第七章稀土玻璃和陶瓷教材
人教版高中化学选修一3.3《玻璃、陶瓷和水泥》实用教学案
一、教学目标1、了解玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料和用途，以及光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料。
2、以玻璃和陶瓷水泥为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响二、教学重点玻璃、陶瓷和水泥的主要成分和生产原理三、教学难点玻璃、陶瓷和水泥的主要成分和生产原理四、教学过程第一环节情境引导，激发欲望展示几张玻璃、陶瓷和水泥的精美图片，激发学生关注本节课的欲望。
第二环节组内合作，自学讨论一、玻璃1、原料：（）、（）和（）2、反应原理：原料熔融后发生比较复杂的物理变化、化学变化主要反应：3、普通玻璃主要成分：4、主要性能：不是晶体，称作玻璃态物质，（填“有”或“无”）一定的熔点，在一定温度范围内逐渐。
5、几种特殊玻璃（1）硼酸盐玻璃：加入，能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更和，可做高级化学反应容器（2）光学玻璃：加入后制得的光学玻璃折光率高，可用来制造眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等（3）有色玻璃：加入某些金属氧化物的玻璃：蓝色(Co2O3)、红色 (Cu2O)，普通玻璃一般呈淡绿色是因为（4）钢化玻璃：普通玻璃加热软化，再急速冷却得到。
它的机械强度比普通玻璃大4—6倍，抗震裂，不易破碎；一旦破碎，碎块没有尖锐的棱角，不易伤人，用于制造汽车或火车的等。
二、陶瓷(China)陶都→瓷都→1、主要原料：（Al2O3﹒2SiO2﹒2H2O）2、传统生产过程：（）→（）→（）→（）→（）3、主要特性：抗、抗、耐、、易等优点三、水泥1、主要原料：和辅助原料：石膏—作用是2、主要设备：3、主要成分： ( ) ( ) ( )4、主要性能：（与水掺和、搅拌并经静置后很容易凝固变硬）就算在水中也能硬化5、主要用途：建筑、修路。
如：水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土水泥砂浆：混凝土：钢筋混凝土:四、玻璃和陶瓷的新发展1、光导纤维――简称：光纤成分：用途：在通讯技术中的运用：其优点①信息容量大②抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听③光缆质量小而且细，不怕腐蚀，铺设方便。
稀土应用领域研究之—玻璃、陶瓷、助剂、颜料
稀土玻璃的发展
单反相机与智能手机的高速发展对光学玻璃行业发展的促进 镧系光学玻璃具有高折射的特质，主要用于高性能的手机显示屏，以及具有照相功 能的手机的光学镜头及玻璃零件。有助于照相机、手机的轻型化、便携化，适应现在市 场的需求。在市场扩大、稀土原材料价格下降的大环境下，镧系光学玻璃的发展将处于 一个比较好的宏观经济环境。2014年手机制造行业对光学玻璃的需求为60.11亿元，到 2020年需求为165.59亿元。 今后玻璃产业的技术课题整理归纳后大致划分为以下3个领域: 1）使玻璃产业持续发展的下一代工艺、生产性能提高技术； 2）将玻璃特性提高到极限的高功能、新材料技术； 3）面向构筑循环型社会的环境相关技术。 其中，特别值得重视的是玻璃熔炼的能耗性和废玻璃的回收性。在能耗性方面，玻 璃需要生产无细小气泡的高品质玻璃，且由于组分难于熔融，需要消耗大量的能源，因 此要求采取节能措施期待，采用氧气燃烧技术；为了进一步实现节能、低排放，希望能 开发减压除泡技术﹑低温熔炼技术﹑电脑模拟技术。
稀土玻璃应用领域
表1：新型稀土功能玻璃及应用领域
领域 新型玻璃 应用预测 领域 新型玻璃
新型激光玻璃 能源
应用预测
激光加工机、医疗激光机、 激光核聚变、光 CVD 紫外 线光源X射线光源 固体电池 CO2和CO激光器用波导 人工骨、人工齿根、人工 齿、齿冠 生物技术领域的分离精制 膜、精制血浆、酵母菌载 体、吸附体 轻质高强度结构材料 耐热高性能结构材料 可机械加工 高强度增强材料 耐热 光掩板基板 封装、焊接 混凝土增强
