第三节　玻璃、陶瓷和水泥名师课堂实录

第三节

玻璃、陶瓷和水泥导学案

[学习目标] 1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。

2.了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途。

一、三大传统硅酸盐产品

高温CaSiO＋CO↑主要反应原理：CaCO＋SiO=====NaCO＋SiO=====高温NaSiO＋CO↑主要设备：玻璃窑1．玻璃

成分：CaSiO、NaSiO、SiO特点：硬度大、质脆、耐腐蚀，无固定熔点，属于玻璃态物质特种玻璃：光学玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等32322322323232生产原料：纯碱、石灰石和石英砂2．陶瓷生产原料：黏土

陶器手工制造大致步骤：混合、成型、干燥、烧结、冷却陶瓷的优点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等生产设备：水泥回转窑普通水泥的主要成分：硅酸二钙（2CaO·SiO），硅酸三钙（3CaO·SiO）和铝酸三钙（3CaO·AlO）3．水泥

水泥的主要性质：水硬性用途：水泥砂浆和混凝土水泥的质量指标：我国的三个强度等级（42.5、52.5和62.5）表示水泥的性能，等级越高，性能越好2223普通水泥的原料：石灰石、黏土和适量石膏

1

【思考·讨论】

1．钢化玻璃和普通玻璃成分有何不同？

答案

二者成分完全相同。

2．陶与瓷有什么异同？

答案

共同点：都是硅酸盐产品；不同点：陶与瓷的强度、颜色、厚度、透水性、质地等方面有区别。

3．水泥在储存和运输过程中应注意什么？

答案

由于水泥具有很强的吸水能力，能吸收空气中的水分并与之发生化学反应，故储存和运输过程中要注意防水、防潮。

二、玻璃和陶瓷的新发展

2．高温结构陶瓷性能：耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小

种类：氮化硅、氧化铝、碳化硅、二氧化锆（ZrO）等用途：高温结构陶瓷可制造发动机，新型陶瓷可用于航空航天2【思考·讨论】

光纤的工作原理是什么？

答案

光导纤维是由两层折射率不同的玻璃组成的。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%，根据光的折射和全反射原理，当光线射到

2

内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，全部反射。这时光线在界面经过无数次全反射，以锯齿状路线在内芯向前传播，最后传至纤维的另一端。

一、形形色色的玻璃

玻璃是用纯碱、石灰石和石英为原料，在玻璃熔炉中高温反应(Na2CO3高温NaSiO＋CO↑，CaCO＋SiO=====高温CaSiO＋CO↑)而成的，＋SiO2=====2323232故普通玻璃的成分为SiO2与CaSiO3、Na2SiO3。在玻璃生产中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可以制得不同性能和用途的玻璃，如光学玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等。

(1)提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学反应容器。

(2)加入PbO后制得的光学玻璃折光率高，常用于制造眼镜片，照相机、望远镜和显微镜的透镜等。

(3)加入某些金属氧化物，可以制造有色玻璃，如加入氧化钴(Co2O3)呈蓝色，加入Cu2O呈红色，普通玻璃一般呈淡绿色，是因为原料中混有Fe2＋。

(4)把普通玻璃在高温下熔化，然后用冷风急吹，迅速冷却可得钢化玻璃。

【例1】

下列关于玻璃的叙述中，正确的是(

)

3

A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料

B．红色玻璃中含有氧化钴

C．钢化玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英

D．无色玻璃是纯净物

解析

陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，A错；红色玻璃中含有氧化亚铜，含有氧化钴的玻璃呈蓝色，B错；钢化玻璃的原料与普通玻璃相同，C对；玻璃是混合物，D错。

答案

C 变式1 下列有关玻璃的说法中不正确的是(

) A．普通玻璃的组成可表示为Na2O·CaO·6SiO2

B．氢氟酸能雕刻玻璃是因为它的酸性非常强

C．钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大4～6倍

D．石英玻璃的膨胀系数相当于普通玻璃的1/18 解析

氢氟酸是弱酸，但其能与SiO2反应，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，常用其来雕刻玻璃。

答案

B

4