2018高中化学第3章探索生活材料第3节玻璃、陶瓷和水泥1

第一篇：2018高中化学第3章探索生活材料第3节玻璃、陶瓷和水泥1

第三章 探索生活材料 第三节 玻璃、陶瓷和水泥

第三节玻璃、陶瓷和水泥

一、教学设计

本节主要介绍了玻璃、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。

对于玻璃，强调调整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，并以光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃等为例作了说明。对于陶瓷，是从陶器的发明对于人类的重要意义这个角度来引入的。对于水泥，则是从实用的角度出发，介绍了水泥的强度等级和存放时的注意事项等。

介绍光导纤维和高温结构陶瓷，目的是让学生了解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。

本节教学重点：玻璃的主要成分和生产原理，水泥的主要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。

本节教学难点：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。

教学建议如下：

1?对于玻璃、陶瓷和水泥，可以从不同的角度来引入。

例如，对于玻璃，可通过“学与问1”和图3-21入手提出问题，进而介绍制造普通玻璃的主要原料、生产时的反应原理和主要成分，以及玻璃态的概念；对于陶瓷，可利用图片或录像从人类科技发展史或中华文明发展史的角度引入，进而介绍制造陶瓷器的主要原料、生产过程（图3-27）；对于水泥，则可以从水泥的广泛使用入手，介绍生产水泥的主要原料、水泥的化学成分和水硬性等。

2?对于玻璃、陶瓷和水泥，要突出不同的重点。

例如，对于玻璃，重点是以硼硅酸盐玻璃(向普通玻璃中加入一定量的B2O3)、光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃等为例，让学生认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响；对于陶瓷，重点是让学生了解陶器的发明对于人类的重要意义，以及通过讨论釉料中的金属元素、烧制时的空气用量和彩釉颜色的关系，进一步加深对物质的组成和反应条件对性能和用途影响的认识；水泥的重点则是让学生了解水泥的使用方法和注意事项等。

3?光导纤维和高温结构陶瓷的教学要体现开放性，如充分利用图片或录像等，也可以通过参观、展览等活动进行，以开阔学生视野，激发学习兴趣。

教学设计参考：

【教学设计1】采用情感体验与问题探究相结合的教学方法。

1?玻璃和陶瓷

观看玻璃的生产流程和琳琅满目的玻璃制品的录像，激发学生强烈的求知欲。在此基础上，提出以下问题：

（1）制造普通玻璃的主要原料是什么？

（2）玻璃窑中主要发生了哪些化学反应？

（3）玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？

（4）制造高级化学反应容器的玻璃和普通玻璃有何不同？

（5）光学玻璃、彩色玻璃、变色玻璃、钢化玻璃是怎样制造的？

观看陶瓷的录像之后，提出以下问题：

（1）你知道哪些陶器？哪些瓷器？两者有何区别？

（2）制造陶瓷器的主要原料是什么？手工制造陶瓷器有哪些过程？

（3）瓷器上釉是怎么回事？绚丽多彩的瓷器是怎样制得的？

（4）在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时的空气用量不同，都会影响彩釉的颜色。这对你有什么启示？

然后引导学生自学和相互讨论，最后师生进行总结。

2?水泥

观看水泥的录像→展示水泥样品→进行实验，观察水泥的硬化过程→讲解水泥的水硬性，简介水泥的强度等级标准→提问：什么叫水泥砂浆？什么叫钢筋混凝土？钢筋混凝土为什么能支撑高楼大厦？→指导学生阅读并完成“思考与交流”中的问题1，布置问题2为课后作业。

3?光导纤维和高温结构陶瓷

观看录像后，引导学生畅谈感想和体会，认识化学对于促进社会和科技发展所起的重要作用。

以上设计的基本流程是：感受体验（观看录像）→设问质疑（提出问题）→自学讨论→释疑归纳。

【教学设计2】以问题情境切入，采用启发讲授和讨论交流相结合的教学方法。

展示各种玻璃制品的图片，设计问题情境：普通玻璃的生产原料是什么？主要化学反应是什么？→教师讲解主要的化学反应→展示图3-21，并提问：玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？→学生看书后回答→教师提问：普通玻璃制品虽然玲珑剔透，但有很多致命的缺点，如易碎、不耐高温、骤冷或骤热发生炸裂等，如何改造其缺点提高其性能呢？→学生讨论→展示硼硅酸盐玻璃、光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃等图片→请同学讲解这几种玻璃是如何制造的→布置“实践活动1”，然后进行交流（也可以提前布置，课上交流）。