光功能
光由 纤高 ︐纯 可度 获光 得学 精玻 确璃 照制 明成 ︒的 柔 性
特种玻璃在生物技术和生命科学的应用中表现出 多功能的特性：玻璃晶圆厚度可以达到30微米
第七章稀土玻璃和陶瓷
4、电学性能
常温下玻璃是电的不良导 体。温度升高时，玻璃的 导电性迅速提高，熔融状 态时则变为良导体。
5、热性质
玻璃的导热性很差，一般 经受不了温度的急剧变化。 制品越厚，承受温度急剧 变化的能力越差。
6、化学稳定性
玻璃的化学性质较稳定。 大多数工业用玻璃都能 抵抗除氢氟酸以外酸的腐 蚀．玻璃耐碱腐蚀性较差。 玻璃长期在大气和雨水的 侵蚀下，表面光泽会失去， 变得晦暗．尤其是一些光 学玻璃仪器易受周围介质 (如潮湿空气)等作用，表 面形成白色斑点或雾膜， 破坏玻璃的透光性，所以 在使用和保存中应加以注 意。
玻璃的加工工艺
玻璃制品的工艺过程
配料
加热熔融
成型
热处理
玻璃制品
二次加工
玻璃的成型
压制成型 拉制成型
吹制成型 压延成型
压制成型
吹制成型
吹制成型
吹制成型
手工吹制的灯罩
拉制成型
拉制成型
拉制玻璃纤维纱布
压延成型
几种成型工艺制品形态的对比
玻璃的热处理
热处理的原因： 玻璃制品的加工过程中，由于温度剧烈变化和 受热不均匀，造成内部热应力，会影响最终制品的 机械性能，因此需要进行热处理。
⑤、喷砂则是通过喷枪用压 缩空气将磨料喷射到玻璃表 面以形成花纹图案或文字的 加工方法。 ⑥、钻孔是利用硬质合金钻 头、钻石钻头或超声波等方 法对玻璃制品进行打孔。 ⑦、雕刻又称刻花，是用砂 轮在玻璃制品表面刻磨图案 的加工方法。
(2)玻璃制品的热加工
有很多形状复杂和要求特殊的玻璃制品，需要通 过热加工进行最后成型。此外，热加工还用来改善制 品的性能和外观质量。热加工的方法主要有：火焰切 割、火抛光．钻孔、锋利边缘的烧口等。
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质脆、经不起热冲击 新型无机非金属材料：耐高温强度高、具有电学性质、
具有光学性质、具有生物功能
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1、混合 2、成型 制陶过程
6、筛选 5、冷却
3、干燥 4、烧结
人教版高中化学选修一《玻璃、陶瓷 和水泥 》讲课 课件 人教版高中化学选修一《玻璃、陶瓷 和水泥 》讲课 课件
人教版高中化学选修一《玻璃、陶瓷 和水泥 》讲课 课件
2、形形色色的玻璃
原料 主要设备
反应原理
石英砂（SiO2）、碳酸钠、碳酸钙 玻璃熔炉
B、功能陶瓷
性能：具有电、光、磁、化学和生物
的功能，且有相互转换功能的陶瓷.如
生物陶瓷具有良好的生物兼容性，对
肌体无免疫排异反应，无溶血、凝血
丰 反应，对人体无害，
富
多 彩
用途：可用于人体器官和组织的修复
的 生
和再造。
活
材
料
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人教版高中化学选修一《玻璃、陶瓷 和水泥 》讲课 课件
变色玻璃
普通的玻图璃案大4——6倍， 不易破碎。
刻花玻璃 通过化学反应，在玻璃上
钢化玻璃 镀上一层金属，如银镜反应
镀膜玻璃
返 回
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3、硅酸盐水泥
主要原料 主要设备
石灰石（CaCO3）、黏土 水泥回转窑
反应条件
高温
反应原理 主要成分 主要性质
用途
复杂的物理、化学变化 硅酸二钙（2Ca•SiO2） 硅酸三钙（3CaO•SiO2） 铝酸三钙（3CaO•Al2O3）
稀土玻璃陶瓷材料35页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
稀土玻璃陶瓷材料
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
鄂教版科学七下《水泥陶瓷和玻璃》word教学参考材料
