玻璃、陶瓷和水泥

第三節(jié)玻璃、陶瓷和水泥第3章探索生活材料以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)加工制得硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)稱為硅酸鹽工業(yè),如制造玻璃、陶瓷、水泥等產(chǎn)品的工業(yè)都屬硅酸鹽工業(yè)。

很久以前,有一艘腓尼基人的大商船來到地中海沿岸的貝魯斯河河口，船上裝了許多天然蘇打的晶體。中午到了，他們決定在沙洲上埋鍋造飯?？墒巧持奚系教幨擒涇浀募?xì)沙，竟找不到可以支鍋的石塊。有人突然想起船上裝的天然結(jié)晶蘇打，于是大家搬來幾十塊壘起鍋灶，然后架起木柴燃了起來。當(dāng)他們吃完飯收拾餐具準(zhǔn)備回船時，只見鍋下沙子上有種東西晶瑩發(fā)光，大家以為發(fā)現(xiàn)了寶貝。其實，這是在燒火做飯時，支著鍋的蘇打塊在高溫下和地上的石英砂發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成了玻璃。聰明的腓尼基人很快就學(xué)會了制作方法，他們把玻璃液制成大大小小的玻璃珠。這些好看的珠子很快就受到外國人的歡迎，一些有錢人甚至用黃金和珠寶來兌換，腓尼基人由此發(fā)了大財。

玻璃的發(fā)現(xiàn)

蘇打塊和石英砂在高溫下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成了玻璃。一、玻璃討論:同學(xué)們在日常生活中接觸過哪些玻璃制品?實驗室玻璃儀器石英玻璃管玻璃杯玻璃藝術(shù)品玻璃金字塔思考討論：1、制造玻璃的主要原料是什么？2、玻璃窖中主要發(fā)生了哪些反應(yīng)？3、玻璃的主要成分是什么？4、玻璃為什么可以被人工吹成不同形狀的制品？一、玻璃純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)2、反應(yīng)原理：復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要反應(yīng)：Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑

高溫

CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑

高溫3、主要成分：1、原料：硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)學(xué)與問玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？玻璃沒有一定的熔點，而是在某個范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時，可以被吹成任何形狀的制品．玻璃態(tài)物質(zhì)定義特性實例沒有一定的熔點而在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化的物質(zhì)。（介于晶體與非晶體之間。）沒有固定的熔點。玻璃討論：這四幅圖中的幾種玻璃跟普通玻璃相比有什么特殊呢？4、幾種特殊玻璃：⑴硼硅酸鹽玻璃：膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好，更耐高溫和耐化學(xué)腐蝕．

用途:高級化學(xué)儀器⑵光學(xué)玻璃：

透光性能好、折光率高用途：眼鏡片、照相機、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡等光學(xué)儀器

加入B２O３加入PbO⑶彩色玻璃：金屬氧化物均勻地分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)特征顏色。

玻璃在鋼化爐里加熱軟化，再急速冷卻得鋼化玻璃⑷鋼化玻璃：藍(lán)色(Co2O3)紅色(Cu2O)淡綠色(FeO)機械強度大，抗震裂、不易破碎；碎塊沒有尖銳的棱角。用途：汽車或火車的車窗等變色玻璃

光CuO2AgBr2Ag+Br2●資料卡片含有AgBr（或AgCl）和微量CuO的玻璃是一種變色玻璃。當(dāng)受到太陽光或紫外線照射時，其中的AgBr發(fā)生分解，產(chǎn)生銀原子。當(dāng)銀原子聚集到一定數(shù)量時，射在玻璃上的光大部分被吸收，原來無色透明的玻璃這時就會變成灰黑色。當(dāng)把變色后的玻璃放到暗處時，在CuO的催化作用下，銀原子和溴原子又會結(jié)合生成AgBr。于是，玻璃又變成無色透明。這就是變色玻璃變色的基本原理。用變色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透過的光線變得柔和且有陰涼感。變色玻璃也可用于制作太陽鏡片等。

*中空玻璃的特點:

具有良好的保溫、隔熱、隔聲等性能。如在玻璃之間充以各種漫射光材料或電介質(zhì)等，則可獲得更好的聲控、光控、隔熱等效果。

*中空玻璃的用途:主要用于需要采暖、空調(diào)、防止噪音或結(jié)露以及需要無直射陽光和特殊光的建筑物上。廣泛應(yīng)用于住宅、飯店、賓館、辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院、商店等需要室內(nèi)空調(diào)的場合。也可用于火車、汽車、輪船、冷凍柜的門窗等處。

開闊視野5、玻璃瓶裝藥品的幾個問題：①HF：SiO2+4HF=SiF4+2H2O可用于刻花玻璃，不能裝氫氟酸。②玻璃塞：帶有磨口的玻璃塞，與堿液反應(yīng)。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O使二者粘在一起，所以不能裝堿液。③玻璃瓶可以裝堿液，但是要用橡膠塞。6、玻璃的新發(fā)展1.光導(dǎo)纖維（光纖）