基本流程是：设计问题情境→讲解或自学讨论→归纳与总结。

二、活动建议

【实践活动1】

建议将学生分成不同小组，每个小组负责研究一种玻璃。可通过科普读物或网络进行查阅，成果可以小论文、自述等多种形式进行交流。

提示：

1?化学实验室中的玻璃仪器通常是用硼硅酸盐玻璃制造的。向普通玻璃中加入一定量的B2O3等就制得硼硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数小，化学稳定性好，因而更耐高温和耐化学腐蚀，常用于制造化学仪器。

2?钢化玻璃、夹层玻璃，以及由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的其他玻璃制品如中空玻璃等都属于安全玻璃。

经过热处理工艺制得的钢化玻璃具有良好的机械性能，而且破碎后的碎片没有尖锐的棱角，能够达到安全要求，常作为汽车或火车的窗玻璃等。

夹层玻璃是在两层玻璃中间夹一层或多层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜，在加热、加压的条件下黏合而成。夹层玻璃具有抗冲击、防紫外线、隔音和隔热等性能。当夹层玻璃破碎后，碎片仍然粘在PVB膜上。一般多用于汽车的前风挡和高层建筑物的窗户等。

中空玻璃是指把两片或两片以上的玻璃中间充以干燥的空气，四周密封而制成的玻璃。中空玻璃能起到隔音、隔热和防结露等作用，广泛应用于建筑物的窗户、冷藏库和冷藏柜等。

变色玻璃可参考教科书中的“资料卡片”。

【实践活动2】

该活动可作为课堂演示实验或学生家庭小实验。建议用透明的食品包装盒（如盛放月饼的小塑料盒）作容器，水泥硬化时间与水泥的组成和环境温度等有关，课堂演示一般需15min以上才有明显的硬化现象。

三、问题交流

【学与问1】

玻璃与晶体不同，没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化。在软化状态时，玻璃可以被人工吹制成任何形状的制品。

【学与问2】

陶瓷烧制时发生了复杂的化学反应。一方面，在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时生成不同的金属氧化物（组成不同），不同的金属氧化物颜色不同；另一方面，烧制时空气用量不同（反应条件不同），得到金属离子的氧化态不同，因此颜色也不同。

设置这样一个问题的目的是让学生进一步体会物质的组成和反应条件对性能和用途的影响，从而强化学生对这个基本观念的认识。

【思考与交流】

以下内容仅供参考。

1?水泥具有水硬性，跟水掺和、搅拌并静置后很容易凝固变硬。水泥的吸水能力很强，能吸收空气中的水分并与之发生反应而硬化变质。因此，水泥在储存和运输过程中要注意防水、防潮。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。

2?(1)注意防水、防潮，一定要在保质期内使用。

(2)所用水泥的强度等级要符合要求。

(3)水泥运输和使用时要注意防止粉尘污染，散装水泥要用专用车辆运输。

(4)加入的水应选用洁净的淡水，不得含有油脂类或糖类物质。

(5)拌合后的混凝土应及时浇筑，放置时间不应超过2小时。严禁将已终凝的混凝土重新拌合使用。

(6)混凝土浇筑后应及时养护，保持混凝土湿润。夏季高温季节要注意防止阳光曝晒，增加浇水养护次数；冬季低温季节应采取保温措施，避免混凝土受冻。养护时间一般不得少于7天。

(7)要与砂石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配、正确使用。

四、习题参考

1?玻璃的化学组成不同，制造玻璃时的工艺(反应条件)不同，都会影响玻璃的性能和用途。回收和再利用是减少玻璃垃圾最有效的方法。

2?2001年4月我国实施的水泥新标准用强度等级来表示水泥的不同性能。将水泥和砂子按规定的比例混合，制成规定大小和形状的水泥试件。把水泥试件在水中养护28天时所具有的抗压强度的最低值(单位：MPa)确定为水泥的强度等级。例如，检测到某水泥试件养护到28天时所具有的抗压强度为42.5MPa，则这种水泥的强度等级为42.5。

