教育专题:第二单元功能各异的无机非金属材料.ppt
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1、第二单元第二单元 功能各异的无机非金属材料功能各异的无机非金属材料 无机非金属材料种类繁多,功能各异,无机非金属材料种类繁多,功能各异,应用十分广泛,其历史可追溯到远古时代。应用十分广泛,其历史可追溯到远古时代。从我们的祖先用黏土制作陶器,到现代从我们的祖先用黏土制作陶器,到现代人通过光导纤维通讯联系,人类利用自然界人通过光导纤维通讯联系,人类利用自然界提供的各种资源,研制了许许多多的无机非提供的各种资源,研制了许许多多的无机非金属材料。我们日常生活中使用的金属材料。我们日常生活中使用的陶瓷陶瓷、玻玻璃器皿璃器皿,煤气炉具点火装置使用的,煤气炉具点火装置使用的压电陶瓷压电陶瓷,电器设备中的电器
2、设备中的半导体材料半导体材料,电视显像管中的,电视显像管中的荧光粉荧光粉,磁带和磁性陶瓷使用的,磁带和磁性陶瓷使用的磁性材料磁性材料,医疗中使用的医疗中使用的人造牙齿人造牙齿等,都属于无机非金等,都属于无机非金属材料。属材料。石器石器燧石取火燧石取火硅酸盐硅酸盐水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅二氧化硅光导纤维光导纤维单晶硅单晶硅集成电路集成电路传传统统材材料料人人类类文文明明发发展展史史新新型型材材料料信信息息材材料料 1 1普通玻璃和水泥是用什么原料,普通玻璃和水泥是用什么原料,采用什么方法制造的采用什么方法制造的?2 2日常生活中使用的哪些器具是由日常生活中使用的哪些器具是由硅酸盐
3、材料制成的硅酸盐材料制成的?3 3你能列举硅酸盐材料在现代高科你能列举硅酸盐材料在现代高科技领域的应用吗技领域的应用吗?1 1从黏土到陶瓷从黏土到陶瓷 科学家用五个里程碑和三大技术科学家用五个里程碑和三大技术突破来总结中国陶瓷的整个发展过程:突破来总结中国陶瓷的整个发展过程:1。新石器时代早期陶器的出现;。新石器时代早期陶器的出现;2。新石器时代晚期印纹硬陶和商、周。新石器时代晚期印纹硬陶和商、周时期原始瓷的烧制成功;时期原始瓷的烧制成功;3。汉晋时期南方青釉瓷的诞生;。汉晋时期南方青釉瓷的诞生;4。隋唐时期北方白釉瓷的突破;。隋唐时期北方白釉瓷的突破;5。宋代到清代颜色釉瓷、彩绘瓷和雕。宋代
4、到清代颜色釉瓷、彩绘瓷和雕塑陶瓷的辉煌成就。塑陶瓷的辉煌成就。传统的陶瓷工艺传统的陶瓷工艺 陶器和瓷器的坯体都是用黏土制成陶器和瓷器的坯体都是用黏土制成的,制作瓷器的黏土较纯净。普通陶器的,制作瓷器的黏土较纯净。普通陶器较为粗糙,有不同程度的渗透性。如果较为粗糙,有不同程度的渗透性。如果在坯体上涂上彩釉,烧制后可得到表面在坯体上涂上彩釉,烧制后可得到表面光滑、不渗水、色彩绚丽的陶瓷器具。光滑、不渗水、色彩绚丽的陶瓷器具。2 2形形色色的玻璃形形色色的玻璃 采光、隔热及装饰都需要使用玻璃。色彩斑采光、隔热及装饰都需要使用玻璃。色彩斑斓的玻璃器皿和玻璃工艺品美化了人们的生活。斓的玻璃器皿和玻璃工艺
5、品美化了人们的生活。普通玻璃的暗绿色、浅棕色是因为分别含有普通玻璃的暗绿色、浅棕色是因为分别含有氧化亚铁和氧化铁等杂质。氧化亚铁和氧化铁等杂质。主要主要原料原料主要主要设备设备主要主要成分成分玻璃窑中发生玻璃窑中发生的主要反应的主要反应纯纯 碱碱石灰石石灰石石石 英英 玻玻璃璃窑窑 Na2SiO3CaSiO3 SiO2 资料卡资料卡玻璃的结构特点玻璃的结构特点玻璃态物质玻璃态物质 玻璃是无定形硅酸盐的混合物,属于玻璃玻璃是无定形硅酸盐的混合物,属于玻璃态物质。态物质。玻璃态物质的粒子不像晶体那样有严格的玻璃态物质的粒子不像晶体那样有严格的空间排列,但也不完全是无规则的排列。人们空间排列,但也不
