高一第七章硅和硅酸工盐业.doc

第七章 硅和硅酸盐工业第一节 碳族元素教学目的与要求：1、使学生了解碳族元素的性质及其递变规律2、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法，并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识；3、培养学生的思考、判断能力。教学重点：1、碳族元素性质递变规律 2、硅和二氧化硅的化学性质教学难点：硅及二氧化硅的化学性质。教学过程：让学生尽可能多地回忆初中及前面化学所学的碳元素的化合物：一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷、乙醇、乙酸等。设问：1、碳元素的结构有什么特点呢？ 2、碳元素所在的周期表中的位置如何呢？一、 碳族元素列表比较：元素符号6C14Si32Ge50Sn82Pb元素名称碳硅锗锡铅电子层结构2 42 8 42 8 18 42 8 18 18 42 8 18 32 18 4原子半径随着电了层数的增加，半径逐渐增大元素性质主要化合价4、2（硅无）、4，C、Si、Ge、Sn2价化合物是稳定的，Pb的4价化合物是稳定的。得失电子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。性质递变金属性逐渐增强，递变速度很快；非金属性逐渐减弱。单质性质色态从典型非金属快速向金属过渡：不导电半导体导体密度逐渐增大熔沸点逐渐降低与氢化合越来越难，锗、锡、铅不与氢气直接化合化合物性质氢化物稳定性逐渐减小氢化物还原性逐渐增强最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。新课的延伸：关于C60介绍：安排同学们阅读课本资料，强调：1： 1985年发现，1996年三位化学家因此荣获诺贝尔化学奖；碳有多种同素异形体：金刚石、石墨、Cn系列分子（C60是一种单质，它不是化合物，是金刚石和石墨的同素异形体；是由60个C原子靠共价键结合而成的，其中球面由12个五边形和20个六边形构成的球形32面体，其中五边形彼此不相连，只与六边形相连。由于C60分子的结构酷似足球，所以又称其为足球烯。除C60外，具有封闭笼状结构的的还可能有C28 、C32 、C50 、C70 、C84C240 、C540等，统称为富勒烯，不存在离子键）。二、硅讲述：硅在地壳中分布很广，含量居第二位，仅次于氧。单质（自然界无游离态）：晶体、无定形 1、硅元素 二氧化硅、硅酸盐：构成矿物及岩石 2、晶体硅的物理性质灰黑色、金属光泽、硬而脆，结构与金刚石相似，有较高的熔沸点及硬度；导电性介于导体与半导体之间，与锗相似，是良好的半导体材料。3、硅的化学性质 与碳元素比较，化学性质相似。安排【讨论】常温下，可与氟气、氢氟酸、强碱反应，不与氧气、氯气、硫酸、硝酸反应加热条件下，在氧气中燃烧：SiO2=SiO2Q硅的用途集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池；硅合金：4%合金变压器铁芯 15%合金耐酸设备5、硅的制备工业上用二氧化硅为原料提取：SiO22C=Si2CO粗硅提纯：粗硅SiCl4纯硅 碳和硅的比较三、二氧化硅1、存在与物理性质：广泛存在于自然界中，也叫硅石，艰硬难熔的固体，代表物为石英晶体水晶2、化学性质：酸性氧化物，不与水、除氢氟酸以外的酸反应SiO2 CaO = CaSiO3SiO2 2NaOH =Na2SiO3+ H2O（提示：硅酸钠溶液为粘稠状液体，常用着矿物胶） 讨论：实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞？实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为什么不用玻璃瓶？（因为玻璃中含有SiO2，碱液与SiO2反应生成粘稠的硅酸钠，把玻璃塞与瓶口粘住，不能打开。） 3、用途：水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品SiO2是制光导纤维的重要原料较纯的石英用于制造石英玻璃石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料4：SiO2与CO2性质的对比： SiO2 CO2结构 原子晶体 分子晶体物性 熔点高，硬度大 熔点低，硬度小思考：你能说说为什么CO2的熔点比SiO2的熔点要低？（决定晶体的熔沸点首先要看晶体类型，CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体。