除了抗压强度以外，不同强度等级的水泥对于28天时的抗折强度也有一定的指标要求。而且虽然水泥的强度等级是根据28天时的抗压强度指标的最低值来确定的，但养护到3天时也有相应的抗压强度和抗折强度指标要求。

3?除了光导纤维外，人们已经研制出了许多新型玻璃，如防盗玻璃、钢化玻璃等安全玻璃；微晶玻璃也是异军突起，应用前景十分广阔。除高温结构陶瓷外，新型陶瓷层出不穷，如纳米陶瓷、氧化物陶瓷和压电陶瓷等。

第二篇：玻璃、陶瓷和水泥教案

玻璃、陶瓷和水泥教案

一、教学目标

知识与技能：

1、掌握制造玻璃的主要原料、主要成分及反应原理；

2、初步了解几种常见玻璃的性能与用途；

3、掌握制造陶瓷的主要原料；了解陶瓷的制作过程和用途。

过程与方法：通过对玻璃、陶瓷知识的教学，培养学生的自学能力、对新信息的加工、思维能力、分析能力、总结归纳能力和表达能力。

情感、太与价值观：1，激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识。

二、教学重点

1、玻璃的主要成分和生产原理；

2、陶瓷主要制备原料及制备过程；

3、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

三、教学难点

1、玻璃的主要成分和生产原理；

2、陶瓷主要制备原料及制备过程

四、教学方法

指导阅读法 归纳总结

五、教学过程

【导入】同学们；高一第一章我们学习了常用化学仪器，我们来说说有哪些仪器？（烧杯、试管、量筒、酒精灯、坩埚、蒸发皿等等）。下面我们来了解这些仪器的成分以及它们的制备。【板书】3 玻璃、陶瓷和水泥

【思考与讨论】

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？

【老师】给同学们几分钟时间带着以上问题来阅读完玻璃这小节，阅读完请同学来归纳总结。【板书】

一、玻璃

1、普通玻璃的主要原料：纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）、石英（SiO2）

2、反应原理：复杂的物理、化学变化。主要反应： Na2CO3+SiO2=== Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2=== CaSiO3+CO2↑

3、主要成分：硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)（用量大）【思考】看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？请大家思考后回答，说出判断的依据。

【讲解】 事实上，玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形(当然，构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的)，它有固定的熔点。而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，我们把它叫做玻璃态。

【板书】

4、玻璃态：没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。【老师】下面我们来看看课本，来了解几种常见玻璃性能与用途。

5、几种常见玻璃性能与用途：

a硼硅酸盐玻璃：过量的SiO2或加入B2O3。性能：膨胀系数小、化学稳定性好，更耐高温和耐化学腐蚀．用途: 高级化学仪器

b光学玻璃：加入PbO。性能：透光性能好、折光率高。用途：眼镜片、照相机、望远镜和显微镜中的透镜等光学仪器。

c有色玻璃：蓝色(Co2O3)红色(Cu2O)淡绿色(FeO)。金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现特征颜色。用途: 工艺玻璃制品 d钢化玻璃：方法：普通玻璃在钢化炉里加热软化，取出后再急速冷却。性能: 机械强度大、抗震烈、不易破碎；碎块无棱角。用途: 汽车或火车车窗。【阅读】 资料卡片—变色玻璃(变色眼镜)【板书】 e变色玻璃：

【老师】玻璃的性质我们已了解了，下面来看看例题 1.下列关于玻璃的叙述正确的是（AB）A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英 B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体 D.玻璃是硅酸钠盐，有一定的熔点

2.与普通玻璃具有相同组成的是（C）

A、光学玻璃 B、有色玻璃 C、钢化玻璃 D、有机玻璃

【讲述】我国早在8000年前便发明了制陶技术，是世界上最先烧造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”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。【板书】

二、陶瓷

【提问】我国素有“瓷都”之称的地方在哪里？“陶都”之称的地方在哪里？ 【回答】江西景德镇。浙江宜兴。

【讲述】对。景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为：“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。”可见有多么的精致了。

