陶瓷、水泥和玻璃的生产简介
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硅酸盐工业简介硅酸盐工业,是以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料,如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。
1.硅酸盐自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物是构成地壳岩石的主要成分,粘土是制造瓷器的主要原料,粘土的主要成分是硅酸盐,常见的粘土有高岭土,绝大多数硅酸盐难溶于水,可溶性硅酸盐中最常见的是32SiO Na ,它的水溶液俗称水玻璃或泡花碱。
硅酸盐种类很多、结构复杂,其复杂的硅酸盐常用氧化物的形式表示。
如:硅酸钠 32Si O Na [32SiO O Na 、]高岭石 2Al )O (Si 52 4(OH) [O 2H 2S iO O Al 2232、、]2.硅酸盐工业(1)水泥:①原料:粘土、石灰石辅助原料:石膏(石膏作用:调节水泥硬化速度。
)②设备:水泥回转窑。
③流程:两磨一烧。
④水泥主要成分:硅酸三钙(2SiO 3CaO 、)硅酸二钙(2SiO 2CaO 、)铅酸三钙(32O Al 3CaO 、)⑤水泥硬化过程(水硬性):水泥加水生成水合物并放出大量的热,渐渐转成胶状物,一部分凝结成晶体,然后与胶状物结合成牢固的固体。
⑥特种水泥:由水泥、沙子、和水的混合物称水泥砂浆,由水泥、沙子和碎石的混合物称混凝土。
(2)玻璃:①原料:纯碱、石灰石、石英;②生产设备:玻璃熔炉;③成分:2332S iO CaS iO S iO Na 、、④反应原理:232SiO CO Na +↑+232CO S iO Na23S iO CaCO +↑+23CO CaS iO⑤玻璃的种类:普通玻璃、特种玻璃。
特种玻璃:硼酸盐玻璃、铅玻璃、钴玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等等。
⑥玻璃态物质的特点:没有固定的熔点,而在某一定温度范围内逐渐软化。
(3)陶瓷:①原料:粘土;②过程:混合—成型—干燥—烧结—冷却—陶器;③陶瓷的特点:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温绝缘易成型特点。
导入新课玻璃是我们生活中最常见的材料之一。
玻璃装饰的墙面酒杯玻璃雕花在制造玻璃时,加入不同的原料可以使玻璃拥有不同颜色和特性。
色彩斑斓的玻璃纤维化学性质稳定的试管陶瓷在我国有着悠久的历史,我国也以制造精美的陶瓷而闻名世界。
Page 3随着科技的发展,我们也发明了许多具有特殊性质的陶瓷材料,来满足某些特殊行业的需求。
由陶瓷制成的工业零部件Page5为什么现在的楼房建得越来越高?这是钢筋混凝土的功劳,它将钢筋和混凝土两者的优点结合了起来,强度非常大,常用来建造高大的建筑。
3.3 玻璃、陶瓷和水泥1. 玻璃2. 陶瓷3. 水泥4. 玻璃和陶瓷的新发展Page 7教学目标知识与技能了解硅酸盐工业及一些产品;.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;对化学与生产和生活实际的联系有进一步的认识。
过程和方法通过介绍光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃,知道玻璃的化学组成和对玻璃进行各种工艺处理,可以制得具有不同性能和用途的玻璃。
通过陶器的发明对于人类的重要意义这个角度来引入陶瓷。
情感态度和价值观了解玻璃、陶瓷和水泥等新型材料在高新科技领域中的广泛应用,认识化学对于促进社会发展和科技进步等方面所起的重要作用。
教学重难点重点:玻璃的主要成分和生产原理;水泥主要化学成分和使用注意事项;以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。
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。
1. 玻璃玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英。
主要设备:玻璃熔炉生产过程:原料粉碎,玻璃熔炉中强热,塑型冷却。
反应原理:复杂的物理、化学变化,主要反应高温Na 2CO 3+SiO 2 Na 2SiO 3+CO 2↑ 高温 CaCO 3+SiO 2 CaSiO 3+CO 2↑ 主要成分: Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2玻璃没有固定的熔点,在一定温度范围内逐渐软化,在软化状态时可以被吹成任何形状的制品。
无机非金属材料:玻璃、陶瓷和水泥【学习目标】1、了解水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途;2、认识光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料;3、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。
【要点梳理】【无机非金属材料和有机高分子材料ID:407550#玻璃】要点一、玻璃1、生产玻璃的主要原料玻璃的种类很多,主要是普通玻璃。
生产玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)。
