻璃等玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、玻璃鋼等光學(xué)玻璃透光性能好，有折光性和色散性眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等中的凹凸透鏡石英玻璃膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼，光導(dǎo)纖維，壓電晶體等有機(jī)玻璃高度透明性，機(jī)械強(qiáng)度高，重量輕，易于加工主要原料主要設(shè)備主要成分性質(zhì)應(yīng)用粘土石灰石石膏水硬性水泥回轉(zhuǎn)窯3CaO·SiO22CaO·SiO2

3CaO·Al2O3水泥沙漿混凝土鋼筋混凝土

3．硅酸鹽水泥

水泥是最常用的建筑材料右圖是1949——1998年我國水泥產(chǎn)量示意圖檢索咨詢

水泥(cement)的硬化過程可以分為兩個(gè)階段。第一階段是水泥加水后逐步發(fā)生水化反應(yīng)，從具有可塑性與流動(dòng)性的水泥漿，變成非流動(dòng)性的水泥顆粒并喪失可塑性。第二階段是水泥顆粒逐步吸收水，進(jìn)一步發(fā)生水化反應(yīng)，硬化成機(jī)械強(qiáng)度高的固體。水泥的硬化

煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分?為什么在煉鋼廠附近常建有水泥廠?請從資源充分利用的角度談?wù)勥@樣布局的好處。

硅酸鹽水泥的品種日益擴(kuò)大，白水泥、快干水泥、彩色水泥等已越來越為人們所熟悉。其中，彩色水泥主要用來配制彩色水泥漿，可用于建筑的飾面刷漿以及室外墻面裝飾等，具有特殊的裝飾效果。在建筑工程中，水泥和沙、碎石、水按一定比例混合，以鋼筋作結(jié)構(gòu)，硬化后形成結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的鋼筋混凝土。水泥不宜久存生活向?qū)?/p>

保存不當(dāng)或存放時(shí)間太長會(huì)導(dǎo)致水泥受潮結(jié)塊，影響水泥的強(qiáng)度。受潮后的水泥表面結(jié)塊，從而喪失凝聚力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。輕微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度降低10％～20％。即使在良好的儲(chǔ)存條件下，水泥也不宜儲(chǔ)存過久．因?yàn)樗鄷?huì)吸收空氣中的水分和二氧化碳，發(fā)生質(zhì)變。據(jù)統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)存三個(gè)月后，水泥的強(qiáng)度降低10％～20％，六個(gè)月后降低15％～30％，一年后降低25％～40％。購買水泥時(shí)要了解水泥的生產(chǎn)日期。二、光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料

光導(dǎo)纖維和各種新型陶瓷的開發(fā)和應(yīng)用不僅為高科技發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)材料，也提高了人們的生活質(zhì)量。光導(dǎo)纖維在信息工程中的應(yīng)用，使人們可以坐在家中通過信息網(wǎng)絡(luò)獲取信息，聯(lián)絡(luò)親友。新型高強(qiáng)度陶瓷材料的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性。由光導(dǎo)纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖通信，傳送高強(qiáng)度的激光。光纖通信的容量比微波通信大103～104倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)lkm長的光纜只需幾克超純石英玻璃，約可節(jié)省銅1.1t。1．光導(dǎo)纖維的制造與應(yīng)用

把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高溫爐中旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的石英管，能反應(yīng)生成二氧化硅。把得到的沉積在管內(nèi)的二氧化硅熔化，形成“玻璃棒”，在1900～2000℃的高溫下再將其熔化、拉制成粗細(xì)均勻的光纖細(xì)絲。SiCl4(g)＋O2(g)1300℃SiO2＋2Cl2(g)

用于鋪設(shè)光纖通訊線路的光導(dǎo)纖維是由若干條柔韌、沒有脆性、有高折射率的光纖細(xì)絲(直徑在10μm以下)用聚丙烯或尼龍?zhí)装瞥傻摹?/p>