1个Si原子与周围的4个O原子形成4个共价键，每1个O原子与两个Si原子相结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1：2的比率所组成的立体网状原子晶体，我们通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。你还能想起SiO2的晶体结构模型吗？）思考：你能说说CO2作为酸性氧化物，它有哪些性质？化性：1通性：(1)与H2O 不反应，但仍是硅酸酸酐 生成H2CO3是碳酸酸酐(2)与碱 2NaOH+SiO2 NaOH+CO2NaHCO3 Na2SiO3+H2O 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O （注意：NaOH与CO2的量不同，则产物不同） (3)与盐 SiO2+Na2CO3 Na2CO3+CO2+H2O Na2SiO3+CO2 2NaHCO3NaSiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3(说明碳酸酸性比硅酸酸性要强) (4)与碱性氧化物反应：SiO2+CaO CaSiO3 CO2 + CaO = CaCO32.氧化-还原性：SiO2+2C Si+2CO C+ 3.特性：与酸 常温溶于HF SiO2+4HF=SiF4+2H2O，所以，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，应用塑料瓶。硅酸盐硅酸钠、高岭石，构成地壳岩石的主要成份 硅酸、硅酸盐都可以用元素的氧化物形式来表示其组成：硅酸：SiO2H2O、SiO22H2O硅酸钠：Na2SiO3NaOSiO2高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4Al2O32 SiO22H2O第二节 硅酸盐工业简介教学目标1.使学生对硅酸盐工业及一些产品有大致印象。2.激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。3.扩大学生的知识面，激发学生的求知欲。教学重点使学生真正地认识到硅酸盐工业与人类生产、生活密切相关。教学难点：水泥、玻璃、陶瓷的生产原理教学过程师首先，我们来了解一下水泥的有关知识。板书一、水泥师水泥是一种非常重要的建筑材料。请大家阅读课本有关内容，并填写下表。投影展示水泥主要原料主要设备反应条件普通水泥的主要成分主要性质学生阅读完课本后，可由学生回答，教师填写上表答案：粘土石灰石(石膏)适量水泥回转窑高温硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3水硬性师由上表可以看出，水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。问建筑用粘合剂水泥沙浆的成分是什么？生是水泥、沙子和水的混合物。问混凝土又是由什么做成的呢？生是由水泥、沙子和碎石混合而成。师目前，我国已成为世界上生产和使用水泥制品最多的国家。大家知道吗？解放前水泥曾被称为“洋灰”，就是现在，也仍然还能听到这种叫法。叫“洋灰”的原因是什么呢？二、玻璃师请大家阅读课本P153有关玻璃的内容，并填写下表。投影展示玻璃主要用料反应条件玻璃窑中发生的主要反应成 分学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表纯 碱石灰石石 英高温Na2CO3+CO2=Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2Na2SiO3CaSiO3SiO2高温高温师上表所反映的是制造普通玻璃时所用的原料、主要反应及普通玻璃的主要成分。问上述玻璃窑中发生的反应，能否证明硅酸的酸性比碳酸强呢？说明理由。生甲能。根据复分解反应的条件，强酸可以制弱酸。生乙不能。从碳和硅在周期表中的相对位置，应该是碳酸酸性强于硅酸。师二氧化硅能与碳酸钙和碳酸钠反应生成二氧化碳，是由于该反应的反应物均为固体，在高温下发生反应时，生成的二氧化碳气体脱离反应体系使反应得以进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，酸性强弱的本质是酸电离出氢离子的难易程度。我们已学的复分解反应的规律，仅是适用于溶液里的反应，不能套用高温条件下物质之间的反应。展示一小块普通玻璃问大家看，这是一块普通玻璃，当我们把若干块普通玻璃叠加，或从侧面看这块玻璃时，它都是绿色的。为什么？生因为原料中混有二价铁的缘故。展示一块红色玻璃，一块蓝色玻璃问它们和我刚才取的那块普通玻璃的颜色不一样，是什么造成了它们的这种差别呢？生是因为在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物。在红色玻璃中加的是氧化亚铜(Cu2O)，在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。