[板书]2、玻璃态物质：短程有序、远程无序，没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
［小结］很好。也就是说在制造玻璃的过程中，当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等)，会使玻璃呈现不同的颜色。
［问］请大家根据生活经验，说一下普通玻璃的优点和缺点是什么？
玻璃的透光性能好，但易碎，并且易伤人。用玻璃制成的物品美观，但就是不结实，如窗户上的玻璃，很容易被打破。玻璃不耐热，开水都能把它炸裂
［讲］大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”，玻璃专家们进行了深入的研究，并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
［投影展示］
［投影小结］几种玻璃的特性和用途
种类
特性
用途
普通玻璃
在较高温度下易软化
窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等
石英玻璃
膨胀系数小，耐酸碱，强度大，滤光
特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
有色玻璃：在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物
变色玻璃：卤化银见光分解，稍暗一点的地方，在氧化铜催化剂的促进下，银和卤素重新化合，生成卤化银，
二、陶瓷(ceramics)
1、传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料（Al2O3·2SiO2·2H2O）与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
稀土在玻璃陶瓷工业中的应用
稀土在玻璃陶瓷工业中的应用我国玻璃与陶瓷工业中的稀土应用量自1988年以来平均以25%的速度递增，1998年已达约1600吨，稀土玻璃陶瓷既是工业和生活的传统基础材料，又是高科技领域的主要成员。
从全球稀土消费来看，玻璃陶瓷占25.6%，1999年我国仅占10%，因此我国稀土在玻璃与陶瓷中的应用发展的空间很大。
2003年我国在玻璃陶瓷领域应用增长了1倍，稀土应用量在6000吨以上，占国内稀土应用总量的20.3%。
一、稀土玻璃及抛光材料玻璃的制造约有五千多年的历史，光学玻璃的生产也有近二百年的历史，但是稀土元素应用于玻璃制造却只是近百年的事。
19世纪末开始用氧化铈作玻璃脱色剂，20世纪20年代开始研究稀土硼酸盐玻璃，30年代制造了具有高折射率低色散的含镧光学玻璃。
玻璃陶瓷工业是稀土应用的一个重要的传统领域，在国外约占稀土总消费量的33%。
稀土在玻璃工业中被用作澄清剂、添加剂、脱色剂、着色剂和抛光粉，起着其他元素不可替代的作用。
利用一些稀土元素的高折射、低色散性能特点，可生产光学玻璃，用于制造高级照相机、摄像机、望远镜{TodayHot}等高级光学仪器的镜头；利用一些稀土元素的防辐射特性，可生产防辐射玻璃。
利用稀土元素生产的多种陶瓷颜料具有价廉、颜色纯正、艳丽和耐高温的特点，正受到用户的青睐。
1 激光玻璃钕玻璃是目前激光输出脉冲能量最大，输出功率最高的激光玻璃，其大型激光器用于热核聚变等。
双掺Nd3±Yb3+激光玻璃是通过Nd3+对Yb3+敏化，使Yb3+在室温下获1.06μm激光，能级简单，储能效率高，荧光寿命长（是钕玻璃的3倍），二阶非线性系数低，在970nm附近有一强吸收峰，可直接用LnGaAs 半导体激光器泵浦，热稳定性较好，有确定受激发射截面，吸收带较宽，掺杂浓度高等，用于光通讯、高能激光武器（可摧毁导弹、卫星、飞机等大型目标）。
掺铒磷酸盐激光玻璃能实现1.5μm低阈值激光，在大气中传输能力强。
【人教版】高中化学选修一《玻璃、陶瓷和水泥课件
1、制造普通玻璃的主要原料是什么？普通玻璃的主要 成分是什么？生产普通玻璃的简单流程是怎样的？
2、了解不同性能的玻璃
3、制造陶瓷器的主要原料是什么？了解陶瓷器的制造 过程极其性能
