高中化学选修一玻璃陶瓷水泥市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第1页第三节 玻璃、陶瓷和水泥第3章 探索生活材料 【学习目标】 1.知道水泥、玻璃和陶瓷主要成份、生产原料及用途。 2.认识到玻璃陶瓷在当代社会、当代科技中主要作用。 【重点和难点】 1.玻璃陶瓷和水泥主要化学成份和生产原料。 硅酸盐工业:以含硅物质为主要原料经加热制成硅酸盐材料制造工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等。第2页第3页第4页第5页第6页第7页一、玻璃讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?试验室玻璃仪器石英玻璃管玻璃杯玻璃艺术品玻璃金字塔第8页 很久以前,有一艘腓尼基人大商船来到地中海沿岸贝鲁斯河河口，船上装了许多天然苏打晶体。 中午到了，他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上处处

2、是软软细沙，竟找不到能够支锅石块。有些人突然想起船上装天然结晶苏打，于是大家搬来几十块垒起锅灶，然后架起木柴燃了起来。当他们吃完饭收拾餐具准备回船时，只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，大家认为发觉了宝贝。其实，这是在烧火做饭时，支着锅苏打块在高温下和地上石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。 聪明腓尼基人很快就学会了制作方法，他们把玻璃液制成大大小小玻璃珠。这些好看珠子很快就受到外国人欢迎，一些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换，腓尼基人由此发了大财。 玻璃的发现 苏打块和石英砂在高温下发生了化学反应，形成了玻璃。第9页一、玻璃纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2) 2、反应原理：

3、复杂物理、化学改变，主要反应：Na2CO3+SiO2= Na2SiO3+CO2 高温 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2 高温3、主要成份：1、原料：硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)第10页学与问玻璃为何能够被人工吹制成形状不一样制品？玻璃没有一定熔点，而是在某个范围内逐步软化，在软化状态时，能够被吹成任何形状制品玻璃态物质定义特征实例 没有一定熔点而在某一温度范围内逐步软化物质。（介于晶体与非晶体之间。）没有固定熔点。玻璃第11页特殊玻璃：在生产过程中加入不一样物质，调整玻璃化学组成，能够制得含有不一样性能和用途玻璃。硼硅酸盐玻璃：性能：膨胀系

4、数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀 用途: 高级化学仪器过量SiO2或加入B2O3光学玻璃：性能：透光性能好、折光率高用途：眼镜片、摄影机、望远镜和显微镜中透镜等光学仪器 加入PbO第12页蓝色(Co2O3)红色 (Cu2O) 淡绿色 (FeO)彩色玻璃：金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃展现特征颜色。方法：普通玻璃在钢化炉里加热软化，取出后再急速冷却。钢化玻璃（工艺处理）用途: 工艺玻璃制品用途: 汽车或火车车窗性能: 机械强度大、抗震烈、不易破碎；碎块无棱角第13页 夹层玻璃：是由坚韧聚乙烯醇缩丁醛（PVB） 胶片将两块玻璃板在一定温度和压 力下粘结成一个整体。 它可由退火玻

5、璃、钢化玻璃或热增强 玻璃来制成。当夹层玻璃破碎时， 玻璃碎片粘在塑料中间层上。 所以，夹层玻璃能够降低玻璃碎片对 人身和财产伤害。开阔视野第14页 *中空玻璃特点: 含有良好保温、隔热、隔声等性能。如在玻璃之间充以各种漫射光材料或电介质等，则可取得更加好声控、光控、隔热等效果。 *中空玻璃用途 : 主要用于需要采暖、空调、预防噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光建筑物上。广泛应用于住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调场所。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜门窗等处。 钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃 都属于安全玻璃开阔视野第15页变色玻璃 光CuO2AgBr 2Ag+Br2 含

6、有AgBr （或AgCl）和微量CuO玻璃是一个变色玻璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中AgBr发生分解，产生银原子。当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上光大部分被吸收，原来无色透明玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后玻璃放到暗处时，在CuO催化作用下，银原子和溴原子又会结合生成AgBr。于是，玻璃又变成无色透明。这就是变色玻璃变色基本原理。 用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过光线变得柔和且有阴凉感。变色玻璃也可用于制作太阳镜片等。第16页 从高纯度石英玻璃（SiO2）熔融体中，拉出直径约100微米细丝，就得到石英玻璃纤维。其传导光能力非常强，所以又称光导纤维，简称光纤。 玻璃新发展光导纤维

7、（光纤）图3-32 光导纤维优点：信息容量大。可同时容纳10亿人通话或传送多套电视节目质量小而且细：每千米27g不怕腐蚀，铺设方便抗干扰性能好，通讯质量高，能防窃听；成本低：每千米1万元左右医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明第17页光 纤 光 缆 普 通 电 缆 信息量大,每根光纤理论上可同时经过10亿路电话 8管同轴电缆每条通话1800路 原料起源广(石英玻璃),节约有色金属 资源较少 质量小,每公里27 g,不怕腐蚀,铺设方便 每公里1.6 t 成本低,每公里1万元左右 每公里20万元 性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射 光学纤维胃镜当代通信用光缆用光导纤维做手术，不

