第3節(jié)-玻璃、陶瓷和水泥

一、合金1、概念：由兩種或兩種以上的_______________熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)2、優(yōu)點(diǎn)：硬度______、熔點(diǎn)________3、生鐵和鋼都屬于_____和______的合金，______是目前用量最大、使用最廣泛的的合金。二、金屬的腐蝕和防護(hù)1、金屬的腐蝕可以分為化學(xué)腐蝕和___________腐蝕，其中，__________腐蝕更普遍。2、電化學(xué)腐蝕是指不純的金屬與接觸到的溶液發(fā)生了_______反應(yīng)。3、電化學(xué)腐蝕又可以分為_(kāi)_______腐蝕和________腐蝕，其中，_________腐蝕更普遍。析氫腐蝕：酸性較強(qiáng)的條件下：負(fù)極反應(yīng)是_______________，正極反應(yīng)是_____________________________總反應(yīng):________________________________________吸氧腐蝕：酸性不強(qiáng)的條件下：負(fù)極反應(yīng)是_______________，正極反應(yīng)是______________________________總反應(yīng)_________________________________________4、金屬防護(hù)的方法：改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如____________________，在表面覆蓋保護(hù)層，如____________________________，電化學(xué)防護(hù)，如_______________________________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(lái)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。可是沙洲上到處是軟軟的細(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(lái)幾十塊壘起鍋灶，然后架起木柴燃了起來(lái)。當(dāng)他們吃完飯收拾餐具準(zhǔn)備回船時(shí)，只見(jiàn)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(shí)，這是在燒火做飯時(shí)，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(huì)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(guó)人的歡迎，一些有錢人甚至用黃金和珠寶來(lái)兌換，腓尼基人由此發(fā)了大財(cái)。

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?cè)谌粘Ｉ钪薪佑|過(guò)哪些玻璃制品?實(shí)驗(yàn)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(wèn)玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？玻璃沒(méi)有一定的熔點(diǎn)，而是在某個(gè)范圍內(nèi)逐漸軟化，在軟化狀態(tài)時(shí)，可以被吹成任何形狀的制品．玻璃態(tài)物質(zhì)定義特性實(shí)例沒(méi)有一定的熔點(diǎn)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(méi)有固定的熔點(diǎn)。玻璃特殊玻璃：在生產(chǎn)過(guò)程中加入不同的物質(zhì)，調(diào)整玻璃的化學(xué)組成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。⑴硼硅酸鹽玻璃：性能：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(jí)化學(xué)儀器過(guò)量的SiO2或加入B2O3⑵光學(xué)玻璃：性能：透光性能好、折光率高用途：眼鏡片、照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡等光學(xué)儀器加入PbO藍(lán)色(Co2O3)

紅色(Cu2O)

淡綠色(FeO)⑶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。方法：普通玻璃在鋼化爐里加熱軟化，取出后再急速冷卻。⑷鋼化玻璃（工藝處理）用途:

工藝玻璃制品用途:

汽車或火車車窗性能:

機(jī)械強(qiáng)度大、抗震烈、不易破碎；碎塊無(wú)棱角變色玻璃

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(yáng)光或紫外線照射時(shí)，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(shí)，射在玻璃上的光大部分被吸收，原來(lái)無(wú)色透明的玻璃這時(shí)就會(huì)變成灰黑色。當(dāng)把變色后的玻璃放到暗處時(shí)，在CuO的催化作用下，銀原子和溴原子又會(huì)結(jié)合生成AgBr。于是，玻璃又變成無(wú)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(guò)的光線變得柔和且有陰涼感。變色玻璃也可用于制作太陽(yáng)鏡片等。

*中空玻璃的特點(diǎn):

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(wú)直射陽(yáng)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(chǎng)合。也可用于火車、汽車、輪船、冷凍柜的門窗等處。

鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃都屬于安全玻璃開(kāi)闊視野

玻璃是一種價(jià)格低廉的人造寶石，用于仿制天然珠寶玉石，如玉髓、石英、綠柱石(祖母綠和海藍(lán)寶石)、翡翠、軟玉和黃玉等等。寶石學(xué)上所指的用于仿寶石的玻璃是由石英和少量堿金屬元素如鈣、鈉、鉀或鉛、硼、鋁、鋇的氧化物組成。區(qū)分玻璃和寶石：用手觸摸樣品，天然寶石有一種冰涼感,而玻璃則有溫感。寶石都是晶體，傳熱比較快，玻璃是沒(méi)結(jié)晶的非晶質(zhì)，傳熱比較慢。用舌尖舐樣品確定涼或溫會(huì)更靈敏些。此外,用放大鏡觀察,玻璃的表面和內(nèi)部常有彎曲或旋渦狀的細(xì)線紋，其外觀很象將蜂蜜或膠水倒入清水后加以攪拌時(shí)，由于混合不均勻所產(chǎn)生的現(xiàn)象;玻璃內(nèi)部還經(jīng)常出現(xiàn)圓珠狀、橢圓狀、扁平狀等各種各樣的氣泡，用放大鏡也很容易觀察到。開(kāi)闊視野玻璃與寶石

從高純度的石英玻璃（SiO2）熔融體中，拉出直徑約100微米的細(xì)絲，就得到石英玻璃纖維。其傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，所以又稱光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱光纖。玻璃的新發(fā)展1.光導(dǎo)纖維（光纖）圖3-32

光導(dǎo)纖維優(yōu)點(diǎn)：①信息容量大?？赏瑫r(shí)容納10億人通話或傳送多套電視節(jié)目②質(zhì)量小而且細(xì)：每千米27g不怕腐蝕，鋪設(shè)方便③抗干擾性能好，通訊質(zhì)量高，能防竊聽(tīng)；④成本低：每千米1萬(wàn)元左右醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明(1)由玻璃的成分決定的。(2)盡可能回收玻璃瓶，其中一部分可重新制造玻璃制品，一部分經(jīng)消毒可再利用。思考1.