4、制造水泥的主要原料是什么？普通水泥的主要成分 是 什么？生产普通水泥的简单流程是怎样的？
在多年使用的厨房里，久 未更换的玻璃往往失去光 泽，严重的还会形成白色 斑点，这种现象叫做碱析， 产生碱析的化学原因是什 么呢？
1、普通玻璃中
Na2SiO3 : CaSiO3 : SiO2 ===1 : 1 : 4（物质的量之比）
（1）以氧化物的形式表示玻璃的 组成。
（2）若要制备1000千克上述玻璃， 需要原料各多少千克？共可产生标 况下的CO2气体多少升？
X= —— y= ——
z= ——
制取该水泥所用的原料是————
9、下列说法正确的是
A、玻璃是一种晶体
B、水玻璃在空气中能变浑浊，水泥 无论在空气中还是水中都能硬化
C、制备光导纤维的重要原料是玻璃
D、水泥工业中最重要的设备是高炉
E、高温结构陶瓷具有熔点高、硬度 大、密度小的特点
10、（1）光导纤维传导光的能 力非常强，利用光缆通讯，能同 时传输大量信息。制造光纤电缆 的主要原材料的化学式是——— —，它属于——————材料。
成分
Na2SiO3 CaSiO3 SiO2
普通玻璃 因混有铁的化合物而呈浅绿色
蓝玻璃 在原料里加入了氧化钴使玻璃呈现蓝色
红玻璃 在原料里加入了氧化亚铜使玻璃呈现红色
化学仪器玻璃 如试管等
光学仪器玻璃 如放大镜
钢化玻璃
把普通玻璃放到电炉里加热，使它软化，然后急速冷却， 得到钢化玻璃。其机械强度比普通玻璃大4—6倍。
人教版高中化学选修一3.3《玻璃、陶瓷和水泥》实用配套课件ppt
氮
密度小、本身具有润滑性，
化
并且耐磨损，除氢氟酸外，
硅
它不与其他无机酸反应，抗
陶 瓷
腐蚀能力强；高温时也能抗 氧化。而且它还能抵抗冷热
冲击，在空气中加热到
1000°C以上，急剧冷却再
急剧加热，也不会碎裂。正
是氮化硅具有如此良好的特
性，人们常常用它来制造轴
承、汽轮机叶片、机械密封
环、永久性模具等机械构件。
➢ 性能 水泥具有水硬性
➢原料 石灰石、粘土
➢普通水泥的成分 硅酸三钙 3CaO●SiO2
硅酸二钙 2CaO●SiO2
➢生产过程
铝酸三钙 3CaO●Al2O3
原 料
研磨 混合
煅烧 (回转窑)
加 入 石
成品
膏
➢其它 水泥沙浆、混凝土、钢筋混凝土
掌握知识点
▪ 玻璃的主要成分是：SiO2，是混合物。 ▪ 光导纤维是高纯度的SiO2 ▪ 玻璃，陶瓷，水泥都属于传统的硅酸盐材料
4、主要成分：硅酸盐
5、主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、 易成型等优点。
６、陶瓷主要种类：
土器：砖瓦
红瓦 (自然冷却，Fe2O3含量较多) 青瓦 (淋水冷却，Fe3O4、FeO较多)
陶器： 彩陶 江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑
瓷器： 碗盘 茶具 收藏珍品
炻器： 水缸、砂锅
中 国 古 代 陶
远红外陶瓷是新型陶瓷的一
个分支，与传统陶瓷采用氧
化硅、氧化铝等高岭土成分
组成的普通陶瓷不同，远红
外陶瓷是以20 余种无机化合
物及微量金属或特定的天然
红外陶瓷燃气
矿石分别以不同的比例配合， 再经1200～1600 ℃高温煅烧
稀土元素化学
中国稀土资源分布
白云鄂博稀土矿：白云鄂博稀土矿与铁共生，主要稀土 矿物有氟碳铈矿和独居石，其比例为3∶1，都达到了稀土 回收品位，故称混合矿，稀土总储量REO为3500万吨，约 占世界储量的38%，中国储量的92%，堪称为世界第一大稀 土矿。 江西等地的风化壳淋积型稀土矿：是一种新型稀土矿种， 它的选冶相对较简单，且含中重稀土较高，是一类很有市 场竞争力的稀土矿。 冕宁稀土矿和山东微山稀土矿：是以氟碳铈矿为主，伴 生有重晶石等，是组成相对简单的一类易选的稀土矿。 湖南褐钇铌矿：含稀土的有色金属矿。 海滨砂矿：极为丰富，存积在整个南海、海南岛、台湾 岛等海岸线，有近代沉积砂矿和古砂矿，作为采集钛铁矿 和锆英石的副产品，主要是独居石和磷钇矿。
● 超磁致伸缩材料：指稀土—铁汞化 合物，具有比铁、镍等大得多的磁 场伸缩值. 可做声纳系统、驱动器等.
② 发光、激光材料：固 f-f、f-d 跃迁而使发出的光能量差大、波长 短而成 为发光宝库.