光纖通信較之普通電纜通信有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，光纖通信有巨大的信息容量，一根頭發(fā)絲那么細(xì)的光導(dǎo)纖維可以通幾萬路電話或2000路電視。如果用許多根光導(dǎo)纖維組合成光纜，它的通信容量更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁場的干擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信損耗低，目前無中繼傳送距離一般為30～70km(而同軸電纜每隔1．5km就需設(shè)立一個(gè)中繼站，來補(bǔ)償電信號在傳輸中的損耗)，很適合遠(yuǎn)距離信息傳輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜(全長約7000km)。計(jì)劃中的南太平洋光纜(全長約16000km)也正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備之中。進(jìn)一步降低光纖損耗，減少中繼站數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們的下一步目標(biāo)。

醫(yī)生的好助手 目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的胃鏡。這些光纖并成一束，束中各條光纖的相對位置保持不變。把胃鏡插入病人胃里，胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小點(diǎn)的情況，整束光纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源是在體外由光纖傳進(jìn)去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來或顯示在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生理切片的鑷子。 因?yàn)楣饫w又細(xì)又軟，故可將醫(yī)生用來觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)窺鏡中比較粗的一種，但也只有15mm左右，其他如食道鏡、膀胱鏡還要細(xì)小得多?？梢姡汗鈱?dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。 近年來，一種激光光纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng)利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取出。利用該系統(tǒng)已成功地?fù)羲榇笮?cm×10cm×6cm的胃石并取出碎石。這種系統(tǒng)還可以用來治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。 光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的另一個(gè)重要應(yīng)用是通過微細(xì)的光纖將高強(qiáng)度的激光輸入人體的病變部位，用激光來切除病變部位。這種手術(shù)不用切開皮膚和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準(zhǔn)確，手術(shù)效果好。

陶瓷應(yīng)用的新天地當(dāng)宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時(shí)，它面臨著與隕星一樣的處境。研究結(jié)果表明：當(dāng)宇宙飛行器的飛行速度等于聲速的3倍時(shí)，其前端的溫度可達(dá)330℃；當(dāng)飛行速度等于6倍聲速時(shí)，可達(dá)1480℃。宇宙飛行器邀游太空歸來，到達(dá)離地面60～70km的高度時(shí)，其速度仍保持在聲速的20多倍，溫度在10000℃以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團(tuán)熊熊的烈火。高速帶來了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種障礙稱為“熱障”。怎樣使宇宙飛行器克服“熱障”，安全地返回地面呢?科學(xué)家在分析了“宇宙不速之客”——隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已熔融，但里面的化學(xué)成分沒有變化。這說明隕石在下落過程中，盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于穿過大氣層的時(shí)間很短，熱量還來不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學(xué)家以啟發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔”，把重返大氣層時(shí)摩擦產(chǎn)生的熱量消耗在燒蝕材料的熔融、氣化等一系列物理和化學(xué)變化中，“丟卒保車”，達(dá)到保護(hù)宇宙飛行器的目的。2．新型陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷（工程陶瓷）功能陶瓷具有機(jī)械功能、熱功能和部分化學(xué)功能的陶瓷，如納米陶瓷。具有電、光、磁、化學(xué)和生物特性，且有相互轉(zhuǎn)換功能的陶瓷屬于功能陶瓷，如生物陶瓷等。結(jié)構(gòu)陶瓷制品生物陶瓷制品透明陶瓷和納米陶瓷一般陶瓷因?yàn)閮?nèi)部有雜質(zhì)和氣孔而不透明。用高純度的原料可獲得透明陶瓷。這些透明陶瓷不僅光學(xué)性能優(yōu)異，而且耐高溫，熔點(diǎn)一般都在2000℃以上。透明陶瓷的透明度、強(qiáng)度、硬度都高于普通玻璃。用透明陶瓷制造高壓鈉燈，發(fā)光效率比高壓汞燈高一倍，使用壽命可達(dá)2萬小時(shí)。

人們把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級，便得到