功能各异的无机非金属材料(I)

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1、第二单元功能各异的无机非金属材料一、生活中的硅酸盐材料石器——燧石取火硅酸盐——水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅——光导纤维单晶硅——集成电路传统材料人类文明发展史新型材料信息材料1．从黏土到陶瓷我国早在一万年前便发明了制陶技术，是世界上最先烧制和使用陶器的国家之一。陶瓷的发明是人类科技发展史上一个重要里程碑，是人类第一次学会用黏土等天然物为主要原料经过复杂的物理化学变化制造出的一种重要的人造材料。瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都用“CHINA”表示传统的陶瓷工艺陶器和瓷器的坯体都是

2、用黏土制成的，黏土主要成分硅酸盐。黏土去除杂质后，加水混匀，制成所需形状的坯件，在经过高温烧制。2．形形色色的玻璃采光、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。主要原料主要设备主要成分玻璃熔炉中发生的主要反应纯碱石灰石石英玻璃熔炉Na2SiO3CaSiO3SiO2玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？资料卡玻璃的结构特点——玻璃态物质玻璃是无定形硅酸盐的混合物，属于玻璃态物质。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。人们把这种结构特征称为

3、“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。钢化玻璃机械强度大，抗震，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加工制得的吗?玻璃加工钢化玻璃：玻璃加热到一定温度后急剧冷却刻花玻璃：氢氟酸(HF)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

4、仪器(量筒、滴定管等)上标注刻度及文字。氢氟酸与玻璃发生的反应可以表示为：镀膜玻璃：在玻璃表面镀金属膜。镀膜玻璃外形美观，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用的方法。SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O在一个洁净的小试管中加入2mL2％AgNO3溶液，慢慢滴加2％氨水，边滴加边振荡试管，直到产生的沉淀恰好溶解为止。再向试管中滴加1～2滴10％氢氧化钠溶液，随后加入3mL10％葡萄糖溶液，用温水浴加热几分钟，观察发生的现象。变色玻璃在玻璃中加入适量的溴化银(AgBr)和氧

5、化铜的微小晶粒，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，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，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，重新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。玻璃加工夹层玻璃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0.76mm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（PVB）。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。玻璃聚乙

6、烯醇丁醛玻璃几种玻璃的特性和用途种类特性用途普通玻璃高温下易软化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯彩色玻璃氧化钴（Co2O3)蓝色氧化亚铜（Cu2O)红色二氧化锰（MnO2)紫红色氟化钙（CaF2)乳白色钢化玻璃耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂运动器材，微波通讯器材，汽车、火车的窗玻璃等玻璃纤维耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀太空飞行员的衣服、玻璃钢等光学玻璃透光性能好，有折光性和色散性眼镜片，照相机、显微镜、望远镜等中的凹凸透镜石英玻璃膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光化学仪器，高压水银灯、紫外灯

7、等的灯壳，光导纤维，压电晶体等有机玻璃高度透明性，机械强度高，重量轻，易于加工主要原料主要设备主要成分性质应用黏土石灰石石膏水硬性水泥回转窑3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3水泥沙浆混凝土钢筋混凝土3．硅酸盐水泥水泥是最常用的建筑材料右图是1949——1998年我国水泥产量示意图钢筋混凝土: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检索咨询水泥(cement)的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反应，从具有可塑性与流动性的水泥浆，变成非

8、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，进一步发生水化反应，硬化成机械强度高的固体。水泥的硬化装有水泥砂浆的专用运输车不断旋转就是为了防止静置凝固水泥不宜久存生活向导保存不当或存放时间太长会导致水泥受潮结块，影响水泥的强度。受潮后的水泥表面结块，从而丧失凝聚力，导致强度下降。轻微结块的水泥，强度降低10％～20％。即使在良好的储存条件下，水泥也不宜储存过久．因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