第三章_第三节_探索生活材料_玻璃陶瓷和水泥

1、第三节 玻璃、陶瓷和水泥 Glass、Ceramics、Cement 第三章 探索生活材料 一、玻璃一、玻璃 1 1、原、原 料：料：纯碱、石灰石和石英纯碱、石灰石和石英 2 2、主要设备：、主要设备：玻璃熔炉玻璃熔炉 3 3、生产过程：、生产过程：原料粉碎，按比例混合，玻璃熔原料粉碎，按比例混合，玻璃熔 炉中强热，成型冷却炉中强热，成型冷却 Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 4 4、反应原理：、反应原理：复杂的物理、化学变化复杂的物理、化学变化 主要反应主要反应 高温 高温 6 6、主要性能、主要性能：玻璃态物质，没有固定的熔点，：玻

2、璃态物质，没有固定的熔点， 在一定温度范围内逐渐软化。在一定温度范围内逐渐软化。 性质稳定，但易被性质稳定，但易被氢氟酸和强碱氢氟酸和强碱腐蚀腐蚀 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形的熔合在一起而形的玻璃态玻璃态 物质物质，主要成分是主要成分是SiO2。 。 5 、普通玻璃的主要成分普通玻璃的主要成分 思考：思考： 玻璃为什么会被人工吹制成各玻璃为什么会被人工吹制成各 种形状？种形状？ 普通玻璃是普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 熔合在一起形成的物质，主要成分是熔合在一起形成的物质，主要成分是SiO2。玻璃不是晶。玻璃不是晶 体，而是玻璃态物质，这类物质体，而

3、是玻璃态物质，这类物质没有固定的熔点没有固定的熔点，而是，而是 在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态 时，可被吹制时，可被吹制 成任何形状的制品。成任何形状的制品。 考考你考考你 当我们把若干块普通玻璃叠加，或当我们把若干块普通玻璃叠加，或 从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。 为什么？为什么？ 含二价铁呈现含二价铁呈现淡绿色淡绿色 几种常见玻璃简介几种常见玻璃简介 普通玻璃普通玻璃 -因混有二价铁的化合物显浅绿色因混有二价铁的化合物显浅绿色 蓝玻璃蓝玻璃 红玻璃红玻璃 化学仪器玻璃化学仪器玻璃 光学仪器玻璃光学仪器玻璃 -加

4、入加入PbO 钢化玻璃钢化玻璃 光导纤维光导纤维 -加入加入Co2O3 -加入加入Cu2O -提高提高SiO2的含量或加入的含量或加入 B2O3 -普通玻璃普通玻璃加热到软化温度时急速冷却加热到软化温度时急速冷却 变色玻璃变色玻璃 -加入加入AgBr和微量和微量CuO -石英玻璃纤维（高纯度的石英玻璃纤维（高纯度的SiO2） 特种特种 玻璃玻璃 二、陶瓷二、陶瓷 3陶瓷的优点和用途：陶瓷的优点和用途： 具有抗氧化性、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、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。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、餐具、例如：化学

5、实验中用的坩埚、蒸发皿、餐具、 砖瓦、电绝缘瓷器等也是陶瓷制品。砖瓦、电绝缘瓷器等也是陶瓷制品。 。 三、水泥：三、水泥： 1 1、主要原料：、主要原料： 2 2、主要设备：、主要设备： 3 3、生产过程：、生产过程： 辅助原料：石膏辅助原料：石膏作用是调节水泥硬化速度作用是调节水泥硬化速度 4 4、反应原理：、反应原理： 5 5主要成分：主要成分：硅酸三钙硅酸三钙 ( 3CaOSiO2 )、 硅酸二钙硅酸二钙 ( 2CaOSiO2 )、 铝酸三钙铝酸三钙 ( CaOAl2O3 ) 粘土和石灰石粘土和石灰石 水泥回转窑水泥回转窑 生料研磨，生料研磨，高温煅烧高温煅烧得熟料得熟料， 再加石膏研成

6、粉末得普通硅酸盐水泥再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥 复杂的物理、化学变化复杂的物理、化学变化 7. 几个概念：几个概念： 水泥砂浆水泥砂浆 混凝土混凝土 钢筋混凝土钢筋混凝土 水泥、沙子和水的混合物水泥、沙子和水的混合物 水泥水泥、沙子沙子、碎石和水的混合物碎石和水的混合物 混凝土和钢筋混合在一起混凝土和钢筋混合在一起 水泥的标号水泥的标号 水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定 水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28d后 的强度。例如检测得到28d后的抗压强度为310 kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为 300-400 kg/cm2者均算为300号。普通水泥有： 200、2

7、50、300、400、500、600六种标号。200 号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的 可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要 路面和制造预制构件。 四、新型无机非金属材料四、新型无机非金属材料-玻璃和陶瓷玻璃和陶瓷 的新发展的新发展 一、光导纤维一、光导纤维 主要成份：二氧化硅主要成份：二氧化硅 二、高温结构陶瓷二、高温结构陶瓷 讨论：讨论： 采用采用高温结构陶瓷制造发动机有哪些优点高温结构陶瓷制造发动机有哪些优点 呢？呢？ 普通柴油发动机带有水箱。普通柴油发动机带有水箱。 提示：提示： 铸铁发动机高温时容易损坏，需用水冷却，铸铁发动机高温时容易损坏，需用水冷却， 浪费热能

