1、第三章 第三節玻璃 陶瓷和水泥原料純堿、石灰石、石英原理Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔合在一起而形成在玻璃態物質，主要成分是SiO2Na2CO3+ SiO2 = Na2SiO3 + CO2高溫CaCO3+ SiO2 = CaSiO3 + CO2高溫普通玻璃的組成設備：玻璃窯特種玻璃光學玻璃有色玻璃玻璃纖維鋼化玻璃玻璃陶瓷粉彩瓷古瓷欣賞陶瓷簡史原料粘土工藝流程粘土混合成型干燥燒結成品冷卻種類土器、陶器、瓷器、炻器性能釉水泥北京琉璃河水泥廠性能其它水泥具有水硬性原料石灰石、粘土生產過程普通水泥的成分硅酸三鈣 3CaOSiO2硅酸二鈣2CaOSiO2鋁酸三鈣3CaOAl2O3原料研磨混合

2、煅燒(回轉窯)成品加入石膏水泥沙漿、混凝土我國的水泥工業水泥1、熔融燒堿應選用的儀器是（ ） A、石英坩堝 B、普通玻璃坩堝 C、生鐵坩堝 D、陶瓷坩堝C2、石灰石是許多工業原料之一，但制取下列物質不需要石灰石的是（ ） A、制硅酸 B、制水泥 C、制玻璃 D、制生石灰A3、過量的泥沙、純堿和生石灰熔化后生成 水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一種硅酸鹽產品 （ ） A. B. C. D. B4、與普通玻璃的成分相同的是 （ ） A、鋼化玻璃 B、有色玻璃 C、光學玻璃 D、石英玻璃A5、在水泥中加入石膏的作用是 將-、。按一定比例混合硬化后稱為混凝土。調節水泥的硬化速度水泥砂子碎石 材料是人類賴以生

3、存和發展的物質基礎，一直是人類進步的一個重要里程碑。 例如，歷史上的石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作為時代主要標志的。一種新型材料的研制成功，可以引起人類文化和生活的新的變化。 石器、陶瓷、鐵、銅、玻璃、水泥、有機高分子（如塑料等）、單晶材料等的發明，為人類進步提供重要的物質基礎。 沒有半導體材料，便不可能有目前的計算機技術；沒有耐高溫、高強度的特殊結構材料，便沒有今天的宇航工業；沒有低損耗的光導纖維，也就沒有現代的光通訊；沒有有機高分子材料，人們的生活也不可能像今天這樣豐富多彩。 材料玻璃和陶瓷的新發展幾種典型的新型無機非金屬材料1、結構材料高溫結構陶瓷2、功能材料光導纖維（光纖）

4、結構材料高溫結構陶瓷(1)氧化鋁陶瓷性 能 用 途 熔點高 坩堝、高溫爐管 硬度大 剛玉球磨機 透明、耐高溫 高壓鈉燈燈管 備注：鈉蒸氣放電發光問題早在1950年就得以解決，由于沒有一種能抵御高溫鈉蒸氣（1400）強烈腐蝕的特殊材料，所以，直到1965年才制取第一支高壓鈉燈。高溫結構材料與金屬材料的性能比較 耐高溫、耐腐蝕、硬度大、耐磨損、不怕氧化。 易受腐蝕、不耐氧化、不適合高溫時使用 高純氧化鋁透明陶瓷管氧化鋁陶瓷制品(2)氮化硅陶瓷 氮化硅基陶瓷具有密度小、高強、高硬、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、自潤滑、隔熱、電絕緣等一系列優良性能。 (3)人造寶石 制造發動機部位的受熱面，

5、提高柴油機的質量，節省燃料（不用水冷卻，減少熱散失）。Si3N4基陶瓷球軸承沙漠車氮化硅陶瓷部件人造寶石 紅寶石和藍寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。 紅寶石呈現紅色是由于其中混有少量含鉻化合物； 而藍寶石呈藍色則是由于其中混有少量含鈦化合物。 1900年，科學家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質量為2g-4g的紅寶石。 現在，已經能制造出大到10g的紅寶石和藍寶石。 紅寶石和藍寶石及人造寶石(3)光導纖維的用途： 光纖除了可以用于通訊外，還用于醫療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等許多方面。 (2)光纖光纜與普通電纜比較(見下頁) (1)是高質量傳導光的玻璃纖維，信息高速

6、公路的“基石 1870年，英國科學家丁達爾做了一個有趣的實驗：讓一股水流從玻璃容器的側壁細口自由流出，以一束細光束沿水平方向從開口處的正對面射入水中。丁達爾發現，細光束不是穿出這股水流射向空氣，而是順從地沿著水流彎彎曲曲地傳播。這是光的全反射造成的結果。功能材料光導纖維（光纖）光 纖 光 纜 普 通 電 纜 信息量大,每根光纖理論上可同時通過10億路電話 8管同軸電纜每條通話1800路 原料來源廣(石英玻璃),節約有色金屬 資源較少 質量小,每公里27 g,不怕腐蝕,鋪設方便 每公里1.6 t 成本低,每公里1萬元左右 每公里20萬元 性能好,抗電磁干擾保密性強,能防竊聽,不發生電輻射 光學纖

7、維胃鏡現代通信用光纜用光導纖維做手術，不用開刀生活中的無機非金屬材料玻璃、水泥、陶瓷金剛石鉆頭手表上的“19鉆”(人造紅寶石軸承的數目)玻璃刀石英鐘表煤氣爐中的電子打火彩電（熒光材料）海底電纜（光導纖維）電腦的CPU（單晶硅）隱形飛機（特殊光學材料）(壓電陶瓷) 展望21世紀，材料科學的前景是美好的：1.光電轉換材料，分解水的催化材料和儲氫材料等能源材料將實現高效化；2.集多種功能于一身的復合材料可使我們的生活質量得到進一步改善（如“白色污染”將被消除）；3.高溫超導材料進入實用階段；4.智能材料和機敏材料將得到廣泛應用；5、納米材料將在治療癌癥、存儲信息等領域大顯神通 社會需要材料,材料離不開化學。 金剛石是目前已知的最硬的材料，可以用來切削和刻劃其他物質，被用于鉆探、磨削等行業。 但是，由于天然金剛石非常少，遠遠不能滿足生產和科研的需要。科學家們通過對石墨和金剛石同素異形體結構的研究，指出了在一定條件下使石墨轉化為金剛石的可能性。 1955年，美國首先用石墨合成出金剛石，這是材料合成領域的一項重大成就。 目前，世界上用石墨合成金剛石的研究發展很快，我國在這方面的研究也在飛速發展，許多城市都建有人造金剛石的工廠和研究所，以滿足生產發展的需要。金剛石金剛石鉆頭金剛石鋸片氧化鋁陶瓷制品高純氧化鋁透明陶瓷管Si3N4基陶瓷球軸承現代通信用光纜光