從高純度的石英玻璃熔融體中，拉出直徑約100微米的細(xì)絲。

石英玻璃主要成分不再是硅酸鹽，而是SiO2作光導(dǎo)纖維光纖通信有哪些優(yōu)點呢？1、信息容量大；2、質(zhì)量小而且細(xì)，不怕腐蝕鋪設(shè)方便；3、成本低;最大容許同時通話人數(shù)質(zhì)量成本光纜10億27g/km1萬元/km普通電纜18001.6t/km20萬元/km4、光纖的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通信質(zhì)量高，能防竊聽；醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明光學(xué)纖維胃鏡現(xiàn)代通信用光纜光導(dǎo)纖維手術(shù)頭燈用光導(dǎo)纖維做手術(shù)不用開刀1.普通玻璃是

（混合物、純凈物），可在一定溫度范圍內(nèi)軟化，這是因為玻璃是一種

物質(zhì)，沒有固定的

?；旌衔锊ＡB(tài)熔點反饋練習(xí)：2.下列關(guān)于玻璃的敘述正確的是（）

A.制普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石、石英B.普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅C.玻璃是幾種成分熔化在一起的晶體D.玻璃是硅酸鈉鹽，有一定的熔點AB3.工業(yè)上制造一般的光學(xué)玻璃用到的原料是（）

A、硼砂、燒堿、氧化銅、石英砂

B、純堿、黏土、石英、氧化銅

C、氧化鉛、純堿、石灰石、石英

D、石灰石、純堿、黏土、硼砂4.與普通玻璃具有相同組成的是（）A、光學(xué)玻璃B、有色玻璃C、鋼化玻璃D、有機玻璃CC4、制造玻璃的主要設(shè)備和反應(yīng)條件是什么？3、制造玻璃的主要原料是什么？純堿、石灰石、石英玻璃窯（玻璃熔爐）；反應(yīng)條件是高溫

藍(lán)色：Co2O3（氧化鈷）；紅色：Cu2O（氧化亞銅）；淡綠色是因為混有二價亞鐵離子

硅酸鈉（Na2SiO3）、硅酸鈣（CaSiO3）、二氧化硅（SiO2）

5、玻璃的主要成分是什么？6、制造玻璃過程中，加入什么物質(zhì)后玻璃呈藍(lán)色？加入什么呈紅色？普通玻璃呈淡綠色是因為混有什么？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、手工制陶瓷的生產(chǎn)過程是怎樣的？4、對于一般燒制成的陶瓷制品有何共同缺陷？怎樣彌補？5、陶瓷具有哪些優(yōu)點？6、陶瓷主要有哪些用途？器別比較項陶器瓷器溫度最低甚至達(dá)到800℃以下，最高可達(dá)1100℃左右大都在1200℃以上，甚至有的達(dá)到1400℃左右質(zhì)地陶器燒成溫度低，坯體并未完全燒結(jié)，胎體硬度較差瓷器的燒成溫度高，胎體基本燒結(jié)原料黏土高嶺土透明度不具備半透明特性半透明釉料陶器有不掛釉和掛釉的兩種，掛釉的陶器釉料在較低的溫度下燒成①在高溫下與胎體一次燒成；②在高溫素?zé)ド显賿斓蜏赜?，第二次低溫?zé)商掌?、瓷器的區(qū)別比較：陶瓷工業(yè)被稱為瓷都的江西景德鎮(zhèn)在元代出產(chǎn)的青花瓷已成為瓷器的代表。青花瓷釉質(zhì)透明如水，胎體質(zhì)薄輕巧，潔白的瓷體上敷以藍(lán)色紋飾，素雅清新，充滿生機。青花瓷一經(jīng)出現(xiàn)便風(fēng)靡一時，成為景德鎮(zhèn)的傳統(tǒng)名瓷之冠。與青花瓷共同并稱四大名瓷的還有青花玲瓏瓷、粉彩瓷和顏色釉瓷。主要原料生產(chǎn)過程反應(yīng)條件種類性能黏土、高嶺土混合、成型干燥、燒結(jié)冷卻高溫土器、陶器炻器、瓷器抗氧化、抗酸堿耐腐蝕、耐高溫絕緣、易成型圖3-27陶器制造過程示意圖粗糙VS光滑、色彩豐富特點：耐高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化②氧化鋁新型陶瓷---高溫結(jié)構(gòu)陶瓷①氮化硅③SiC④ZrO2常見種類1、普通硅酸鹽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、什么是水泥砂漿？4、什么是混凝土？三、水泥三、水泥主要原料主要設(shè)備

反應(yīng)條件

主要成分

主要性能粘土石灰石石膏（輔料）水泥回轉(zhuǎn)窯高溫硅酸三鈣3CaO?SiO2硅酸二鈣2CaO?SiO2鋁酸三鈣3CaO?Al2O3水硬性（水泥與水摻和、攪拌并經(jīng)靜置后很容易凝固變硬，這就叫做水泥的水硬性）原料研磨混合煅燒(回轉(zhuǎn)窯)水泥加入石膏水泥用途：①水泥砂漿：水泥、沙子和水的混合物。是建筑黏合劑。②混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。混凝土常用鋼筋做結(jié)構(gòu)，這就是常說的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水泥的性能是如何表示的？水泥回轉(zhuǎn)窯原料中的石膏的作用是什么？用強度等級來表示水泥的不同性能。常用的硅酸鹽水泥分為42.5、52.5、62