【讲述】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。

【板书】

1、制造陶瓷的主要原料：黏土（主要成分可表示为Al2O3.2SiO2.2H2O）【讲述】看图讲解制造陶瓷的过程

【板书】

2、陶瓷的制备过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶器

【讲述】一般烧制的陶瓷制品，表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。但日常生活中的许多陶瓷制品，表面光滑、不渗水，而且色彩丰富，非常漂亮。这是因为烧制前在坯体表面涂上一层彩釉的缘故。

【板书】

3、彩釉：在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得。

【学与问】在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时的空气用量不同，都会影响彩釉的颜色，这对你有什么启示？

【讲述】

1、在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时生成不同的金属氧化物，不同金属氧化物的颜色不同；

2、烧制时空气用量不同，得到金属离子的氧化态不同，颜色也不同

【板书】

4、陶瓷的性能：耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、耐磨损、绝缘、易成型等 【讲述】日常生活中的生活餐具、电器绝缘瓷、实验室坩埚和蒸发皿等都是陶瓷制品。一些耐高温、耐高压的新型陶瓷被用来代替钢材使用。所以陶瓷被广泛应用于生活和生产中。

【总结】回忆这节课所学的内：要掌握制造普通玻璃的原料、成分及原理，还有几种常见玻璃性能与用途；要掌握制造陶瓷的主要原料和制备过程及陶瓷的性能。

六、板书设计 玻璃、陶瓷和水泥教案

一、玻璃

1、普通玻璃的主要原料：纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）、石英（SiO2）

2、反应原理：复杂的物理、化学变化。主要反应： Na2CO3+SiO2=== Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2=== CaSiO3+CO2↑

3、主要成分：硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)（用量大）

4、玻璃太物质概念 ：没有一定的熔点而在某一温度范围内逐渐软化的物质。

5、几种常见玻璃性能与用途：有色玻璃、钢化玻璃、变色玻璃 陶瓷

1、制造陶瓷的主要原料：黏土（主要成分可表示为Al2O3.2SiO2.2H2O）

2、陶瓷的制备过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶器

3、彩釉：在普通釉料中加入一些重金属离子即可制得。

4、陶瓷的性能：耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、绝缘、易成型等

七、课堂练习

1.下列物质中属于纯净物的是

A.Na2CO3·10H2O B.水泥

C.纯净的盐酸

D.普通玻璃 2.下列叙述正确的是

A.酸均不能与酸性氧化物反应 B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸 C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同 D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同 3.与普通玻璃相比具有相同组成的是

A.钢化玻璃

B.光学仪器玻璃

C.石英玻璃 D.有色玻璃 4.下列物质有固定熔点的是

A.水泥

B.玻璃

C.Na2O·SiO2

D.水玻璃 5.熔融烧碱应选用的器皿是

A.石英坩埚

B.生铁坩埚

C.普通玻璃坩埚

D.陶瓷坩埚 参考答案：

1、A

2、BD

3、C

4、C

5、B

八、作业布置

九、教学反思

第三篇：《 玻璃、陶瓷和水泥》 教案(新

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，保护航天员的安全。

[投影]

［小结］以上我们所讲述的，只不过是新型无机非金属材料中的点滴，在此领域中，还有许许多多的已知和未知等待我们去了解和发掘。目前，科学家们对材料的研究已由宏观进入微观。人类智慧的力量是伟大的，希望你们现在能好好学习，并在将来能有机会在材料研究的天空里大显身手，为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献![课堂练习] １、高温结构陶瓷与金属材料相比，优点是

Ａ．耐高温耐腐蚀，不怕氧化 Ｂ．密度小，硬度大

Ｃ．韧性好，易于切削、锻打、拉伸 Ｄ．良好的传热导电性 ２、下列有关材料用途的说法不正确的是

Ａ．氧化铝陶瓷可用做高压钠灯的灯管 Ｂ．氮化硅陶瓷可用做陶瓷发动机的材料 Ｃ．光导纤维可用做遥测遥控、照明等 Ｄ．氧化铝陶瓷可用做半导体材料

３、目前已有多个国家的大汽车公司试制无冷却式陶瓷发动汽车．我国在１９９０年装 配了一辆并完成了试车．这种陶瓷柴油发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是新型无机非金属材料中的

