高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,1,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、玻璃和陶瓷的主要成分、生产原料及用途。,2.认识到玻璃陶瓷在现代社会、现代科技中的重要作用。,【,重点和难点,】,1.玻璃陶瓷和水泥的主要化学成分和生产原料。,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的制造工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等。,第三节 玻璃、陶瓷和水泥第3章 探索生活材料 【学习,2,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,3,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,4,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,5,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,6,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,7,一、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,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,8,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。,很久以前,有一艘腓尼基人的大商船来到地中,9,一、玻璃,纯碱(,Na,2,CO,3,)、石灰石(,CaCO,3,)和石英(,SiO,2,),2、,反应原理：,复杂的,物理、化学,变化，主要反应：,Na,2,CO,3,+SiO,2,= Na,2,SiO,3,+CO,2,高温,CaCO,3,+SiO,2,= CaSiO,3,+CO,2,高温,3、,主要成分：,1、,原料,：,硅酸钠(,Na,2,SiO,3,)、硅酸钙(,CaSiO,3,)、二氧化硅(,SiO,2,),一、玻璃纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(S,10,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,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,11,特殊玻璃,：,在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。,硼硅酸盐玻璃：,性能：,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,过量的,SiO,2,或加入,B,2,O,3,光学玻璃：,性能：,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PbO,特殊玻璃：在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可,12,蓝色(Co,2,O,3,),红色 (Cu,2,O),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，使玻璃呈现特征颜色。,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,蓝色(Co2O3)红色 (Cu2O) 淡绿色 (FeO),13,夹层玻璃：,是由坚韧的聚乙烯醇缩丁醛,（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。,因此，夹层玻璃可以减少玻璃碎片对,人身和财产的伤害。,开阔视野,夹层玻璃：是由坚韧的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）,14,*,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。,钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃,都属于安全玻璃,开阔视野,*中空玻璃的特点: 钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃开阔,15,变色玻璃,光,CuO,2AgBr 2Ag+Br,2,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。,变色玻璃 光CuO2AgBr,16,从高纯度的石英玻璃（,SiO,2,）熔融体中，拉出直径约,100,微米的细丝,，就得到,石英玻璃纤维,。其传导光的能力非常强，所以又称,光导纤维,，简称,光纤,。,玻璃的新发展,光导纤维（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,从高纯度的石英玻璃（SiO2）熔融体中，拉出直径约100,17,光 纤 光 缆,普 通 电 缆,信息量大,每根光纤理论上可同时通过10亿路电话,8管同轴电缆每条通话1800路,原料来源广(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,现代通信用光缆,用光导纤维做手术，不用开刀,光 纤 光 缆 普 通 电 缆 信息量大,每根光纤理论上可同,18,8/26/2024,9/3/2023,19,二、陶瓷,陶器是人类,第一次学会用黏土,等天然物为原料，通过物理方法和化学反应制造出来的一种有用的人造材料。,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,的陶器和,瓷都江西景德镇,的瓷器，在世界上都享有声誉。瓷器（,英文名china,）成为中华民族文化的象征之一。,二、陶瓷 陶器是人类第一次学会用黏土等天然物为原料，通,20,8/26/2024,中国陶瓷珍品之唐三彩,9/3/2023中国陶瓷珍品之唐三彩,21,8/26/2024,中国陶瓷珍品之明青花,9/3/2023中国陶瓷珍品之明青花,22,中国陶瓷珍品之清青花,中国陶瓷珍品之清青花,23,8/26/2024,9/3/2023,24,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,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、瓷器的区别,器别比较项陶器瓷器温度最低甚至达到800以下，最高可,25,二、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,复杂的物理、化学变化,黏土（Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O）,高岭石,Al,4,(Si,4,O,10,)OH,8,，除Al2O3外，还含SiO2。,二、陶瓷主要原料生产过程反应条件种类性能黏土、混合、成型干燥,26,唐三彩,在普通釉料中加入一些重金属离子，可制成彩釉。将彩釉涂在坯体上进行烧制即制成绚丽多彩的瓷器。,景泰蓝,对于一般烧制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？怎样弥补？,表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水。,唐三彩 在普通釉料中加入一些重金属离子，可制成彩釉。将彩,27,在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。,加入的重金属离子不同，空气用量不同，彩釉的颜色不同。,加入釉料的金属元素,烧制时的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,在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得彩釉。加入的重金属离子,28,陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。一些耐高温、耐高压的新型陶瓷被用来代替钢材使用。,生活餐具、电器绝缘瓷、实验室坩埚和蒸发皿。,陶瓷的应用,陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等,29,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的防护片,陶瓷的新发展,高温结构陶瓷,性能,用途,陶瓷发动机氮化硅陶瓷,氮化硅基陶瓷具有密度小、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。,制造发动机部位的受热面，提高柴油机的质量，节省燃料（不用水冷却，减少热散失）。,Si,3,N,4,基陶瓷球轴承,沙漠车,氮化硅陶瓷部件,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,30,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年就得以解决，由于没有一种能抵御高温钠蒸气（1400）强烈腐蚀的特殊材料，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,陶瓷的新发展,高温结构陶瓷,氧化铝陶瓷性 能 用 途 熔点高 坩埚、高温炉管 硬度大,31,人造宝石,红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al,2,O,3,（刚玉）。,红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物；,而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。,1900年，科学家曾用氧化铝熔融后加入少量氧化铬的方法，制出了质量为2g-4g的红宝石。 现在，已经能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。,红宝石和蓝宝石及人造宝石,人造宝石 红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3（刚玉,32,高中化学选修一玻璃陶瓷水泥课件,33,压电陶瓷,利用陶瓷，还可实现多种功能互换。如安放在打火机中的压电陶瓷，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的电阻随温度的升高而增大，当金属的温度降低时，它的电阻减小,当温度降到-269（液氮温度，为4K）左右时，水银的电阻变为零，这种现象叫超导现象,我国研制的超导陶瓷的临界温度为77K，处于世界领先水平。,压电陶瓷利用陶瓷，还可实现多种功能互换。如安放在打火机中的压,34,高楼大厦,砖房,高楼大厦 砖房,35,三、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,3CaOSiO,2,硅酸二钙,2CaOSiO,2,铝酸三钙,3CaOAl,2,O,3,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：,水泥砂浆：,水泥、沙子和水的混合物。是建筑黏合剂。,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,。,三、水泥主要原料主要设备 反应条件 主要成分 主要性能粘土水,36,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、62.5三个等级。等级越高，性能越好。,延缓水泥的硬化,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？,37,中国水泥工业明天更美好,抚今追昔，我国水泥工业在过去的岁月里经历了曲折而,又辉煌的发展历程。,1892年，启新水泥厂在唐山建立，拉开了我国水泥工业,发展的序幕。但由于战乱不断和外来侵略，,到1949年新,中国成立时，我国水泥生产技术仍非常落后,20世纪5060年代，我国水泥工业的发展取得长足进步。,20世纪7080年代，尤其是改革开放以来，国民经济的,稳步高速发展带动了我国水泥工业技术的快速进步和水泥,产量的迅猛增长。,1985年产量达1.46亿吨，居世界第一,。,目前，我国水泥工业正沿着国际水泥工业的发展趋势是以节能、降耗、环保、提高水泥质量和提高劳动生产率为中心，,走可持续发展的道路,。,中国水泥工业明天更美好 抚今追昔，我国水泥工业在过去的岁,38,19491998年我国水泥年产量示意图,19491998年我国水泥年产量示意图,39,