第三节.玻璃、陶瓷和水泥

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,*,第三章 探索生活材料,第三节,玻璃、陶瓷和水泥,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。,1.,玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得？,2.,普通,玻璃中含有哪些成分？,思考？,人工吹制玻璃器皿,玻璃花瓶,一、玻璃,1,、原 料：,2,、主要设备：,3,、生产过程：,5,、主要成分：,6,、主要性能：,纯碱、石灰石和石英,玻璃窑,原料粉碎，玻璃熔炉中强热、成型冷却,复杂的物理、化学变化，,CaCO,3,+SiO,2,=CaSiO,3,+CO,2,4,、反应原理,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,高温,高温,Na,2,SiO,3,、CaSiO,3,、SiO,2,玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。,普通玻璃,钢化玻璃,你能说出这些常见的玻璃制品的特点吗？,特殊性能,用途,7,、几种有特殊用途的玻璃,有色,玻璃：,变色,玻璃,钢化,玻璃,膨胀系数小、化学稳定性提高、耐高温、抗化学腐蚀,化学仪器,玻璃,光学仪器,玻璃,：,高级,化学仪器,透光性能、折光率高、色散性好,(,铅玻璃,),眼镜片；望远镜用凹凸透镜等光学仪器,使玻璃呈现特殊颜色,。,蓝色,(Co,2,O,3,),，,红色,(Cu,2,O),淡绿色,(,FeO,),机械强度增大,4,6,，抗震裂、不易破碎、破碎不伤人,车窗玻璃；,运动器材；,微波通讯器材；,含有,AgBr(AgCl,),和微量,CuO,，遇光变成灰黑色,太阳镜片、变色玻璃,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,*,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,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。玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀等。,玻璃纤维,玻璃钢,与,开阔视野,注意：有机玻璃、水玻璃都不是玻璃,。,有机玻璃、水玻璃是玻璃吗？,玻璃是一种价格低廉的人造宝石，用于仿制天然珠宝玉石，如玉髓、石英、绿柱石,(,祖母绿和海蓝宝石,),、翡翠、软玉和黄玉等等。宝石学上所指的用于仿宝石的玻璃是由石英和少量碱金属元素如钙、钠、钾或铅、硼、铝、钡的氧化物组成。 ,区分玻璃和宝石,：用手触摸样品，天然宝石有一种冰凉感,而玻璃则有温感。宝石都是晶体，传热比较快，玻璃是没结晶的非晶质，传热比较慢。用舌尖舐样品确定凉或温会更灵敏些，。,此外,用放大镜观察,玻璃的表面和内部常有弯曲或旋涡状的细线纹，其外观很象将蜂蜜或胶水倒入清水后加以搅拌时，由于混合不均匀所产生的现象,;,玻璃内部还经常出现圆珠状、椭圆状、扁平状等各种各样的气泡，用放大镜也很容易观察到。,开阔视野,玻璃,与,宝石,我国水泥产量哪一年跃居世界第一？,旧中国的水泥主要依靠进口，旧称“,洋灰,”，据记载最高年产量仅,2.29 10,6,t,，,在新中国诞生以后，水泥工业有了迅速的发展。 从,1949,年到,1983,年，增长了,160,多倍，,1983,年产量达,1.06 10,8,t,居世界第二位，,1989,年产量达,2.07 10,8,t,，,居世界第一位。其中,1999,年我国水泥产量占世界的,37,16,。,二、水泥：,1,、主要原料：,2,、主要设备：,辅助原料：,石灰石和黏土,石膏,作用是调节水泥硬化速度,水泥回转窑,水泥回转窑,水泥生料煅烧成熟料的物理、化学变化过程,温度（）,作用,1,：干燥带：,100,水分蒸发,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,SiO,2,Al,2,O,3,发生,固态反应,4:,煅烧带,1100,3CaO + Al,2,O,3,= 3,CaO,. Al,2,O,3,2,CaO,+ SiO,2,= 2,CaO,. SiO,2,3,CaO,+ SiO,2,=,3,CaO,. SiO,2,高温,高温,高温,5,：烧结带：,1400,烧结，熔融，得熟料,一、水泥：,1,、主要原料：,石灰石和黏土,2,、主要设备：,水泥回转窑,辅助原料：,石膏,3,、主要成分：,硅酸三钙,(3CaO,SiO,2,),、,硅酸二钙,(2CaO,SiO,2,),、,铝酸三钙,(3CaO,Al,2,O,3,),等,4,、主要性能：,水硬性,5,、主要用途：,建筑、修路。,如：,水泥砂浆,、,混凝土,、钢筋混凝土,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/cm,2,，,则水泥的标号定为,300,号。抗压强度为,300-400 kg/cm,2,者均算为,300,号。