Ａ．氧化铝陶瓷 Ｂ．氮化硅陶瓷 Ｃ光导纤维 Ｄ．玻璃钢

４、氮化硅（Ｓｉ3Ｎ４）是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐 高温和耐腐蚀等特性，其超强的拉弯强度达到８×１０～１０×１０Ｎ·ｃｍ，而且0在１２００Ｃ高温下也不会下降，用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节约燃料３０％左右，热功转换效率提高到４０％～５０％． 粉末状的Ｓｉ3Ｎ４可以由ＳｉＣｌ４的蒸气和氨气的混合物反应制取．粉末状的Ｓｉ3Ｎ４对空气和水都不稳定．但是，将粉末状

４

４

－２

的Ｓｉ3Ｎ４和适量的ＭｇＯ在２３０×１．０１×１０５Ｐａ和１８５Ｃ的密闭容器中热处理，可以制得表面结构十分致密而且对空气和水都十分稳定的高温结构材料．

（１）写出由ＳｉＣｌ４和ＮＨ３反应制备Ｓｉ３Ｎ４的化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

（２）分别写出Ｓｉ3Ｎ４与Ｈ２Ｏ、Ｏ２反应的化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

（３）为什么表面结构致密的Ｓｉ3Ｎ４不再受Ｈ２Ｏ、Ｏ２的侵蚀？ 参考答案：

1、Ａ、Ｂ

2、Ｄ

3、Ｂ

4、（１）３ＳｉＣｌ４＋４ＮＨ３＝Ｓｉ３Ｎ４＋１２ＨＣｌ（２）Ｓｉ３Ｎ４＋６Ｈ２Ｏ＝３ＳｉＯ２＋４ＮＨ３↑

Ｓｉ３Ｎ４＋３Ｏ２＝３ＳｉＯ２＋２Ｎ２

（３）固体Ｓｉ３Ｎ４表面与空气中的Ｏ２反应，生成稳定的ＳｉＯ２，从而形成了致密的ＳｉＯ２保护层，防止内部的Ｓｉ３Ｎ４继续与空气和水接触而被侵蚀．

[作业]P65 3、4 [板书设计]

四、玻璃和陶瓷的发展

1、光导纤维

2、高温结构陶瓷（1）氧化铝陶瓷（2）氮化硅陶瓷

知识拓展

（一）：

陶器 用泥土等无机物质做原料，采取手工或其他方法做成所需要的形状，经过800℃至900 ℃温度焙烧硬化而成的物品。一般为日用盛器、炊器、建筑构件及艺术陈设品。器体不透明，有小孔，有吸水性。中国历史上的陶器种类很多，相继出现了红陶、灰陶、黑陶、白陶、彩陶、彩绘陶和釉陶等品种。中国制作陶器的历史十分悠久，根据考古调查，有一万多年的历史。从旧石器时代结束、新石器时代开始的时期，就发明了制陶术，所以陶器发明是新石器时代的一个重要标志。

瓷器 以瓷土即高岭土为原料，经拉坯成型、施釉、入窑焙烧制成的器物。瓷器经1300 ℃以上高温烧成，胎体烧结后呈白色或灰白色，致密坚硬，扣之能发出清脆的铿锵之声。表面的一层玻璃质透明釉与胎体结合紧密，釉层不易剥落，几乎不吸水。瓷器根据釉色可以分为青瓷、黑瓷、白瓷、彩瓷四大类。瓷器源于中国，早在3000多年前的商代即生产出原始青瓷，公元2世纪的东汉时期烧制出比较成熟的青瓷。烧造瓷器的窑口遍布南北方各地，经过南北朝、隋唐的发展，到宋代已是窑口林立，产品各具特色，出现了汝、官、哥、定、钧五大名窑。南宋至元代开始，中国瓷业中心逐渐集中到江西景德镇，青花、釉里红等釉下彩的发明开创了一个新局面，明清釉上彩瓷又大大改变了瓷器的审美倾向，使之走向精美华丽，使瓷器烧造工艺达到历史上的顶峰。