要点诠释:(1)生产石英玻璃的主要原料仅是石英(SiO2)。
(2)生产其他特种玻璃还要用到氧化钴(Co2O3)、氧化亚铜(Cu2O)、硼砂(Na2B4O7·10H2O)等作辅助原料,生产钾玻璃要用K2CO3代替Na2CO3。
2、生产玻璃的主要设备生产玻璃的主要设备是玻璃窑。
3、生产玻璃的主要原理将原料按一定比例混合,粉碎后放入玻璃窑中加强热,原料熔融后发生了复杂的物理变化和化学变化。
生产过程中发生的主要反应为:CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑4、普通玻璃的主要成分在原料中,SiO2的用量是比较大的,所以,普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的物质,主要成分是SiO2。
最常见到的普通玻璃的组成用氧化物的形式表示为Na2O·CaO·6SiO2。
要点诠释:因为玻璃中含有二氧化硅,而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应,因此,制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器。
5、玻璃的性质(1)玻璃的物理性质玻璃通常为表面光滑、致密、硬而脆的固体,属于混合物。
玻璃没有一定的熔点,而是在某个温度范围内逐渐软化,在高温时逐渐软化甚至变为液体。
在软化状态时,可以被吹制成任何形状的制品。
高温熔融的液体玻璃能抽出细丝。
在制作玻璃的过程中,如果加入某些金属氧化物可制成有色玻璃。
例如,加入Co2O3后玻璃呈蓝色,加入Cu2O后玻璃呈红色,普通玻璃中二价铁呈淡绿色。
《玻璃、陶瓷和水泥》讲义一、引言玻璃、陶瓷和水泥是我们日常生活中常见的材料,它们在建筑、装饰、工业等领域都有着广泛的应用。
了解它们的性质、生产工艺和用途,对于我们更好地认识和利用这些材料具有重要意义。
二、玻璃(一)玻璃的定义和组成玻璃是一种非晶态固体,通常由二氧化硅(SiO₂)、氧化钠(Na₂O)、氧化钙(CaO)等氧化物组成。
这些成分的比例不同,可以制得具有不同性能的玻璃。
(二)玻璃的性质1、透明性玻璃具有良好的透明性,能够让光线透过,这使得它在窗户、灯具等方面得到广泛应用。
2、硬度玻璃的硬度较高,不易被划伤,但较脆,容易破碎。
3、耐腐蚀性玻璃对大多数化学物质具有良好的耐腐蚀性,能够在各种环境中保持稳定。
(三)玻璃的生产工艺1、原料准备将石英砂、纯碱、石灰石等原料按一定比例混合。
2、熔融将混合好的原料放入熔炉中,加热至高温使其熔融。
3、成型通过吹制、压制、拉制等方法将熔融的玻璃液制成所需的形状。
4、退火消除玻璃内部的应力,提高其稳定性。
(四)玻璃的用途1、建筑领域用于窗户、幕墙、玻璃门等。
2、汽车工业汽车的车窗、挡风玻璃等。
3、光学仪器显微镜、望远镜、相机镜头等。
4、家居用品玻璃器皿、镜子等。
三、陶瓷(一)陶瓷的定义和分类陶瓷是由黏土等天然原料经过高温烧制而成的材料。
根据用途和性能的不同,陶瓷可以分为日用陶瓷、建筑陶瓷、工业陶瓷等。
(二)陶瓷的性质1、硬度高陶瓷的硬度通常比金属还高,耐磨性能好。
2、耐高温能够在高温环境下保持稳定,不易变形。
3、绝缘性好是良好的电绝缘材料。
(三)陶瓷的生产工艺1、原料处理对黏土等原料进行筛选、粉碎、混合等处理。
2、成型可以采用注浆成型、压制成型、可塑成型等方法。
去除坯体中的水分。
4、烧制在高温窑炉中进行烧制,使坯体发生物理化学变化,形成陶瓷。
(四)陶瓷的用途1、日用陶瓷餐具、茶具、花瓶等。
2、建筑陶瓷瓷砖、地砖、卫生洁具等。
3、工业陶瓷电子陶瓷、耐磨陶瓷、高温陶瓷等。
玻璃水泥陶瓷的原料和成分玻璃水泥陶瓷是一种耐磨、耐腐蚀、耐高温的新型综合材料,在抗磨耗、抗腐蚀、抗老化和耐高温等性能上具有优越特点,并且具有抗冲性的特殊功能,可以用于作滑动轴承、水泵、电机等机械设备的共轨头,也可用作精密设备的密封件,以及电路、汽车及其他工况的密封圈,可作为能源站的热室、锅炉的乳化系统。
玻璃水泥陶瓷的主要原料有玻璃熔炉、氓渣粉、煤灰粉、碳化硅、铝氧化物、氧化铝、H4SiO4和石灰石等,可以根据不同用途配制不同的配方,使不同玻璃水泥陶瓷具有不同性能。
1. 玻璃熔炉:玻璃熔炉是玻璃水泥陶瓷的主体原料,其中的硅、铝、钙、镁的组成及比例,很大程度影响玻璃水泥陶瓷的物理和热性能。
2. 氧化铝:氧化铝是玻璃水泥陶瓷中重要成分,主要用作网状结构填充材料,有利于形成高强度、密度低、表面光洁等特性。
3. H4SiO4:H4SiO4是玻璃水泥陶瓷中质量上重要成分,它含有强烈的缩短剂,有利于玻璃水泥陶瓷的热变形以及热收缩等特性。
4. 煤灰粉和氓渣粉:煤灰粉和氓渣粉在玻璃水泥陶瓷的组成中也有重要的作用,它们具有向外抗热散射的性能,增加玻璃水泥陶瓷体积和面积,使得玻璃水泥陶瓷更有填充性,更有绝缘性能。
5. 碳化硅:碳化硅是玻璃水泥陶瓷原料相当重要的一部分,它是由碳与硅调配而成,质地轻而力学性能也强,在进一步增加玻璃水泥陶瓷的性能方面有着十分重要的地位。
6. 石灰石:石灰石是玻璃水泥陶瓷的轻质料,其中的构成根据用途的不同而不同,它具有较大的抗热和抗紫外线的能力,能够改善玻璃水泥陶瓷结构的结晶度,以及其它特性。
玻璃水泥陶瓷是一种新型综合材料,其中的原料和成分复杂多样,经过一定的加工精制后,具有耐磨耐腐、耐老化和耐高温等优良性能,特别重要的是其具有抗冲激性的特殊功能,这些特点使其在机械设备、精密设备和能源站及其他工况的应用中得到了广泛的应用。