6、完全是无规则的排列。人们把这种结构特征称为把这种结构特征称为“短程有序、远程无序短程有序、远程无序”,就是说从小范围看它有一定的晶型排列,从,就是说从小范围看它有一定的晶型排列,从整体上看却无晶型的排列规律。整体上看却无晶型的排列规律。玻璃态物质没有固定的熔点,可以在某一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,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。玻璃可吹制或轧成一定形状的制品。对普通玻璃进行处理可以改善玻璃对普通玻璃进行处理可以改善玻璃的性能。钢化玻璃机械强度大,抗震,的性能。钢化玻璃机械强度大,抗震,不易破碎,即使破
7、碎也不会形成有棱角不易破碎,即使破碎也不会形成有棱角的碎片;刻花玻璃上雕刻有各种精美的的碎片;刻花玻璃上雕刻有各种精美的花纹图案;镀膜玻璃可以做镜子、玻璃花纹图案;镀膜玻璃可以做镜子、玻璃幕墙等。你知道它们是经过怎样的工序幕墙等。你知道它们是经过怎样的工序加工制得的吗加工制得的吗?在玻璃中加入适量的溴化银在玻璃中加入适量的溴化银(AgBrAgBr)和氧化铜和氧化铜的微小晶粒,经过适当的热处理,可以制成变色的微小晶粒,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,溴单质,分解出的银原子聚
8、集成银的微小晶粒,使玻璃呈现暗棕色,能挡住大部分光线。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,透光新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅,透光性增强。性增强。1。玻璃加热到一定温度后急剧冷却,。玻璃加热到一定温度后急剧冷却,就可以得到钢化玻璃。就可以得到钢化玻璃。2。氢氟酸。氢氟酸(HF)对玻璃具有腐蚀作用,可用于在对玻璃具有腐蚀作用,可用于在玻璃上雕刻各种精美图案,也可用于在玻璃仪玻璃上雕刻各种精美图案,也可用于在玻璃仪 器器(量筒、滴定管等量筒、滴定管等)上标注刻度及文字。氢氟酸
9、上标注刻度及文字。氢氟酸与玻璃发生的反应可以表示为:与玻璃发生的反应可以表示为:SiO2+4HF=SiF4+2H2O3。在玻璃表面镀金属膜可以制得镀膜玻璃。镀膜。在玻璃表面镀金属膜可以制得镀膜玻璃。镀膜玻璃外形美观,还可以阻挡红外线及紫外线的穿玻璃外形美观,还可以阻挡红外线及紫外线的穿透。在玻璃上镀银、真空镀铝是制造镀膜玻璃常透。在玻璃上镀银、真空镀铝是制造镀膜玻璃常用的方法。用的方法。在一个洁净的小试管中加入在一个洁净的小试管中加入2mL22mL2AgNOAgNO3 3溶液,慢慢滴加溶液,慢慢滴加2 2氨水,边滴加边振荡试管,氨水,边滴加边振荡试管,直到产生的沉淀恰好溶解为止。再向试管中直到
10、产生的沉淀恰好溶解为止。再向试管中滴加滴加1 12 2滴滴1010氢氧化钠溶液,随后加入氢氧化钠溶液,随后加入3 3 mL10mL10葡萄糖溶液,用温水浴加热几分钟,葡萄糖溶液,用温水浴加热几分钟,观察发生的现象。观察发生的现象。实验录像实验录像4 4。夹层玻璃。夹层玻璃 夹层玻璃受到撞击时只会裂开,而不会粉碎。夹层夹层玻璃受到撞击时只会裂开,而不会粉碎。夹层玻璃共有三层,两层玻璃夹着厚度约为玻璃共有三层,两层玻璃夹着厚度约为0.76mm0.76mm的中间层。的中间层。夹层玻璃中间层的材料通常为性能较好的聚乙烯醇丁醛夹层玻璃中间层的材料通常为性能较好的聚乙烯醇丁醛(PVBPVB)。当玻璃受到撞