青瓷 釉面基本色调呈青绿色的瓷器。3000年前的商代中期开始出现的原始青瓷，为我国最早的青瓷。东汉时期青瓷进入成熟阶段。六朝时期，青瓷工艺水平迅速提高，隋唐时期青瓷生产更加繁荣，越窑、瓯窑、岳州窑、长沙窑等生产出了犹如千峰翠色般的青瓷。宋代青瓷达到巅峰，汝、官、哥、定、钧五大名窑中的汝、官、哥三大窑都生产青瓷。民间的龙泉窑、哥窑、临汝窑、耀州窑等南北方窑厂都生产精美的]青瓷。青瓷的美在于它的釉色，唐代越窑烧制出湖水绿般的优雅釉色，晚唐五代又烧制成功青瓷极品秘色瓷，使釉色更为清幽雅致。南宋官窑和龙泉窑发明的石灰碱釉新工艺，让青瓷釉色呈现出粉青、梅子青等如假玉器的色泽，将青瓷之美发挥到了极至。青瓷上还采用划、刻、捏塑、拍印等工艺技法装饰胎体，在浙江地区和湖南长沙窑还相继发明了高温釉上彩和高温釉下彩美化瓷器。常见的纹样有弦纹、水波纹、斜方格纹、网纹、联珠纹、卷枝蔓草、莲瓣纹等。元明清景德镇成为中国瓷器生产的中心，白釉、红釉、蓝釉、蓝釉描金等瓷器高度发展，彩瓷逐渐受到青睐，青瓷在社会生活中渐渐失去了主导地位。

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知识拓展

（二）：

汝窑 宋代五大名窑之一，在河南汝州，即今天的宝丰县。北宋后期，汝窑成为为宫廷烧制御用瓷器的专用窑场，制品为青瓷，传世器物有盘、碟、洗、瓶、樽、碗、盏托、水仙盆等。汝窑瓷器在历史上一直是倍受重视的珍品。从传世品看，胎体较薄，胎质细腻。器物成型和修坯工艺一丝不苟，烧制也十分考究，器物底部的支烧痕迹小得如同芝麻粒，底部施满釉。它的釉色为天青釉，色彩青幽含蓄，釉质厚如凝脂，釉面开细碎的冰裂纹。汝窑烧造御用瓷的时间大约只有20年，作品极少，目前传世的汝窑器物不足百件，分别珍藏在北京故宫博物院、台北故宫博物院、上海博物馆以及英国、美国、日本、香港等地。

宋 汝窑天青釉三足樽

官窑 官窑有广义和狭义两个概念。广义的官窑泛指历代由朝廷督办、专门烧制御用瓷的瓷窑；狭义的官窑则是宋代五大名窑之一。文献记载，北宋后期在东京汴梁，即今河南开封设置过官窑。但至今未找到窑址。南宋官窑在浙江杭州，其中的一座郊坛下官窑已经过科学发掘，发现了窑炉、窑具及瓷器碎片。出土的器物主要有青瓷盘、碗、碟、洗、炉及仿商周秦汉古铜及玉器的造型。官窑瓷器胎土呈黑灰或黑褐色，胎体较薄，施釉较厚。釉色是官窑瓷器技术和艺术上的最高追求，它创造出青釉的高档品种粉青、月白、米黄等釉色，这些釉色色泽幽雅，透明感降低，釉层厚而匀净。由于胎体中含铁量较高，大部分器物的口、足沿等釉层较薄的部位泛出铁红色，古代文献称为“紫口铁足”。南宋官窑瓷器还有一个特征，就是釉面上分布着长短、深浅不一的裂纹，叫作“开片”。它原本是一种釉面缺陷。瓷胎比瓷釉的膨胀系数大，瓷器烧成冷却的时候，收缩幅度大的胎体就会把玻璃质的釉层拉碎，釉面出现开片。而艺术素养高的宋代工匠们巧妙地利用了这种缺陷，人为地把它变成一种釉面装饰，让自然延伸、交错的冰裂纹与温润的青釉搭配和谐，相得益彰，给单色的器物平添了天然的美感。

南宋 官窑粉青釉弦纹瓶

哥窑 宋代五大名窑之一，在浙江龙泉。烧制的青瓷有各式碗、盘、瓶、炉等，造型幽雅有古韵，典型器物有琮式瓶、贯耳瓶、鬲式炉、莲瓣碗等。有的器物有刻划、堆塑等装饰，哥窑瓷采用多次施釉的工艺，使青釉浓厚青翠，色彩幽深，创出了粉青、梅子青等绝顶釉色，把青瓷的美，推到了一个新的境界。哥窑青瓷釉上有细碎的开片，称作“百圾碎”，更小的叫“鱼子纹”，把原本是缺陷的开片变成瓷器表面自然天成的装饰，说明工匠们已经掌握了开片的规律，可以人为地加以控制和利用，这只有在制瓷工艺达到高峰的宋代才能做到。

