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1、3 玻璃、陶瓷和水泥 Glass、Ceramics、Cement,第三章 探索生活材料,一、玻璃,1.工业制备,原料：,设备：,主要反应：,纯碱、石灰石、石英,成分：,也可写成：,Na2CO3+SiO2,CaCO3+SiO2,Na2SiO3+CO2,CaSiO3+CO2,Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,Na2O CaO 6SiO2,玻璃窑,玻璃的主要成分：,SiO2,提问为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器？回答因为玻璃中含有二氧化硅，而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。SiO2+4HF=SiF4+2H2O SiO2+NaOH=NaSiO3+H2O,一、玻璃,提问当我们把若
2、干块普通玻璃叠加，或从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。为什么？,特性：玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态,称为玻璃态。没有固定的熔点，在某一温度范围内逐渐软化。,回答因为原料中混有二价铁的缘故,10/5/2023,10/5/2023,2、几种特殊玻璃,（2）光学玻璃：,透光性能好、有折光和色散性,（3）有色玻璃：,含某些金属氧化物的玻璃,蓝色(Co2O3)红色(Cu2O)淡绿色(FeO),（4）钢化玻璃：,玻璃加热软化，再急速冷却得到,（PbO）,（1）硼酸盐玻璃：加入B2O3，可做高级化学仪器,10/5/2023,玻璃的性能和用途是由什么决定的？如何减少和利用玻璃垃圾？,(1)由玻
3、璃的成分决定的。(2)尽可能回收玻璃瓶，其中一部分可重新制造玻璃制品，一部分经消毒可再利用。,注意：有机玻璃、水玻璃都不是玻璃。,由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的,介绍：我国早在8000年前便发明了制陶技术，是世界上最先烧造和使用陶器的国家之一。陶瓷的发明是人类科技发展史上一个重要里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为主要原料经过复杂的物理化学变化制造出的一种重要的人造材料。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。,二、陶瓷,提问我国素有“瓷都”之称的地方在哪里？“陶都”之称的地方在哪里？,回答江西景德镇。浙江宜兴。,1工业制备：,主要
4、原料：,设备：,条件：,黏土（Al2O32SiO22H2O）,窑,高温,（4）手工制作过程：1混合 2成型 干燥 烧结 冷却 陶瓷器,陶瓷高温隧道窑,红陶罐(新时期时代),灰陶纹豆(崧泽文化),硬陶罐(战国),三彩骆驼(唐),跪射俑(秦),2陶与瓷的异同之处,共同点：都是硅酸盐产品,不同点：原料、温度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别,釉是用矿物原料（长石、石英、滑石、高岭土等）和化工原料按一定比例配合（部分原料可先制成熔块）经过研磨制成釉浆,3陶瓷的优点和用途：具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点，有着广泛的用途。例如：化学实验中用的坩埚、蒸发皿等也是陶瓷制品。,回顾一、
5、玻璃1、原料：（）、（）和（）2、反应原理：主要反应：3、普通玻璃主要成分：4、主要性能：不是晶体，称作玻璃态物质，的熔点，在一定温度范围内逐渐,纯碱,Na2CO3,石灰石,CaCO3,石英,SiO2,CaCO3+SiO2,CaSiO3+CO2,Na2CO3+SiO2,没有固定,软化,SiO2,Na2SiO3+CO2,几种特殊的玻璃：1.高级化学玻璃仪器，加入能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数2.光学玻璃，加入增强透光性和折光率。3.有色玻璃：红色玻璃，加入淡绿色玻璃，加入蓝色玻璃，加入普通玻璃一般呈淡绿色是因为石英砂中含有二价铁4.钢化玻璃：抗震裂，不易破碎；一旦破碎，碎块没有尖锐的