师很好。也就是说在制造玻璃的过程中，当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等)，会使玻璃呈现不同的颜色。问请大家根据生活经验，说一下普通玻璃的优点和缺点是什么？生甲玻璃的透光性能好，但易碎，并且易伤人。生乙玻璃的透明度高，比如可以让我们看见试管里或烧瓶里的反应，还可以看见商店橱窗里的东西。生丙用玻璃制成的物品美观，但就是不结实，如窗户上的玻璃，很容易打破。生丁玻璃不耐热，开水都能把它炸裂。师大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”，玻璃专家们进行了深入的研究，并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。几种玻璃的特性和用途种 类特 性用 途普通玻璃在较高温度下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等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、压电晶体等光学玻璃透光性能好，有折光和色散性眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器玻璃纤维耐腐蚀、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、火车窗玻璃等师(手取一根玻璃管)大家看，这是由普通玻璃做成了一根玻璃管，现在，我把它放在酒精喷灯上灼烧，请大家看发生的现象。演示实验取一根玻璃管，置于燃着的酒精喷灯上，把玻璃管拉成两支尖嘴管。问大家看到了什么？生玻璃受热、变软，可拉细。师实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应，普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的，这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。石英玻璃的主要成分是二氧化硅，它的膨胀系数小，不怕温度的骤然变化，而且具有很高的化学稳定性，所以是一种制作高温容器的良好材料。讲述钢化玻璃是将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。其成分与普通玻璃一样，但经这样处理后，玻璃的内应力消失，机械强度增大，不易破碎。一旦破碎，碎块也没有尖锐的棱角，不易伤人，是一种安全玻璃。玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维，是玻璃钢中的增强材料。玻璃钢，是一种复合材料，质轻而坚硬，机械强度可与钢材相比，因此得名。光学玻璃又称铅玻璃，它与普通玻璃成分不相同，主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。生产中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质，熔制过程要严格控制工艺，并采取搅拌等措施，排净气泡，保证料液高度均匀，只有这样，才能使制成的玻璃质地均匀，有很好的折光性等光学性能。有关这几种玻璃的特性和用途，请大家参看上面投影。问看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？请大家思考后回答，说出判断的依据。生甲是。晶体都能反光，玻璃也能反光，所以是。生乙是。因为玻璃是一个规则的形体，看起来也是亮晶晶的。生丙不是。晶体都有规则的几何形状，玻璃没有。生丁不是。晶体都有固定的熔点，而玻璃没有。师好。看来大家都很爱动脑思考。事实上，玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形(当然，构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的)，它有固定的熔点。而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，我们把它叫做玻璃态。它的结构特点是：它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列，但又不像无定形体那样无规则排列，而是“短程有序、远程无序”。即从小范围来看，它有一定的晶型排列；从整体来看，却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。所以玻璃态物质没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。过渡上面我们学了水泥和玻璃。