普通水泥有：,200,、,250,、,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。,1.,防水、防潮、一定要在保质期内使用,。,2.,所用水泥强度,等级要符合要求,。,3.,水泥运输和使用时要注意,防止粉尘污染,。,4.,加入的水应选用洁净的淡水，,不得含有油脂类或糖类物质。,5.,严禁,将已经凝固的混凝土,重新拌合,使用。,6.,混凝土浇筑后应及时养护，保护混凝土湿润。养护,时间,不得少于,7,天,。,7.,要与沙石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配、,正确使用。,水泥使用应注意：,开阔视野,从目前所知的考古材料来看，陶器中的精品有旧石器时代晚期距今,1,万多年的,灰陶,、有,8000,多年前的磁山文化的,红陶,、有,7000,多年的仰韶文化的,彩陶,、有,6000,多年的大汶口的“,蛋壳黑陶,”、有,4000,多年的,商代白陶,、有,3000,多年的西周硬陶，还有秦代的兵马俑、汉代的,釉陶,、唐代的,唐三彩,等。到了宋代，瓷器的生产迅猛发展，制陶业趋于没落，但是有些特殊的陶器品种仍然具有独特的魅力，如宋、辽三彩器和明、清至今的紫砂壶、琉璃、法花器及广东石湾的陶塑等，都是别具一格，倍受赞赏,。,传统上,陶瓷是指所有以,粘土,为主要原料（,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,）,与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。,广义上,陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。,三、陶瓷,（,china,）,1,、主要原料：,黏土,2,、传统生产过程：,你知道彩釉的颜色与加入金属元素的关系？,三、陶瓷,(China),1,、主要原料,：粘土,2,、传统生产过程,：,混和、成型、干燥、烧结、冷却,3,、反应原理,：复杂的物理、化学变化,4,、主要成分：,硅酸盐,5,、主要特性,：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。,陶都,江苏宜兴市,瓷都,江西景德镇,、主要种类：,土,器：砖瓦,红,瓦（自然冷却，,Fe,2,O,3,含量较多）,青瓦,(,淋水冷却，,Fe,3,O,4,、,FeO,较多,),陶器：,彩陶,江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑,瓷器：,茶具,炻器,：,水缸、砂锅,瓷雕,收藏珍品,注意,：搪瓷不属于陶瓷,景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：,“,洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬,。”,四、玻璃和陶瓷的新发展：,用途：,除了可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控照明等许多方面,1,、光导纤维（光纤）,-SiO,2,光学纤维胃镜,特点：,耐高温、耐腐蚀、硬度大、,耐磨损、不怕氧化。,氧化铝陶瓷,2 .,新型陶瓷,-,高温结构陶瓷,高纯氧化铝透明陶瓷管,氧化铝陶瓷制品,Si,3,N,4,基陶瓷球轴承,氮化硅陶瓷,特点：,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。,Si,3,N,4,基陶瓷球轴承,沙漠车,氮化硅陶瓷部件,哥伦比亚号航天飞机,即在航天器的表面覆盖上一层特种陶瓷，这种陶瓷耐高温、隔热、有很好的机械性能，可以被烧蚀而带走热量。,可以分为,苏联方案和美国方案,.,苏联方案是采用,宇宙飞船形式，,中国也采用的是苏联方案。美国采用的是,航天飞机的形式。,不管采用哪种方式，在,防止空气摩擦而烧毁航天器的方法,基本是相同的,.,在返回的神五飞船照片上可以清晰的看到许多烧蚀的坑洼。,航天飞机上的特种陶瓷覆盖层叫防热瓦，哥伦比亚号航天飞机在返回时就是防热瓦损坏而使飞船解体的,.,开阔视野,表面使用特种陶瓷,杨利伟 神舟五号返回舱,1,、普通玻璃是,（混合物、纯净物）。 玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。这是因为玻璃不是,，而是一种,物质，没有固定,。,2,、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,练习,C,3,、下列说法正确的是（ ）,（,A,）,SiO,2,是酸性氧化物，它不溶于水也不溶,于任何酸。,（,B,）,SiO,2,是制造玻璃的主要原料之一，它在,常温下与,NaOH,溶液不反应。,（,C,）,因高温时,SiO,2,与,Na,2,CO,3,反应放出,CO,2,，所,以,H,2,SiO,3,酸性比,H,2,CO,3,强,（,D,）,CO,2,通入水玻璃中可得原硅酸,D,1,、在实际生活中，你使用过哪些硅酸盐制品？你还见过哪些硅酸盐材料？,2,、你认为玻璃的主要优点和缺点是什么？如何减少玻璃垃圾？,课后思考,