6、棱角，不易伤人，用于制造汽车或火车的车窗等。,普通玻璃加热软化，再急速冷却得到,B2O3,PbO,Cu2O,FeO,Co2O3,二、陶瓷(China)陶都（）瓷都（）1、主要原料：（）2、传统生产过程：（混合）（成型）（干燥）（烧结）（冷却）3、主要特性：抗、抗、耐 易 等优点。,浙江宜兴,江西景德镇,黏土,氧化,酸碱腐蚀,高温,绝缘,成型,三、水泥,3特性：,1工业制备：,黏土和石灰石,设备：,2主要成分：,具有水硬性,石膏(调节水泥的硬化速度),反应条件：,原料：,回转窑,煅烧,硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙(2CaOSiO2)、铝酸三钙(3 CaOAl2O3),水泥生料煅烧成熟料
7、的物理化学变化的过程,1：干燥带：100 水分蒸发,温度（度）作用,2：预热带：600 有机物燃烧和高岭土的脱水,3：分解带：900 石灰石分解，CaO和SiO2 Al2O3发生固态反应,4:煅烧带 1100 3CaO+Al2O3=3 CaO.Al2O3 2 CaO+SiO2=2 CaO.SiO2 3 CaO+SiO2=3 CaO.SiO2,5：烧结带：1400 烧结，熔融，得熟料,高温,高温,高温,三、水泥,4.几个概念：水泥砂浆 混凝土 钢筋混凝土,5.水泥的分类：,水泥、沙子和水的混合物,水泥、沙子、碎石和水的混合物,混凝土和钢筋混合在一起,普通硅酸盐水泥矿渣水泥沸石岩水泥,一般水泥白水
8、泥彩色水泥,2001年4月我国实施的水泥新标准用强度来表示水泥的不同性能。常用的硅酸水泥分为42.5、52.5、62.5三个等级。等级越高，表示水泥的性能越好。不同的建筑，对水泥的等级要求是不一样的,四、玻璃和陶瓷的新发展,一、光导纤维,主要成份：二氧化硅,是从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉出直径约100微米的细丝。,光纤通信有哪些优点呢？,1、信息量大，每根光纤理论上可同时 通过10亿路电话。,2、质量小：每公里27g，不怕腐蚀。,4、成本低：每公里1万元左右。,3、性能好，抗电磁干扰、保密性强。,光导纤维的应用：,除用于通信外，还用于医疗、信息处理、传音传像、遥测遥控和照明等许多方面。,光导
9、纤维手术头灯,用光导纤维做手术不用开刀,玻璃钢,玻璃在熔化状态下抽成丝成为玻璃纤维，玻璃纤维用合成树脂一层层胶合压制成一定形状，并在加压下加热固化，形成玻璃钢，强度大如钢，比钢轻。,四、玻璃和陶瓷的新发展,二、高温结构陶瓷,耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小,高温结构陶瓷的特点：,氧化铝陶瓷,高纯氧化铝透明陶瓷管,氧化铝陶瓷制品,性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管,氮化硅陶瓷（Si3N4）,特点：密度小、高强度、高硬度、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能。,Si3N4基陶瓷球轴承,讨论：,采
10、用高温结构陶瓷制造发动机有哪些优点呢？,铸铁发动机高温时容易损坏，需用水冷却，浪费热能。高温结构陶瓷发动机工作温度稳定在1300，燃料充分燃烧，热效应提高，且质轻。,1、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（）（A）粘土（B）石英（C）石灰石（D）纯碱2.熔融烧碱应选用的器皿是()A.石英坩埚B.生铁坩埚 C.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚,练习：,C,B,3.下列叙述正确的是()A.酸均不能与酸性氧化物反应 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同4.下列物质中属于纯净物的是()A.Na2CO310H2OB.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃,BD,A,5.高温结构陶瓷与金属材料相比，优点是()耐高温耐腐蚀，不怕氧化 密度小，硬度大 韧性好，易于切削、锻打、拉伸 良好的传热导电性6.下列有关材料用途的说法不正确的是()氧化铝陶瓷可用做高压钠灯的灯管 氮化硅陶瓷可用做陶瓷发动机的材料 光导纤维可用做遥测遥控、照明等 氧化铝陶瓷可用做半导体材料,AB,D,新型燃气玻璃制品坩埚炉,蓄热式马蹄焰池玻璃窑炉,水泥回转窑,6000吨回转窑设备,