下面我们再来了解一下由粘土(主要成分是硅酸盐)做原料制成的产品陶瓷。板书三、陶瓷师请大家阅读书上“陶瓷”这一部分内容，并了解以下知识。陶瓷主要原料生产过程反应条件种 类性 能上表可由学生阅读课本后回答，教师填写粘 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、易成型问我国最为著名的陶器产地在什么地方？有什么之称？生江苏宜兴。有陶都之称。师陶器的产生是人类发展史上的一块里程碑，是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具，制陶技术可以说是最古老的材料技术，是人类材料技术的发端。因此，恩格斯把陶器的出现作为新石器时代开始的标志。我国是世界上最早生产陶器的国家。有黑陶、白陶、彩陶等多个品种。陕西临潼出土的秦始皇兵马俑，被人们称作“世界奇观”，它们就是在烧成的陶胎上进行彩绘而制成的，称为彩绘陶，其工艺水平令世人叹为观止。制瓷器的要求比制陶器高，它需要纯净的粘土作原料，烧制温度也相对高一些。因此，瓷器比陶器瓷体白净，质地致密。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家，“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。问我国素有“瓷都”之称的地方在哪里？生江西景德镇。师对。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。”可见有多么的精致了。问对于一般烧制的陶瓷制品，有什么共同的缺陷呢？生甲表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。生乙容易碰破而损坏！问怎样弥补？生烧制前在坯体表面涂上一层釉，使成品光滑，不渗水。师举起一个搪瓷杯，上有破损师大家看，这个杯的外壳就是陶瓷，里面是铁，它的陶瓷表面破损后，露出了其庐山真面目铁(呈褐色)。下面，我住这个杯里加酸，大家看有什么现象。演示在搪瓷杯里加稀盐酸，并使酸接触破损处。请坐在前面的同学说一下观察到的现象生酸遇搪瓷，无现象；当酸接触破损处时有气泡产生。问大家知道这气泡是什么吗？怎么产生的？生气泡是氢气。是酸与铁发生了反应而生成的。问这说明陶瓷有什么性质？起什么作用？生说明陶瓷耐腐蚀，不和酸反应，但比较脆，易被碰损。在此起保护和装饰作用。师回答得很好。关于陶瓷，科学家们一直在探索着扬长避短的制作技术，并已取得了很大的进展和突破。下节课我们将介绍这方面的知识。思考：1.为什么有关氢氟酸的反应不能在玻璃容器中进行？答案：因为玻璃中含有SiO2，它能与氢氟酸反应(4HF+SiO2=SiF4+2H2O)，而使玻璃被腐蚀。(有关氢氟酸的反应应在陶瓷或铅制器皿中进行)在多年使用的厨房里，久未更换的玻璃往往失去光泽，严重的还会形成白色斑点，这种现象化学上叫做“碱析”，产生碱析的化学方程式为 。解析：这是一道运用所学知识解释实际问题的题目，经常尝试既有利于掌握化学理论知识，还利于培养自己的实践能力。玻璃的主要成分有Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。厨房中CO2、H2O(g)浓度相对较高，碳酸酸性强于硅酸，时间长了玻璃中的Na2SiO3将会在CO2、H2O(g)的持续作用下析出白色H2SiO3，所以往往失去光泽，严重的会形成白色斑点。答案：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3小结本节课我们以水泥、玻璃、陶瓷为例，简单介绍了硅酸盐工业。它们均是以含硅物质为原料，以过一系列复杂的物理、化学变化而得到的产品。第三节 新型无机非金属材料教学目标1.使学生对新型无机非金属材料有大致印象。2.使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。3.通过对新型无机非金属材料的介绍，培养学生崇尚科学、热爱科学的情感。4.通过本节课的学习，使学生意识到人类智慧力量的伟大。5.通过介绍我国在新型无机非金属材料方面的成就，培养学生的爱国主义情感。教学重点新型无机非金属材料的特点、用途和发展。教学难点教学过程问为什么要叫新型无机非金属材料呢?请大家看课本P156第二自然段回答。生为了与传统无机非金属材料相区别。问传统无机非金属材料的成分是什么?它有什么特点?请大家阅读课本本节第三自然段回答。生传统无机非金属材料具有抗腐蚀、耐高温的优点，但也有质脆、经不起热冲击的弱点。师传统无机非金属材料与现在所用的许多金属材料相比，有许多独特的优势，这使得很多行业的科学家都对它情有独钟，然而，它的弱点的存在，又使它的应用范围受到了一定的限制。