8、。浪费热能。 高温结构陶瓷发动机工作温度稳定在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。燃料充分燃烧，热效应提高，且质轻。 红陶罐红陶罐(新时期时代新时期时代) 灰陶纹豆灰陶纹豆(崧泽文化崧泽文化) 硬陶罐硬陶罐(战国战国) 三彩骆驼三彩骆驼 (唐唐) 跪射俑跪射俑(秦秦) 水泥回转窑水泥回转窑 6000吨回转窑设备吨回转窑设备 作作 业业 P65P65 2. 查阅资料，说明水泥的强度等级是如何确查阅资料，说明水泥的强度等级是如何确 定的。定的。 3. 举例说明玻璃和陶瓷的新发展。举例说明玻璃和陶瓷的新发展。 除光纤外，还有防盗玻璃、微晶玻璃除光纤外，还有防

9、盗玻璃、微晶玻璃 除高温结构陶瓷外，还有纳米陶瓷、氧化物除高温结构陶瓷外，还有纳米陶瓷、氧化物 陶瓷、压电陶瓷陶瓷、压电陶瓷 作作 业业 P65P65 4. 水泥被广泛用作建筑材料，但是由于它的颜色单调，水泥被广泛用作建筑材料，但是由于它的颜色单调， 不太美观，人们研制出了白水泥和彩色水泥。已知氯不太美观，人们研制出了白水泥和彩色水泥。已知氯 化钴化钴(CoCl2)在含有不同数目的结晶水分子时呈现不同在含有不同数目的结晶水分子时呈现不同 的颜色，如的颜色，如CoCl2呈蓝色呈蓝色， CoCl2H2O呈蓝紫色呈蓝紫色， CoCl22H2O呈紫红色呈紫红色，CoCl26H2O呈粉红色。利用呈粉红色

10、。利用 这个性质这个性质，人们把氯化钴加入水泥中，制成了变色水，人们把氯化钴加入水泥中，制成了变色水 泥。请你说明变色水泥在空气中主要受什么因素影响泥。请你说明变色水泥在空气中主要受什么因素影响 而改变颜色，举出几种情况下水泥可能呈现的颜色。而改变颜色，举出几种情况下水泥可能呈现的颜色。 变色水泥的颜色主要受空气中水分含量的影响。例如，变色水泥的颜色主要受空气中水分含量的影响。例如， 空气干燥时可能空气干燥时可能呈蓝色呈蓝色或或蓝紫色；蓝紫色；空气潮湿时可能空气潮湿时可能呈呈 紫红色紫红色或或粉红色。粉红色。 新型燃气玻璃制品坩埚炉新型燃气玻璃制品坩埚炉 蓄热式马蹄焰池玻璃窑炉蓄热式马蹄焰池玻

11、璃窑炉 4玻璃瓶装药品的几个问题：玻璃瓶装药品的几个问题： HF：SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 可用于刻可用于刻 花玻璃，不能装氢氟酸。花玻璃，不能装氢氟酸。 玻璃塞玻璃塞：带有磨口的玻璃塞，与碱液反应。：带有磨口的玻璃塞，与碱液反应。 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 使二者使二者 粘在一起，所以不能装碱液。粘在一起，所以不能装碱液。 玻璃瓶可以装碱液，但是要用橡胶塞。玻璃瓶可以装碱液，但是要用橡胶塞。 7 7、几种特殊玻璃、几种特殊玻璃 石英玻璃石英玻璃： 膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光 用途：用途：化学仪器化学仪

12、器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳；高压水银灯、紫外灯等的灯壳； 光导纤维、压电晶体等。光导纤维、压电晶体等。 光学玻璃光学玻璃：透光性能好、有折光和色散性透光性能好、有折光和色散性( (铅玻璃铅玻璃) ) 用途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器用途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器 有色玻璃有色玻璃： 金属氧化物均匀地分散到玻璃态物金属氧化物均匀地分散到玻璃态物 质里，使玻璃呈现特征颜色。质里，使玻璃呈现特征颜色。 蓝色蓝色(Co(Co2 2O O3 3) )红色红色 (Cu(Cu2 2O) O) 淡绿色淡绿色 (FeO(FeO) ) 钢化玻璃钢化玻璃： 玻璃在电炉里加热软化，再急速冷玻璃在电炉里加热软化，再急速冷 却得钢化玻璃。却得钢化玻璃。 PbO 作作 业业 P65P65 1. 玻璃的性能和用途是由什么决定的？如何减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？少和利用玻璃垃圾？ 3. 举例说明玻璃和陶瓷的新发展。举例说明玻璃和陶瓷的新发展。 (1)由玻璃的成分决定的。由玻璃的成分决定的。 (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。璃制品，一部分经消