Y2O2S:Eu + α–Fe2O3 红色荧光粉的性质 厂 家 陕西（大颗粒） 东芝SPD-586
发 射 峰
元素
Be Co Ni Cu Zn Ga As Nb Mo
丰度
6 23 100 100 40 15 5 24 2.5~15
元素
Ag Cd Sn Sb I Ta Au Pb Bi
丰度
0.1 0.15 40 1 0.3 2.1 0.005 16 0.2
3.3 稀土元素的存在状态 三种情况： （1）参加矿物晶格，是矿物不可缺少的部分，即稀 土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。 （2）以类质同晶置换的形式分散在造岩矿物中，这 类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、 钛铀矿等。 （3）呈吸附状态存在于矿物中，如粘土矿、云母矿 等。这类状态的稀土元素很容易提取。
玻璃、陶瓷和水泥-人教版选修1化学与生活教案
玻璃、陶瓷和水泥-人教版选修1 化学与生活教案教材确定本教案是以人教版选修1 《化学与生活》为教材，具体内容涉及到玻璃、陶瓷和水泥方面的知识。
教学目标1.了解玻璃、陶瓷和水泥的基本概念和特点；2.分别掌握玻璃、陶瓷和水泥的制备方法；3.掌握玻璃、陶瓷和水泥在日常生活中的应用。
教学重点1.玻璃的制备方法和应用；2.陶瓷的制备方法和应用；3.水泥的制备方法和应用。
教学难点1.玻璃、陶瓷和水泥在制备过程中的化学反应机理；2.玻璃、陶瓷和水泥在应用中的区别和联系。
教学准备1.人教版选修1 《化学与生活》教材；2.具有基本化学知识的教师；3.玻璃、陶瓷和水泥制备和应用方面的相关实验器材和材料。
教学内容和课时安排第一课时课堂讲解1.玻璃的定义和特点；2.玻璃的化学反应机理；3.玻璃的制备方法；4.玻璃在生活中的应用。
#### 实验5.制备简单玻璃制品；6.研究玻璃的透明度和硬度。
第二课时课堂讲解1.陶瓷的定义和特点；2.陶瓷的化学反应机理；3.陶瓷的制备方法；4.陶瓷在生活中的应用。
#### 实验5.制备陶瓷制品；6.研究陶瓷的抗压强度和韧性。
第三课时课堂讲解1.水泥的定义和特点；2.水泥的化学反应机理；3.水泥的制备方法；4.水泥在生活中的应用。
#### 实验5.制备水泥；6.研究水泥的硬化过程和强度变化。
教学方法1.课堂讲解和互动讨论；2.实验操作和数据分析；3.ppt演示和案例分析。
教学评估1.学生的课堂表现；2.学生在实验操作中的实验技能和数据分析能力；3.课程作业和考试成绩。
参考资料1.《化学与生活》（人教版选修1）；2.化学相关期刊和文献。
浅谈稀土在玻璃和陶瓷工业中的应用
第２ ２卷 第 ２期 ２０ ０ ７年 ６月
景德镇高专学报
Ｊｕ ｎｌｏ ｉｇ ｅｈ ｎ Ｃ ｍｐｅ ｅ ｓｖ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｎ ｄ ｚｅ ｏ ｒｈ ｎｉｅＣ ｌ ｅ Ｊ ｅ
Ｖ０．２ ｏ １ ２ Ｎ ．２
Ｊｎ Ｏ ｒ ｕ ．２ ０７
和光泽度都有明显的改善 ， 特别是光泽度的改善更为显著。 我们选择景德镇地 区的 白釉作 为试验 基础 釉料 ， 在基 础
釉料 中分别加入 Ｙ ０３Ｃ Ｏ２Ｌ ２ 、ｍ２ 等稀 土氧化物 ， ２ 、 ｅ 、 ａ０３Ｓ ０３ 加入量分别为 １ ０ １ ０ ０ ％。烧成后 ， 的显微硬度 、 ％、． ％、．５ 釉 热 稳定性 和光泽 度均 比基 础 白釉 有所 改善 。基 础 白釉 中加 入
大多在可见光谱 区域 ， 当阳光照射到三价稀土离子上 ， 它们便 表现出各种不 同的颜 色。若把 它们放入玻璃 原料 中 ， 以制 可 成各种各样 的彩 色玻 璃 ， 而且 玻璃 颜 色纯净 、 透明美 观。例 如， 在玻璃 中加入氧 化镨 （ ｒｏ３ ， Ｐ ２ ） 可以得到绿 色玻 璃。加入
中图分类号： Ｑ １ ． Ｔ ４３ ７
文献标识码： Ｂ
文章编号： ０ —４８２０） —０２ ０ １ ８ ８ （ ７０ ０５ —２ ０ ５ ０ ２
点盐类 ， 浮到熔融玻璃 表面上可 以除去 ， 着澄 清剂 的作用 ， 起
０ 前言
元素周期表 中镧系的镧（ ａ 、 Ｃ ） 镨（ ｒ 、 Ｎ ） Ｌ ） 铈（ ｅ 、 Ｐ ） 钕（ ｄ 、 钷 （ ｍ）钐 （ ｍ） 铕 （ ｕ） 钆 （ ｄ） 铽 （ ｂ 、 （ ｙ 、 Ｐ 、 Ｓ 、 Ｅ 、 Ｇ 、 Ｔ ） 镝 Ｄ ） 钬 （ ） 铒 （ ｒ 、 （ ｍ） 镱 （ ｂ） ⅢＢ族 的 钇 （ 、 Ｈｏ 、 Ｅ ） 铥 Ｔ 、 Ｙ 和 Ｙ） 镥 （ ｕ 、 ｓ） １ Ｌ ） 钪（ ｃ 共 ７个化学元 素一起合称为稀土 元素 ， 常用 化 学符号 Ｒ Ｅ代表。通常把镧 、 镨 、 、 、 、 钆称为轻稀 铈、 钕 钷 钐 铕、
化学课件《玻璃陶瓷》优秀ppt 人教课标版5
89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。――[柏格森] 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。――[托尔斯泰]
一、玻 璃
生产原料
反应原理
普通玻璃 主要成分
纯碱(Na2CO3) 石灰石(CaCO3) 石英(SiO2)
高温
Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
SiO2 Na2SiO3 CaSiO3
玻璃为什么能被吹制 成形状不同的制品？
玻璃没有一定的熔点，而 是在某个温度范围内逐渐 软化。玻璃不是晶体，属 于玻璃态物质。
91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。――[兰斯顿·休斯] 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯·奥雷利阿斯] 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰·纳森·爱德瓦兹]
章探索生活材料 节玻璃、陶瓷和水泥
请大家看一组住宅图，并注意它们各自的构成材料
原始人居住的洞穴 土泥巴房
石屋
砖房
高楼大厦
玻璃金字塔