玻璃的性能和用途是由什么決定的？如何減少和利用玻璃垃圾？二、陶瓷

陶器的發(fā)明是人類早期科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑，是人類第一次學(xué)會(huì)用黏土等天然物為原料，通過(guò)物理方法和化學(xué)反應(yīng)制造出來(lái)的一種有用的人造材料。同學(xué)們?cè)谌粘Ｉ钪薪佑|過(guò)哪些陶瓷制品?討論:圖3-25秦兵馬俑是陶制品圖3-26景德鎮(zhèn)瓷器聞名世界我國(guó)陶都江蘇宜興的陶器和瓷都江西景德鎮(zhèn)的瓷器，在世界上都享有聲譽(yù)。瓷器（英文名china）成為中華民族文化的象征之一。

器別比較項(xiàng)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：陶瓷二、陶瓷主要原料生產(chǎn)過(guò)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(guò)程示意圖

一般燒制的陶瓷制品，表面比較粗糙，而且有不同程度的滲透性。但日常生活中的許多陶瓷制品，表面光滑、不滲水，而且色彩豐富，非常漂亮。這是因?yàn)闊魄霸谂黧w表面涂上一層彩釉的緣故。在普通釉料中加入一些重金屬離子即可制得彩釉。加入的重金屬離子不同，空氣用量不同，彩釉的顏色不同。加入釉料的金屬元素?zé)茣r(shí)的空氣用量與彩釉顏色空氣過(guò)量空氣不足Fe黃、紅、褐、黑藍(lán)、綠Cu藍(lán)綠紅Mn紫、褐紫、黑褐Cr黃、綠、褐藍(lán)綠Co藍(lán)、淡藍(lán)藍(lán)

在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時(shí)的空氣用量不同，都會(huì)影響彩釉的顏色，這對(duì)你有什么啟示？陶瓷具有抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等許多優(yōu)點(diǎn)。一些耐高溫、耐高壓的新型陶瓷被用來(lái)代替鋼材使用。生活餐具、電器絕緣瓷、實(shí)驗(yàn)室坩堝和蒸發(fā)皿。學(xué)與問(wèn)1、在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時(shí)生成不同的金屬氧化物，不同金屬氧化物的顏色不同；2、燒制時(shí)空氣用量不同，得到金屬離子的氧化態(tài)不同，顏色也不同享有盛譽(yù)的中國(guó)古代陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷思考：1、假如一輛普通的汽車在沙漠里行駛，在汽車零件不壞的情況下，最怕遇到的問(wèn)題是什么?缺水為了散熱，因?yàn)槠嚨陌l(fā)動(dòng)機(jī)多是由金屬制作，它們?cè)诟邷貢r(shí)容易損壞，必須用水來(lái)冷卻。2、汽車行駛時(shí)，為什么經(jīng)常要加水?耐高溫、抗氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等制造發(fā)動(dòng)機(jī)和航天飛機(jī)的防護(hù)片陶瓷的新發(fā)展2.

高溫結(jié)構(gòu)陶瓷性能用途

氮化硅陶瓷硬度大，本身具有潤(rùn)滑性，耐磨損，抗腐蝕，抗氧化，能抵抗冷熱沖擊，可用來(lái)制造軸承、汽輪機(jī)葉片、永久性模具、機(jī)械密封環(huán)等機(jī)械構(gòu)件，還可以用來(lái)制柴油機(jī)。陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)——氮化硅陶瓷

新型結(jié)構(gòu)陶瓷除氮化硅陶瓷外，還有很多品種，如碳化硼陶瓷、二氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷、鈉米陶瓷等等，它們廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航事業(yè)等方面。

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?；炷脸Ｓ娩摻钭鼋Y(jié)構(gòu)，這就是常說(shuō)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(qiáng)度等級(jí)來(lái)表示水泥的不同性能。常用的硅酸鹽水泥分為42.5、52.5、62.5三個(gè)等級(jí)。等級(jí)越高，性能越好。延緩水泥的硬化中國(guó)水泥工業(yè)明天更美好

撫今追昔，我國(guó)水泥工業(yè)在過(guò)去的歲月里經(jīng)歷了曲折而又輝煌的發(fā)展歷程。

1892年，啟新水泥廠在唐山建立，拉開(kāi)了我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展的序幕。但由于戰(zhàn)亂不斷和外來(lái)侵略，到1949年新中國(guó)成立時(shí)，我國(guó)水泥生產(chǎn)技術(shù)仍非常落后

20世紀(jì)50～60年代，我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

20世紀(jì)70～80年代，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步高速發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)水泥工業(yè)技術(shù)的快速進(jìn)步和水泥產(chǎn)量的迅猛增長(zhǎng)。1985年產(chǎn)量達(dá)1.46億噸，居世界第一。目前，我國(guó)水泥工業(yè)正沿著國(guó)際水泥工業(yè)