玻璃、陶瓷和水泥

第三节玻璃、陶瓷和水泥第3章探索生活材料以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业,如制造玻璃、陶瓷、水泥等产品的工业都属硅酸盐工业。

很久以前,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁斯河河口，船上装了许多天然苏打的晶体。中午到了，他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到可以支锅的石块。有人突然想起船上装的天然结晶苏打，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，大家以为发现了宝贝。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。聪明的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的玻璃珠。这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎，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。一、玻璃讨论:同学们在日常生活中接触过哪些玻璃制品?实验室玻璃仪器石英玻璃管玻璃杯玻璃艺术品玻璃金字塔思考讨论：1、制造玻璃的主要原料是什么？2、玻璃窖中主要发生了哪些反应？3、玻璃的主要成分是什么？4、玻璃为什么可以被人工吹成不同形状的制品？一、玻璃纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)2、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应：Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑

高温

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑

高温3、主要成分：1、原料：硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)学与问玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？玻璃没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹成任何形状的制品．玻璃态物质定义特性实例没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。（介于晶体与非晶体之间。）没有固定的熔点。玻璃讨论：这四幅图中的几种玻璃跟普通玻璃相比有什么特殊呢？4、几种特殊玻璃：⑴硼硅酸盐玻璃：膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀．

用途:高级化学仪器⑵光学玻璃：

透光性能好、折光率高用途：眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器

加入B２O３加入PbO⑶彩色玻璃：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。

玻璃在钢化炉里加热软化，再急速冷却得钢化玻璃⑷钢化玻璃：蓝色(Co2O3)红色(Cu2O)淡绿色(FeO)机械强度大，抗震裂、不易破碎；碎块没有尖锐的棱角。用途：汽车或火车的车窗等变色玻璃

光CuO2AgBr2Ag+Br2●资料卡片含有AgBr（或AgCl）和微量CuO的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线照射时，其中的AgBr发生分解，产生银原子。当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收，原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在CuO的催化作用下，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的基本原理。用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的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。

*中空玻璃的特点:

具有良好的保温、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，则可获得更好的声控、光控、隔热等效果。

*中空玻璃的用途:主要用于需要采暖、空调、防止噪音或结露以及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上。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的场合。也可用于火车、汽车、轮船、冷冻柜的门窗等处。

开阔视野5、玻璃瓶装药品的几个问题：①HF：SiO2+4HF=SiF4+2H2O可用于刻花玻璃，不能装氢氟酸。②玻璃塞：带有磨口的玻璃塞，与碱液反应。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O使二者粘在一起，所以不能装碱液。③玻璃瓶可以装碱液，但是要用橡胶塞。6、玻璃的新发展1.光导纤维（光纤）

从高纯度的石英玻璃熔融体中，拉出直径约100微米的细丝。

石英玻璃主要成分不再是硅酸盐，而是SiO2作光导纤维光纤通信有哪些优点呢？1、信息容量大；2、质量小而且细，不怕腐蚀铺设方便；3、成本低;最大容许同时通话人数质量成本光缆10亿27g/km1万元/km普通电缆18001.6t/km20万元/km4、光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通信质量高，能防窃听；医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明光学纤维胃镜现代通信用光缆光导纤维手术头灯用光导纤维做手术不用开刀1.普通玻璃是

（混合物、纯净物），可在一定温度范围内软化，这是因为玻璃是一种

物质，没有固定的

。混合物玻璃态熔点反馈练习：2.下列关于玻璃的叙述正确的是（）

A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体D.玻璃是硅酸钠盐，有一定的熔点AB3.工业上制造一般的光学玻璃用到的原料是（）

A、硼砂、烧碱、氧化铜、石英砂

B、纯碱、黏土、石英、氧化铜

C、氧化铅、纯碱、石灰石、石英

D、石灰石、纯碱、黏土、硼砂4.与普通玻璃具有相同组成的是（）A、光学玻璃B、有色玻璃C、钢化玻璃D、有机玻璃CC4、制造玻璃的主要设备和反应条件是什么？3、制造玻璃的主要原料是什么？纯碱、石灰石、石英玻璃窑（玻璃熔炉）；反应条件是高温

蓝色：Co2O3（氧化钴）；红色：Cu2O（氧化亚铜）；淡绿色是因为混有二价亚铁离子

硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）、二氧化硅（SiO2）

5、玻璃的主要成分是什么？6、制造玻璃过程中，加入什么物质后玻璃呈蓝色？加入什么呈红色？普通玻璃呈淡绿色是因为混有什么？二、陶瓷1、著名的陶都、瓷都在哪？2、制陶瓷的主要原料是什么？3、手工制陶瓷的生产过程是怎样的？4、对于一般烧制成的陶瓷制品有何共同缺陷？怎样弥补？5、陶瓷具有哪些优点？6、陶瓷主要有哪些用途？器别比较项陶器瓷器温度最低甚至达到800℃以下，最高可达1100℃左右大都在1200℃以上，甚至有的达到1400℃左右质地陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，胎体硬度较差瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结原料黏土高岭土透明度不具备半透明特性半透明釉料陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的温度下烧成①在高温下与胎体一次烧成；②在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成陶器、瓷器的区别比较：陶瓷工业被称为瓷都的江西景德镇在元代出产的青花瓷已成为瓷器的代表。青花瓷釉质透明如水，胎体质薄轻巧，洁白的瓷体上敷以蓝色纹饰，素雅清新，充满生机。青花瓷一经出现便风靡一时，成为景德镇的传统名瓷之冠。与青花瓷共同并称四大名瓷的还有青花玲珑瓷、粉彩瓷和颜色釉瓷。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粗糙VS光滑、色彩丰富特点：耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化②氧化铝新型陶瓷---高温结构陶瓷①氮化硅③SiC④ZrO2常见种类1、普通硅酸盐水泥的主要原料是什么？其主要成分有哪些？2、什么是水泥的水硬性？3、什么是水泥砂浆？4、什么是混凝土？三、水泥三、水泥主要原料主要设备

反应条件

主要成分

主要性能粘土石灰石石膏（辅料）水泥回转窑高温硅酸三钙3CaO•SiO2硅酸二钙2CaO•SiO2铝酸三钙3CaO•Al2O3水硬性（水泥与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝固变硬，这就叫做水泥的水硬性）原料研磨混合煅烧(回转窑)水泥加入石膏水泥用途：①水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物。是建筑黏合剂。②混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。混凝土常用钢筋做结构，这就是常说的钢筋混凝土结构。水泥的性能是如何表示的？水泥回转窑原料中的石膏的作用是什么？用强度等级来表示水泥的不同性能。常用的硅酸盐水泥分为42.5、52.5、62