8、用开刀第18页10/10/第19页二、陶瓷 陶器是人类第一次学会用黏土等天然物为原料，经过物理方法和化学反应制造出来一个有用人造材料。同学们在日常生活中接触过哪些陶瓷制品?讨论:图3-25 秦兵马俑是陶制品图3-26 景德镇瓷器闻名世界我国陶都江苏宜兴陶器和瓷都江西景德镇瓷器，在世界上都享受声誉。瓷器（英文名china）成为中华民族文化象征之一。第20页10/10/中国陶瓷珍品之唐三彩 第21页10/10/中国陶瓷珍品之明青花第22页中国陶瓷珍品之清青花第23页10/10/第24页 器别比较项陶器瓷器温度最低甚至抵达800以下，最高可达1100左右 大都在1200以上，甚至有抵达1400左右

9、质地陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，胎体硬度较差 瓷器烧成温度高，胎体基本烧结 原料黏土 高岭土 透明度不具备半透明特征 半透明 釉料陶器有不挂釉和挂釉两种，挂釉陶器釉料在较低温度下烧成在高温下与胎体一次烧成；在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成 陶器、瓷器区分第25页二、陶瓷主要原料生产过程反应条件种类性能黏土、高岭土 混合、成型干燥、烧结冷却高温土器、陶器炻器、瓷器抗氧化、抗酸碱耐腐蚀、耐高温绝缘、易成型图3-27 陶器制造过程示意图复杂物理、化学改变 黏土（Al2O32SiO22H2O）高岭石Al4(Si4O10)OH8，除Al2O3外，还含SiO2。第26页唐三彩 在普通釉料中加

10、入一些重金属离子，可制成彩釉。将彩釉涂在坯体上进行烧制即制成绚丽多彩瓷器。景泰蓝 对于普通烧制陶瓷制品，有什么共同缺点呢？怎样填补？ 表面比较粗糙，而且有不一样程度渗透性。烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水。 第27页在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。加入重金属离子不一样，空气用量不一样，彩釉颜色不一样。加入釉料金属元素烧制时空气用量与彩釉颜色空气过量空气不足Fe黄、红、褐、黑蓝、绿Cu蓝绿红Mn紫、褐紫、黑褐Cr黄、绿、褐蓝绿Co蓝、淡蓝蓝第28页 陶瓷含有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。一些耐高温、耐高压新型陶瓷被用来代替钢材使用。生活餐具、电器绝

11、缘瓷、试验室坩埚和蒸发皿。陶瓷应用第29页耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等制造发动机和航天飞机防护片陶瓷新发展高温结构陶瓷性能用途陶瓷发动机氮化硅陶瓷 氮化硅基陶瓷含有密度小、高强、高硬、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。 制造发动机部位受热面，提升柴油机质量，节约燃料（不用水冷却，降低热散失）。Si3N4基陶瓷球轴承沙漠车氮化硅陶瓷部件第30页氧化铝陶瓷性 能 用 途 熔点高 坩埚、高温炉管 硬度大 刚玉球磨机 透明、耐高温 高压钠灯灯管 备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以处理，因为没有一个能抵抗高温钠蒸气（1400）

12、强烈腐蚀特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高压钠灯。高纯氧化铝透明陶瓷管氧化铝陶瓷制品陶瓷新发展高温结构陶瓷第31页人造宝石 红宝石和蓝宝石主要成份都是Al2O3（刚玉）。 红宝石展现红色是因为其中混有少许含铬化合物； 而蓝宝石呈蓝色则是因为其中混有少许含钛化合物。 19，科学家曾用氧化铝熔融后加入少许氧化铬方法，制出了质量为2g-4g红宝石。 现在，已经能制造出大到10g红宝石和蓝宝石。 红宝石和蓝宝石及人造宝石第32页第33页压电陶瓷利用陶瓷，还可实现各种功效交换。如安放在打火机中压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。 超导陶瓷：所谓超导现象就是金属电阻随温度升

13、高而增大，当金属温度降低时，它电阻减小,当温度降到-269（液氮温度，为4K）左右时，水银电阻变为零，这种现象叫超导现象我国研制超导陶瓷临界温度为77K，处于世界领先水平。 第34页高楼大厦 砖房第35页三、水泥主要原料主要设备 反应条件 主要成份 主要性能粘土石灰石石膏（辅料）水泥回转窑高温硅酸三钙3CaOSiO2硅酸二钙2CaOSiO2铝酸三钙3CaOAl2O3水硬性（水泥与水掺和、搅拌并经静置后很轻易凝固变硬，这就叫做水泥水硬性）原料研磨混合 煅烧 (回转窑)水泥加入石膏水泥用途：水泥砂浆：水泥、沙子和水混合物。是建筑黏合剂。混凝土：水泥、沙子和碎石混合物。混凝土惯用钢筋做结构，这就是常说钢筋混凝土结构。第36页水泥性能是怎样表示？水泥回转窑原料中石膏作用是什么？用强度等级来表示水泥不一样性能。惯用硅酸盐水泥分为42.5、52.5、62.5三个等级。等级越高，性能越好。延缓水泥硬化第37页中国水泥工业明天更美好 抚今追昔，我国水泥工业在过去岁月里经历了波折而又辉煌发展历程。 1892年，启新水泥厂在唐山建立，拉开了我国水泥工业发展序幕。但因为战乱不停和外来侵略，到1949年新