传说五六千年前，古埃及一位制造陶 器的工匠，在一次从窑中取出陶盆时， 看到陶盆里有一块亮晶晶的东西。这 位细心的工匠仔细分析了陶土里的成 分，一次次试验烧制，弄清了这亮晶 晶的东西原来是沙子和苏打混合烧成 的，这就是后来的玻璃。
化学：3.3《玻璃、陶瓷和水泥》课件(3)(新人教版选修1)
DIY：
1 .用双 手手掌 团出大 小不等 的泥球
第六页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
2 .将泥球放在塑料布 上。用一只手的指尖 滚压泥球，搓成泥条。
第七页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
3 .双手来回 运动，继续 使泥条变细、 变长。注意 双手拇指如 何交叉在一 起，使双手 稳固。
第八页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
13 .用带 有锯齿 边的刮 刀修外
壁,刮刀 应直立。
第十八页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
14 .继续 添加泥 条。为 了防止 枯燥中 开裂,应 使泥条 间的接 缝不要 在同一 条竖线 上。
15.用锯齿刮刀的斜边在筒底外缘 修出斜面。 泥条都粘接完毕后,用锯齿刮刀再 刮一遍,放在一旁枯燥。
第二十二页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
釉：
陶瓷制品外表的玻璃质层，使陶 瓷制品光润、强度高和艺术效果好。 原料为石英、瓷土和助熔剂
有些陶器外表也有一层釉，因此不 能根据外表是否有釉来判断陶器和瓷器。
第二十三页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
第二十四页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
第二十五页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
气氛是指氧化气氛还是复原气氛。在氧化气氛中〔氧气过 量〕烧成得到红陶，其中铁的氧化物以Fe203的形态存在；在 复原气氛中〔CO或H2〕烧成得到灰陶，铁的氧化物以FeO的形 态存在。盖房子使用的青砖和红砖，就是在不同的气氛中烧成 的。
第五页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
陶艺
看看笔筒是怎么做的 --- 泥条成型法
4 .双手保持同样的姿势和运动， 沿着泥条运动得到理想长度。
第九页，编辑于星期五：十三点 二十三分。
《玻璃陶瓷和水泥》教案4(人教版选修1)
普通高中课程标准实验教科书—化学选修1[人教版]二课时[复习]玻璃、陶瓷、水泥生产原料及主要化学成分。
[过渡]近年来为适应科技开展而研制出许多新型陶瓷材料，它的化学组成已远远超出硅酸盐范围，在信息科学、航天航天、生物工程、超导研究等领域得到广泛的应用。
[板书]四、玻璃和陶瓷的开展今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。
[板书]1、光导纤维[展示]光缆、光导纤维仪、光导纤维装饰品、玩具等。
上述物品及演示中，可以观察到：光导纤维可以传输光、图像、音乐等。
当然，它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。
还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。
[播放]光导纤维的视频。
[学生概括]光导纤维的主要性能和用途：传导光的能力很强，应用于通信。
[板书]2、高温结构陶瓷［讲述］结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。
以往用的最多的结构材料是金属。
但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢请大家阅读课本P65有关内容答复。
［答复］因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料非常适宜，而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。
〔1〕氧化铝陶瓷[展示]高压钠灯。
外罩是玻璃，里面的灯管是氧化铝陶瓷，是一种高温结构材料。
高压钠灯内温度高达1400℃，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
[展示]坩埚、高温炉管。
[讲解]性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：坩埚、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管〔2〕氮化硅陶瓷[展示] 氮化硅陶瓷制品说明：氮化硅陶瓷也是一种高温结构陶瓷，我国等少数先进国家，已经用它制造出来陶瓷柴油机。
其优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
当然，还有其他高温结构材料，如碳化硼陶瓷等等。
[讲述]新型陶瓷制成的防护片能承受航天飞机发射时因摩擦产生的1600℃以上高温，防止航天飞机铝合金外壳受热熔化，保护航天员的平安。
化学课件《玻璃、陶瓷和水泥》优秀ppt3 人教课标版
91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。――[兰斯顿·休斯] 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯·奥雷利阿斯] 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰·纳森·爱德瓦兹]
教学重点：
1、玻璃的主要成分和生产原理； 2、以玻璃为例认识物质的组成和反
应条件对性能和用途的影响。
教学难点：
初步建立物质的组成和反应 条件对性能和用途有很大的 影响等基本观念。
一、玻 璃
讨论:同学们在日常生 活中接触过哪些玻璃 制品?