南宋 哥窑双耳三足炉

定窑 宋代五大名窑之一，是当时最有名的白瓷窑口。定窑白瓷胎体洁白，质地坚实。釉是象牙白色。不论碗、盘还是瓶、罐，常常装饰着划花、刻花或者印花，纹饰题材有莲瓣、龙凤、牡丹、莲池游鸭、婴戏、鸳鸯等。定窑还发明了一种烧制碗类器物的先进的装烧技术，叫做“覆烧”，把过去一个匣钵里正着装一件碗坯，变成多件器物扣叠在一起，形成一个筒形的组合式匣钵，这样就大大增加了装烧量，提高了生产效率。但是，覆烧的瓷器口沿不能上釉，于是工匠们又在这些芒口的碗、盘口上镶包了金、银或铜口，成为一种特殊装饰。定窑除了大宗的白釉瓷器，还烧制少量的酱釉或绿釉器，酱釉器又称“紫定”，是传世稀少的珍品。

宋 定窑白釉印花云龙纹盘

钧窑 宋代五大名窑之一，因所在地河南禹县古称“钧州”而得名。钧窑器物有碗、盘、洗、花盆等。钧窑的特点在于它的釉色。它虽然属于青釉，但是釉层不透明；由于釉料中含有铜，釉色呈现天蓝、月白等多种变化，还出现玫瑰紫、海棠红等不规则的彩色斑块，装饰在花瓣形的花盆、笔洗、香炉等器物上，别有一番自然天成的韵味。北宋时期，钧窑有一部分窑场专烧御用瓷，被称为“官钧”。这部分产品设计高雅优美，制作时不惜工本，质量精益求精，成为历代收藏的珍品。钧窑还影响到周围的许多窑场竞相烧造钧釉器物，形成一个瓷窑体系。

北宋 钧窑玫瑰紫釉盆托

第四篇：作业--玻璃,水泥,陶瓷

作业（玻璃，水泥）

1.如何区分普通玻璃与特种玻璃？举例说明？

习惯上把能够大规模生产的平板玻璃、器皿玻璃、电真空玻璃和一些光学玻璃称为普通玻璃；如日用玻璃；

把SiO2在85%以上或55%以下的硅酸盐玻璃、非硅酸盐氧化物玻璃以及非氧化物玻璃等称为特种玻璃，如：光导纤维，微晶玻璃、生物玻璃等。

2.玻璃的光吸收有几类？ 每类吸收各与何种因素有关？各类吸收时玻璃呈现什么颜色？

红外吸收—光与分子振动相互作用—无色

紫外吸收---价带与导带或激子能级之间的电子跃迁—无色

选择性吸收----杂质（过度金属、碱土金属、羟基等）的吸收---着色

3.卤化银光色玻璃的变色原理与照相显影的原理是否相同？有何区别？

1）在卤化银光色玻璃中，光子也将银离子变为银原子，但卤素并没有从晶体--玻璃的界面上扩散出去，仍存在于银原子附近；当光照去除后，卤素仍旧可以和银结合成卤化物。

2）在照相中，入射光子将胶卷上的银离子分解成为银原子和卤素，通过显影的化学反应，把卤素从原来的位置扩散出去，这一过程是不可逆的。

4.硅酸盐玻璃的主要原料与主要成分有哪些？玻璃光导纤维主要成分是什么？光导纤维在光通讯方面有何优点？

1）硅酸盐玻璃的主要原料：纯碱、石灰石和石英 2）硅酸盐玻璃的主要成分：Na2SiO3，CaSiO3，硅酸盐玻璃的基本成分为SiO

2Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑

3）玻璃光导纤维主要成分是SiO2

4）光纤通信具有容量大、质量高、抗干扰能力强、保密性好等优点

5.分别用无规则网络学说和微晶学说解释玻璃结构的长程无序和短程有序。1）无规则网络学说：玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。但玻璃的网络与晶体的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性的，• 玻璃结构的连续性：玻璃是一种密实体，其中没有不连续的粒子或粒子之间没有很大空隙。