为此，科学家们进行深入的研究和探索，并进行了反复的实验，随之而来的便是多种多样具有特殊性能的新型无机非金属材料的问世，那么，新型无机非金属与传统的无机非金属材料相比有哪些特性呢?请大家阅读课本P157相关内容，总结回答。学生阅读板书新型无机非金属材料的特性。学生阅读后总结教师板书1.能承受高温，强度高2.具有电学特性3.具有光学特性4.具有生物功能过渡随着人类社会和科学技术的发展，新型无机非金属材料的应用将越来越广泛，品种也越来越丰富。下面，我们简单介绍其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。板书一、高温结构陶瓷师结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢?请大家阅读课本P157有关内容回答。生因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料非常合适，而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。师很好，下面我们就以实例来进行说明。板书1.透明陶瓷师看了这个标题，大家也许会觉得奇怪，因为我们平常见的都是不透明的陶瓷呀!如缸、碗、碟等。这透明的陶瓷，真的有吗?展示高压钠灯看。这是高压钠灯，其灯管就是由透明的氧化铝陶瓷做的。板书氧化铝陶瓷高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达1万小时2万小时，比高压汞灯寿命长2倍，高过白炽灯的寿命10倍，是目前寿命最长的灯。早在30年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源，但一直到1960年，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发展改进，才得以实际应用。问为什么从知道钠蒸气放电到高压钠灯的使用经过了二十几个年头呢?请大家看下面资料，结合课文，分析思考并回答。展示1.钠蒸气放电会产生超过1000的高温2.钠蒸气有强烈的腐蚀作用生甲：普通玻璃灯管承受不了钠蒸气放电产生的高温，此时普通玻璃要软化。乙：钠属于碱金属元素，性质很活泼，腐蚀性强，因此很难找到合适的灯管材料。丙：氧化铝材料陶瓷能承受高温，又耐腐蚀，那么，是不是氧化铝陶瓷发明得晚，或者说科学家们正是为了解决这个问题才开始研究氧化铝陶瓷的呢?师大家的推理很合逻辑，而且确实是以上原因，透明氧化铝陶瓷的熔点高达2050，能在1600的环境里不受钠蒸气腐蚀，它是1957年诞生的，它可以通过95%的光线。师氧化铝陶瓷除了用作高压钠灯的灯管外，还有许多其他用途，请大家阅读有关内容，并填写下表。展示氧化铝陶瓷特 点用 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以上问题可由学生口答师透明氧化铝陶瓷所用原料及工艺要比其他氧化铝陶瓷高，有关氧化铝更多的知识，大家课后可参考课本资料内容。过渡假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶，在汽车零件不坏的情况下，最怕遇到的问题是什么?生是缺水问汽车行驶时，为什么经常要加水?生是为了散热，因为汽车的发动机多是由金属制作，它们在高温时容易损坏，必须用水来冷却。师很正确。这样当汽车行驶在沙漠里时，若无足够的水，就很容易使发动机损坏而抛锚，那么，有没有更好的办法来解决这个问题呢?此时，陶瓷发动机可以帮我们解决后顾之忧。板书2.陶瓷发动机师可用于制造发动机的陶瓷有氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷。我们主要介绍一下氮化硅陶瓷。板书氮化硅陶瓷师既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点，请大家预测氮化硅的性质。生应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀。师预言是否正确呢?请大家阅读课本P158验证并总结氮化硅陶瓷的特点和用途。生氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗腐蚀，抗氧化，能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以用来制柴油机。师总结得很好。那么用氮化硅陶瓷制作的发动机，与传统发动机相比，有什么优越性呢?请大家看以下资料：展示陶瓷发动机的优点1.陶瓷的耐热性好，可以提高发动机的工作温度，从而使发动机效率大大提高，可比目前作为其制造材料的镍基耐热合金的发动机效率提高30%左右。2.工作温度高，可使燃料充分燃烧，排出废气中的污染成分大大减少。这不仅降低了能源消耗，而且减少了环境污染。3.陶瓷的热传导性比金属低，这使发动机的热量不易散发，可节省能源。