实验室玻璃仪器
玻璃金字塔
思考讨论：
1、制造玻璃的主要原料是什么？ 2、玻璃窖中主要发生了哪些反应？ 3、玻璃的主要成分是什么？ 4、玻璃为什么可以被人工吹成不同 形状的制品？
节 玻璃、陶瓷和水泥
以含硅物质为原料，经加工制 得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐 工业。
如制造玻璃、陶瓷、水泥等 产品的工业都属硅酸盐工业。
教学目标：
1.了解硅酸盐工业及一些产品 . 2. 掌握玻璃、陶瓷和水泥的主 要化学成分、生产原料、性能 和在生活中的应用． 3.对化学与生产和生活实际的 联系有进一步的认识．
94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。――[约翰·拉斯金] 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。――[威廉·班] 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。――[萧伯纳]
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4、电学性能
常温下玻璃是电的不良导 体。温度升高时，玻璃的 导电性迅速提高，熔融状 态时则变为良导体。
5、热性质
玻璃的导热性很差，一般 经受不了温度的急剧变化。 制品越厚，承受温度急剧 变化的能力越差。
6、化学稳定性
玻璃的化学性质较稳定。 大多数工业用玻璃都能 抵抗除氢氟酸以外酸的腐 蚀．玻璃耐碱腐蚀性较差。 玻璃长期在大气和雨水的 侵蚀下，表面光泽会失去， 变得晦暗．尤其是一些光 学玻璃仪器易受周围介质 (如潮湿空气)等作用，表 面形成白色斑点或雾膜， 破坏玻璃的透光性，所以 在使用和保存中应加以注 意。
2、硬度
玻璃的硬度较大，硬度 仅次子金刚石、炭化硅 等材料，它比一般金属 硬，不能用普通刀和锯 进行切割；可根据玻璃 的硬度选择磨料、磨具 和加工方法，如雕刻、
抛光、研磨和切割等。
3、光学性
玻璃是一种高度透明的物质， 具有一定的光学常数、光谱特性， 具有吸收或透过紫外线和红外线、 感光、光变色、光储存和显示等 重要光学性能．通常光线透过愈 多，玻璃质越好．由干玻璃品种 较多，各种玻璃的性能也有很大 的差别，如有的铅玻璃具有防辐 射的特性．一般通过改变玻璃的 成分及工艺条件．可使玻璃的性 能有很大的变化。
三、玻璃加工工艺
（一）玻璃的工艺特性
1、玻璃原料 根据用量和作用的不同，玻璃原料
可以分为主要原料和辅助原料两大类。 主要原料决定了玻璃制品的物理化学 性能。辅助原料是为了使玻璃制品具有 某些特殊性能和加速熔制过程所加入 的物质
玻璃原料
主要原料
玻璃的主要原料有：硅砂（石英砂）、长石、纯碱、石灰石、硼 砂、碳酸钡、硫酸钡、含铅化合物及碎玻璃等。
冷热 加加 工工
表表 面面 精涂 加饰 工
成型后的玻璃制品，除极少数
能直接符合要求外(如瓶罐等)，
玻
大多数还须作进一步加工，以 得到符合要求的制品。经过二
璃 次加工可以改善玻璃制品的表
制 面性质、外观质量和外观效
品 果．
的 玻璃制品的二次加工可分为冷
二
加工、热加工和表面处理三大
次 类。
加 (1)玻璃制品的冷加工
第七章 稀土玻 璃与陶瓷
一、玻璃
1、原料：纯碱、石灰石和石英
2、主要设备：玻璃窑
3、生产过程：原料粉碎，玻璃窑中强热，成型冷却
4、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应
高温
Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑
