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课题1 无机非金属材料
[学习目标] 1.了解普通陶瓷、普通玻璃和普通水泥的生产原料、制作过程、主要性能和用途。2.了解几种特殊玻璃的主要性能和用途。3.了解新型陶瓷、单晶硅、石墨、金刚石、足球烯等的生产原料、制作过程、主要性能和用途。4.了解光导纤维的性能和用途。
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一、传统硅酸盐材料
1.传统硅酸盐材料的特点
传统硅酸盐材料一般是以_____、_____、______、______等为原料生产的,这些原料一般都含有_______,空间结构为_________, 结构的特殊性决定硅酸盐材料大多具有稳定性____、硬度____、熔点___、_____于水、绝缘、耐______等特点。因此由它们制造的陶瓷、玻璃、水泥等材料,被广泛地应用于生产和生活中。
黏土
石英
钾长石
钠长石
[SiO4]4-
四面体
强
高
高
难溶
腐蚀
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2.陶瓷
(1)制造陶瓷的主要原料:______。
(2)制造陶瓷的一般过程:______、______、______、_____、_____、成品陶瓷器。
(3)种类(根据原料、烧制温度划分):_____、 _____、 _____等。
3.玻璃
(1)主要生产原料:_______、______、 ______。
(2)反应原理(用化学反应方程式表示):
_________________________________;
________________________________ 。
(3)主要工序:______、_____、_____和_____。
(4)普通玻璃的成分:________、_______和SiO2熔合在一起而形成的玻璃态物质。
黏土
混合
成型
干燥
烧结
冷却
石英砂
石灰石
纯碱
热熔
澄清
成型
缓冷
Na2SiO3
CaSiO3
土器
炻器
瓷器
Na2CO3+SiO2eq \o(=====,\s\up16(高温))Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2eq \o(=====,\s\up16(高温))CaSiO3+CO2↑
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4.水泥(普通硅酸盐水泥)
(1)主要生产原料:_______、______和辅助原料。
(2)普通水泥的成分:___________________、_____________ _____________、______________________和__________ __________________等。
石灰石
黏土
硅酸三钙(3CaO·SiO2)
硅酸二钙
(2CaO·SiO2)
铝酸三钙(3CaO·Al2O3)
铁铝酸钙
(4CaO·Al2O3·Fe2O3)
石灰石
黏土
生料
熟料
石膏
空气和水
水泥
沙子
碎石
水泥
沙子
(3)生产过程:eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs9\al\co1(_______,_______))
eq \o(――――――→,\s\up15(按比例混合),\s\do15(磨细))_______eq \o(――――→,\s\up15(煅烧),\s\do15(回转窑))_______eq \o(――――→,\s\up18(加_____),\s\do15(磨粉))水泥。
(4)特性:水硬性。即可以在___________中硬化。
(5)用途:①水泥砂浆:______、______和水的混合物。
②混凝土:______、______和______的混合物。
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【思考·讨论】
1.玻璃为什么能被人工吹制成各种形状?
答案 玻璃不是晶体,而是玻璃态物质,这类物质没有固定的熔点,而是在某个温度范围内逐渐软化,在软化状态时,可被吹制成各种形状的制品。
2.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。
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二、新型无机非金属材料
1.新型陶瓷
新型陶瓷的组成已突破了以_______两种元素为主的传统组成体系,进一步提高了陶瓷的性能。
(1)碳化硅(金刚砂)陶瓷
①特性:硬度____,化学性质____,耐______________,可作航天器的涂层材料。
②工业上制取碳化硅的反应方程式:
________________________________。
Si和O
2 000℃的高温
高
稳定
SiO2+3Ceq \o(=======,\s\up15(>1 900 ℃))SiC+2CO↑
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(2)氮化硅陶瓷
①特性与用途:熔点_____,硬度_____,化学性质______,在高温时仍可保持室温时的强度和硬度,可用于制造_____