4.陶瓷具有较高的高温强度和热稳定性，这可延长发动机的使用寿命。师用陶瓷制造燃气轮机，不但有利于提高工作温度、降低燃料的消耗，而且陶瓷原料供应丰富，不存在资源紧缺问题。用陶瓷代替镍基、钴基等耐热合金，成本可降低到原来的130。我国在“七五”期间(19861990年)，有数十个单位在国家科委的组织下，协同攻关，研制成一系列陶瓷发动机的关键零部件，并装配成发动机。不仅顺利通过了台架试验，而且在大型公共汽车上完成了上海与北京间的往返装车路试，使我国成为世界上少数几个有能力进行陶瓷发动机装车路试的国家之一。这种由陶瓷部件装配的发动机，燃油效率高，无需水冷却系统，特别适用于沙漠地区等恶劣环境。该机已进入西北沙漠地区进行性能考核。我国科学家还将研制工作温度更高的陶瓷燃气轮机，他们正在为攻克陶瓷发动机难关而不懈地努力着。另外，氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷因为硬度高(其硬度仅仅次于金刚石)而可作刀具适合于切削难加工的金属材料，且耐热性和化学稳定性均大大高于金刚石。新型结构陶瓷除上述所介绍的之外，还有很多品种，如碳化硼陶瓷、氧化锆陶瓷、钠米陶瓷等等，它们广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航事业等方面。过渡下面，我们来介绍另一类新型无机非金属材料光导纤维板书光导纤维师光导纤维，简称“光纤”，就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起，就得到我们常说的光缆。演示光导纤维玩具传递光的现象。师光导纤维是用石英玻璃制造的，制作时需要较高的技术，它传导光的能力非常强。如1000米长的单模光纤，重量只有27克，传送波长为1.55微米的激光时，每传播1000米，光能的损耗不到0.2分贝。若利用光缆通讯，能同时传输大量信息。板书1.光导纤维在通讯技术中的应用那么，光纤通信较之普通电缆通信有哪些优点呢?请大家阅读课本P158有关内容，进行回答。生光纤通信的优点有：1.信息容量大，一条光缆通路可同时容纳10亿人通话，也可同时传送多套电视节目。2.光纤的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听。3.光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便。师除上述优点外，光纤通信还有损耗低，适合远距离信息传输等优势。其实，目前的光纤通信还不是真正的光通信，那么，什么是真正的光通信呢?请大家看下列资料。展示真正的光通信时代。目前的光纤通信，是把声音或图象通过电话机或电视摄像机变成电信号，再通过光调制机对激光光源进行调制，把电信号变成光信号，由光导纤维传送到接收端，接收端的激光接收机通过光电转换器，把光信号还原成电信号，进入电话机或电视机，重现发送的声音或图象。未来的光纤通信，可以不用电信号，而是将声音或图象直接转换成光信号用光纤进行传输，电只是作为能源加以使用。到那时电话、电报、电视等电通信方式将变成“光话”“光报”“光视”等光通信方式，人类将进入一个无限美好的真正的光通信时代。过渡光导纤维不但是通信技术中的重要材料，还是医生的得力助手。板书2.光导纤维在医学上的应用师目前在医学领域，普遍使用着一种连接着许多光纤的胃镜，光纤胃镜的光源是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤维的一头装着精致小巧的微型镜头，可将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示在屏幕上。光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的激光输入人体的病变部位，用激光来切除病变部位。这种“手术”不用切开皮肤和切割肌肉组织，而且切割部位准确，手术效果好。除此以外，光导纤维还可用于信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。小结以上我们所讲述的，只不过是新型无机非金属材料中的点滴，在此领域中，还有许许多多的已知和未知等待我们去了解和发掘。目前，科学家们对材料的研究已由宏观进入微观。人类智慧的力量是伟大的，希望你们现在能好好学习，并在将来能有机会在材料研究的天空里大显身手，为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献!板书设计第三节 新型无机非金属材料新型无机非金属材料的特性1.能承受高温，强度高2.具有电学特性3.具有光学特性4.具有生物功能一、高温结构陶瓷1.透明陶瓷氧化铝陶瓷2.陶瓷发动机氮化硅陶瓷二、光导纤维1.光导纤维在通讯技术中的应用2.光导纤维在医学上的应用