高温
CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
玻璃
5、主要成分： SiO2 、 Na2SiO3、CaSiO3
工
冷加工是指在常温下通过
机械方法来改变玻璃制品的外
形和表面状态所进行的工艺过
程。冷加工的基本方法包括研
磨、抛光、切割、喷砂，钻孔
和雕刻等。
①、研磨是为了去除玻璃制品的表面缺陷或成 形后残存的凸出部分，使制品获得所要求的形 状，尺寸和平整度。
玻璃的加工工艺
玻璃制品的工艺过程
配料
成型
加热熔融
热玻璃的成型
压制成型 拉制成型
吹制成型 压延成型
压制成型
吹制成型
吹制成型
吹制成型 手工吹制的灯罩
拉制成型
拉制成型
拉制玻璃纤维纱布
压延成型
几种成型工艺制品形态的对比
玻璃的热处理
热处理的原因：
玻璃制品的加工过程中，由于温度剧烈变化和 受热不均匀，造成内部热应力，会影响最终制品的 机械性能，因此需要进行热处理。
（Na2O•CaO•6SiO2）
6、主要性能： 玻璃态物质，没有固定的熔 点，在一定温度范围内逐渐 软化，化学性质稳定，但易 被HF酸腐蚀。
二、玻璃的基本特性
1、强度
玻璃的强度取决于其化学组 成、杂质含量及分布、制品 的形状、表面状态和性质、 加工方法等。玻璃是一种脆 性材料，其强度一般用抗压， 抗张强度等来表示。玻璃的 抗张强度较低，由于玻璃的 脆性和玻璃表面的瑚裂纹所 引起的。玻璃的抗压强度约 为抗张强度的14—15倍。
硅砂：是玻璃生产中的主要原料，约占70%以上。长石的引人主 要是为了提高玻璃的化学稳定性。
纯碱：作用在于降低玻璃熔体的黏度，有助于玻璃的 熔化。石灰 石提供了氧化钙，能在玻璃中起到稳定剂的作用。
硼砂：作用是提高玻璃的化学稳定性，降低玻璃的膨胀系数，提 高玻璃的折光率，使之具有良好的光泽。
碳酸钡、硫酸钡：可吸收射线，常用于防辐射玻璃。 含铅化合物：降低玻璃熔体的黏度，降低玻璃的熔制温度，提高 玻璃的折光率，使玻璃具有特殊的光泽。 碎玻璃：降低能耗。
退火
消除热应力，使内部 结构均匀
淬火
在制品表面形成压力层， 提高机械强度及热稳定性
退火
创建匀热和结构调整所需的、均匀的温度场，减小 各部之间的结构差，随温度均匀而消除暂时应力， 防止玻璃制品炸裂。
淬火
淬火是通过热处理来制造钢化玻璃的一种方式。
（二）玻璃制品的二次加工
玻璃的二次加工
成型加工 + 表面处理
2、玻璃的熔制
玻璃的熔制是指将配合料经过高温熔融，形成均匀
无气泡并符合成形要求的玻璃液的过程，它是玻璃生产 中很重要的环节，是获得优质玻璃制品的重要保证。玻 璃的熔制是一个非常复杂的工艺过程．它包括一系列物 理化学反应过程，其结果是使各种原料混合物变成复杂 的熔融物，即玻璃液。
各种配合料在加热至高温并形成玻璃的过程中所发生 的变化，从工艺角度而论，大致可以分为硅酸盐的形成、 玻璃的形成、澄清、均化和冷却五个阶段，下表所列是 对常用的钠—钙—硅玻璃熔制过程以及所产生的反应、 生成物和工艺条件的说明。
玻璃原料
辅助原料
⑴澄清剂：向玻璃配合料或玻璃溶液中加入一种高温时本身能气化 或分解放出气体，以促进排除玻璃中气泡的添加物称为澄清剂. ⑵着色剂：使玻璃制品着色的添加剂你为着色剂，通常使用锰．钻、 镍、铜、金、硫、硒等金属和非金属化合物，其作用是使玻璃对光 线产生选择性吸收，从而显出一定的颜色. ⑶脱色剂；为了提高无色玻璃的透明度，常在玻璃熔制时，向配合 料中加入脱色剂，以去除玻璃原料中含有铁．铬、钛、钒等化合物 和有机物的有害杂质。 ⑷乳浊剂：使玻璃制品对光线产生不透明的乳浊状态的添加物祢为 乳浊剂． ⑸助熔剂：能促使玻璃熔制过程加速的添加物称为助熔剂或加速剂。