化学与技术无机非金属材料(第1课时)

第三章 化学与材料的发展,第一节 无机非金属材料,第,1,课时,选修,2,化学与技术,2024/10/15,1,江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣,教学目标,1,、了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。,2,、能举例说明无机非金属材料的特点。,3,、讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。,无机非金属材料,同学们，以下工业建筑及生活用品都是有那些材料构成的？,水泥,传统硅酸盐材料,玻璃,传统硅酸盐材料,陶瓷,传统硅酸盐材料,元贝驾考,http:/,元贝驾考,2016,科目一 科目四驾考宝典网,http:/,/,驾考宝典,2016,科目一 科目四,2024/10/15,6,江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣,中国陶瓷珍品之清彩瓷,传统硅酸盐材料,唐三彩,传统硅酸盐材料,概念,:,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。,常见如,水泥,、,玻璃,、,陶瓷,等工业都属硅酸盐工业。,2.,硅酸盐工业的特点：,(1),原料：,(2),反应条件：,(3),反应原理：,(4),生成物：,硅酸盐工业,含硅的物质、碳酸盐等。,高温,复杂的物理、化学变化,硅酸盐产品,3.,硅酸盐产品分类：,陶瓷。,水泥、,玻璃、,传统硅酸盐材料,思考与交流,通过，以上幻灯片提示，谁能说出什么是硅酸盐材料？自然界中那些物质是硅酸盐或硅的氧化物？传统硅酸盐产品以什么物质为原料生产？原料又有什么结构特殊性？,陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸盐材料；,沙石、黏土、石英、石棉、高龄石等许多矿物是硅酸盐或硅的氧化物；,传统硅酸盐产品以黏土、钾长石和钠长石为原料。,传统硅酸盐材料,结构中都含有硅氧四面体,特点：稳定性高、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等,传统硅酸盐材料,1.,陶瓷,(China),主要原料：黏土,传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却,反应原理：复杂的物理、化学变化,主要成分：硅酸盐,主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。,一、传统硅酸盐材料,陶瓷,陶瓷器制造过程示意图,陶瓷,你能说出陶釉的成分吗？,金属及金属氧化物，如红色,Cu,2,O,。,陶瓷,陶瓷,陶瓷,主原料要,生产过程,反应条件,种类,性能,黏土,混合,成型,干燥,烧结,冷却,高温,土器,陶器,炻器,瓷器,抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型,陶瓷,陶瓷,是由,黏土在高温下烧制,而成，根据,原料和烧制温度,的不同主要分为：,土器、陶器、炻器、瓷器。,土器,：含杂质比较高的粘土在适当的温度下而成的，如常见的砖、瓦。,瓷器,：需要纯净的粘土做原料，温度也更高，瓷器比陶器磁体白净质地致密。,陶瓷,主要种类：,土器：砖瓦,(,自然冷却，,Fe,2,O,3,含量较多,),(,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：,碗盘,茶具,收藏珍品,炻器：,水缸、砂锅,景德镇陶瓷,红瓦,青瓦,陶瓷,2.,玻璃,（,1,）原,料：纯碱、石灰石和石英,（,2,）主要设备：玻璃熔炉,（,3,）生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却,（,4,）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,玻璃,（,5,）主要成分,：,Na,2,SiO,3,CaSiO,3,SiO,2,（,6,）主要性能：玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。,（,Na,2,OCaO6SiO,2,）,玻璃,种类,特性,用途,普通玻璃,高温下易软化,窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯,钢化玻璃,耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂,运动器材，微波通讯器材，汽车、火车的窗玻璃等,玻璃纤维,耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀,太空飞行员的衣服、玻璃钢等,光学玻璃,透光性能好，有折光性和色散性,眼镜片，照相机、显微镜、望远镜等中的凹凸透镜,石英玻璃,膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光,化学仪器，高压水银灯、紫外灯等的灯壳，光导纤维，压电晶体等,几种玻璃的特性及比较,玻璃,a.,普通玻璃,(,钠玻璃,),是用,石英砂,、,纯碱,和,石灰石,共熔而制得的,一种无色透明的熔体：,Na,2,CO,3,+CaCO,3,+6SiO,2,=Na,2,O,.,CaO,.,6SiO,2,+2CO,2,玻璃,普通玻璃,玻璃,b.,有色玻璃,在玻璃原料中加入某些金属氧化物,可制成有色玻璃。