11、击而损坏时,中间的胶片便可粘)。当玻璃受到撞击而损坏时,中间的胶片便可粘着外面的玻璃,防止碎片四处飞散。着外面的玻璃,防止碎片四处飞散。玻璃玻璃聚乙烯醇聚乙烯醇丁醛丁醛玻璃玻璃几种玻璃的特性和用途几种玻璃的特性和用途种类种类特性特性用途用途普通玻璃普通玻璃高温下易软化高温下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯彩色玻璃彩色玻璃氧化钴(氧化钴(Co2O3)蓝色蓝色氧化亚铜(氧化亚铜(Cu2O)红色红色二氧化锰(二氧化锰(MnO2)紫红色紫红色氟化钙(氟化钙(CaF2)乳白色乳白色钢化玻璃钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂轻、抗震裂运动器材,微波通讯
12、器材,汽车、运动器材,微波通讯器材,汽车、火车的窗玻璃等火车的窗玻璃等玻璃纤维玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等太空飞行员的衣服、玻璃钢等光学玻璃光学玻璃透光性能好,有折光性和色散透光性能好,有折光性和色散性性眼镜片,照相机、显微镜、望远镜眼镜片,照相机、显微镜、望远镜等中的凹凸透镜等中的凹凸透镜石英玻璃石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光滤光化学仪器,高压水银灯、紫外灯等化学仪器,高压水银灯、紫外灯等的灯壳,光导纤维,压电晶体等的灯壳,光导纤维,压电晶体等有机玻
13、璃有机玻璃高度透明性,机械强度高高度透明性,机械强度高,重,重量轻量轻,易于加工,易于加工 主要主要原料原料主要主要设备设备主要主要成分成分性性质质应应用用粘土粘土石灰石石灰石石膏石膏水水硬硬性性水水泥泥回回转转窑窑3CaO3CaOSiOSiO2 22CaO2CaOSiOSiO2 2 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3水泥沙浆水泥沙浆混凝土混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土 3 3硅酸盐水泥硅酸盐水泥 水泥是最常用的水泥是最常用的建筑材料右图是建筑材料右图是19491998年我国年我国水泥产量示意图水泥产量示意图检索咨询检索咨询 水泥水泥(cement)(cement)的硬化过程可以分为两个的
14、硬化过程可以分为两个阶段。第一阶段是水泥加水后逐步发生水化阶段。第一阶段是水泥加水后逐步发生水化反应,从具有可塑性与流动性的水泥浆,变反应,从具有可塑性与流动性的水泥浆,变成非流动性的水泥颗粒并丧失可塑性。第二成非流动性的水泥颗粒并丧失可塑性。第二阶段是水泥颗粒逐步吸收水,进一步发生水阶段是水泥颗粒逐步吸收水,进一步发生水化反应,硬化成机械强度高的固体。化反应,硬化成机械强度高的固体。水泥的硬化水泥的硬化 炼钢厂排出的炉渣主要含有哪些成分炼钢厂排出的炉渣主要含有哪些成分?为为什么在炼钢厂附近常建有水泥厂什么在炼钢厂附近常建有水泥厂?请从资源充请从资源充分利用的角度谈谈这样布局的好处。分利用的角
15、度谈谈这样布局的好处。硅酸盐水泥的品种日益扩大,白水泥、快干水硅酸盐水泥的品种日益扩大,白水泥、快干水泥、彩色水泥等已越来越为人们所熟悉。其中,彩泥、彩色水泥等已越来越为人们所熟悉。其中,彩色水泥主要用来配制彩色水泥浆,可用于建筑的饰色水泥主要用来配制彩色水泥浆,可用于建筑的饰面刷浆以及室外墙面装饰等,具有特殊的装饰效果。面刷浆以及室外墙面装饰等,具有特殊的装饰效果。在建筑工程中,水泥和沙、碎石、水按一定比在建筑工程中,水泥和沙、碎石、水按一定比例混合,以钢筋作结构,硬化后形成结构坚固的钢例混合,以钢筋作结构,硬化后形成结构坚固的钢筋混凝土。筋混凝土。水泥不宜久存水泥不宜久存生活向导生活向导
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