第七章稀土玻璃和陶瓷教材
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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。