如玻璃中加入,CoO,呈蓝色,加入,Mn,2,O,3,呈紫色,加入,Cr,2,O,3,呈绿色,加入,Cu,2,O,呈红色,c.,钢化玻璃,玻璃,玻璃,聚乙烯醇丁醛,玻璃,d.,防弹玻璃,又称为夹层玻璃。当受到外部撞击的时候，夹层可将受到的力发散开来，减少了子弹等武器的冲击力，进而保护了受保护者的安全！,玻璃,f.,光学玻璃,玻璃,g.,石英玻璃,玻璃,玻璃加工,1,、普通,玻璃加热到一定温度后急剧冷却，就可以得到,钢化玻璃,。,2,、,氢氟酸(HF)对玻璃具有腐蚀作用，可用于在,玻璃上雕刻各种精美图案，也可用于在玻璃仪 器(量筒、滴定管等)上标注刻度及文字。,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,玻璃,变色玻璃,在玻璃中加入适量的溴化银,(AgBr),和氧化铜的微小晶粒，经过适当的热处理，可以制成变色玻璃。当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线。,光线变暗，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。,玻璃,玻璃态物质,玻璃的结构特点,玻璃态物质,玻璃是无定形硅酸盐的,混合物,，属于玻璃态物质。,玻璃态物质,没有固定的熔点,，可以在某一温度范围内逐渐软化变成液态。在软化状态时，玻璃可吹制或轧成一定形状的制品。,玻璃,思考：,玻璃为什么会被人工吹制成各种形状？,普通玻璃是,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,熔合在一起形成的物质，主要成分是,SiO,2,。玻璃不是晶体，而是玻璃态物质，这类物质没有固定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可被吹制成任何形状的制品。,玻璃,1.建筑用粘合剂水泥,砂,浆的成分是什么？,2.混凝土又是什么做成的？,水泥、沙子和水的混,合物,水泥、沙子和碎,石混合而成,思考,水泥,3.,水泥：,主要原料：黏土和石灰石,主要设备：水泥回转窑,生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥,辅助原料：石膏,作用是调节水泥硬化速度,石膏,作用是调节水泥硬化速度,水泥,硅酸盐水泥熟料、矿物组成及含量,组 分 化 学 式 符号 质量分数,硅酸三钙,3CaO,.,SiO,2,C,3,S 0.37,0.60,硅酸二钙,2CaO,.,SiO,2,C,2,S 0.15,0.37,铝酸三钙,3CaO,.,Al,2,O,3,C,3,A,0.07,0.15,铁铝酸四钙,4CaO,.,Al,2,O,3,.,Fe,2,O,3,C,4,AF 0.10,0.18,符号,C,表示,CaO,，,S,表示,SiO,2,，,A,表示,Al,2,O,3,，,F,表示,Fe,2,O,3,。,水泥,水泥,水泥回转窑,水泥,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,主要性能：水硬性,主要用途：建筑、修路。,如：水泥,砂浆、混凝土、钢筋混凝土。,反应原理：复杂的物理、化学变化,学与问,你听说过豆腐渣工程吗，产生现象的原因很多，但都与水泥标号有关，查阅资料了解水泥标号有关问题。,水泥,水泥,玻璃,陶瓷,主要原料,石灰石、粘土,石英、纯碱、石灰石,粘土,主要设备,回转炉,玻璃熔炉,陶瓷窑,反应条件,高温,高温,高温,反应原理,复杂的物理、化学变化,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+,CO,2,CaCO,3,+SiO,2,=CaSiO,3,+CO,2,复杂的物理化学变化,主要成分,3CaOSiO,2,2CaOSiO,2,3CaOAl,2,O,3,Na,2,SiO,3,、,CaSiO,3,、,SiO,2,成分复杂,特性,水硬性,玻璃态物质,抗氧化,.,酸碱,.,腐蚀 耐高温,.,绝缘,水泥、玻璃、陶瓷生产比较,传统硅酸盐材料,1,、熔融烧碱应选用的仪器是：（）,A.,石英坩埚,B.,普通玻璃坩埚,C.,生铁坩埚,D.,陶瓷坩埚,课堂练习,C,2,、下列物质不属于硅酸盐的是：（）,A.,粘土、,B.,石英、,C.Al,2,(Si,2,O,5,)OH),4,D.Mg,2,SiO,4,B,3,、石灰石是许多工业原料之一，但制取下列物质不需要石灰石的是：（）,A.,制硅酸,B.,制水泥、,C.,制玻璃、,D.,制生石灰,A,传统硅酸盐材料,4,、与普通玻璃的成分相同的是 （）,A.,钢化玻璃,B.,有色玻璃,C.,光学玻璃,D.,石英玻璃,A,5,、下列物质具有固定熔沸点的是：（）,A.,钢化玻璃,B.,漂白粉,C.,消石灰,D.,水玻璃,C,6,、下列不属于硅酸盐产品的是：（）,A.,水泥,B.,砖瓦,C.,陶瓷,D.,硫酸,D,传统硅酸盐材料,8,、在水泥中加入石膏的作用是,将,-,、,、,按一定比例混合硬化后称为混凝土。,调节水泥的硬化速度,水泥,砂子,碎石,7,、过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成,水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一种硅酸盐产品 （）,A.B.C.D.,B,传统硅酸盐材料,Thanks,谢谢您的观看！,