• 玻璃结构的均匀性：在石英玻璃中的每一个硅原子，平均约为四个氧原子以大约0.162nm的距离所围绕。

• 玻璃结构的无序性：硅氧四面体[SiO4]的排列是无序的，玻璃结构有序部分距离在1.0～1.2nm 2）微晶学说：

玻璃中大多数原子与其最近邻原子的相对位置与晶体完全相同，这些原子组成非常微小的晶粒—微晶

“微晶”不同于一般微晶，而是晶格极度变形的微小有序区域，在“微晶”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大----长程有序消失；

6.写出石灰煅烧、消化、石灰浆体碳酸化的3个方程式。

石灰煅烧：CaCO3→CaO+ CO2－178KJ

石灰消化：CaO+ H2O→Ca(OH)2＋64.79KJ 石灰浆体碳酸化：Ca(OH)2+ CO2→CaCO3+ H2O

7.硅酸盐水泥生产中的“两磨一烧”各指的是什么？ 硅酸盐水泥生产中的“两磨一烧”是指： 生料磨制、熟料煅烧和水泥粉磨三个工序。

(1)生料磨制：将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料。

(2)熟料 煅烧：将生料煅烧使之部分熔融形成熟料，煅烧时由生料脱水和分解出的CaO,AL2O3,SiO2,Fe2O3,在约1450度的高温下相互间产生化学反应,生成一些以硅酸盐为主的新的化合物,称为水泥熟料。

(3)水泥 粉磨：将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。

8.硅酸盐水泥的主要原料是哪些；硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成有哪些？各组分对水泥性质有何影响？加石膏的目的是什么？

1）硅酸盐水泥的主要成分是:硅酸钙 + 0~5%碳酸钙/粒化高炉渣+ 石膏

2）熟料成分：

矿物名称

化学成分

缩写符号

含量

硅酸三钙

（3CaO·SiO2），C3S

36％～60％ 硅酸二钙

（2CaO·SiO2），C2S

15％～36％ 铝酸三钙

（3CaO·Al2O3），C3A

7％～15％ 铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3），C4AF

10％～18％ 四种矿物的比例对水泥性质的影响 硅酸三钙决定着硅酸盐水泥四个星期内的强度；

硅酸二钙四星期后才发挥强度作用，约一年左右达到硅酸三钙四个星期的发挥强度；

铝酸三钙强度发挥较快，但强度低，其对硅酸盐水泥在1至3天或稍长时间内的强度起到一定的作用；

铁铝酸四钙的强度发挥也较快，但强度低，对硅酸盐水泥的强度贡献小。提高C3S的含量,可得到高强硅酸盐水泥；

提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸盐水泥；

降低C3S和C3A的含量,提高的含量可的低热或中热硅酸盐水泥。或：

3）加少量石膏，用以调节水泥的水硬化时间，9.写出硅酸盐水泥熟料制备过程中生成C2S ,C3S, C3A,C4AF的方程式.10.写出硅酸盐水泥的水化、凝结、硬化过程的方程式 3CaO·SiO2 + nH2O ══ 2CaO·SiO2·(n-1)H2O + Ca(OH)2

水化硅酸钙凝胶 2CaO·SiO2 + mH2O ══ 2CaO·SiO2·mH2O 3CaO·Al2O3 + 6H2O ══ 3CaO·Al2O3·6H2O 4CaO·Al2O3·Fe2O3+ 7H2O ══ 3CaO·Al2O3·6H2O + CaO·Al2O3·Fe2O3·H2O(水化铝酸三钙晶体)(水化铁酸钙凝胶)11.水泥石腐蚀的内因和外因各指什么？

内因－水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳的水化硫铝酸钙；

外因－环境中有害介质（软水、酸、盐等）的存在； 别写出硫酸、硫酸盐、盐酸、碳酸、碱对水泥腐蚀的化学反应方程式。

13.GB1346规定：硅酸盐水泥的初凝时间t初和终凝时间t终分别为多少？ 14.水泥的体积安定性是指什么？主要原因是什么？

解答：水泥的体积安定性是指水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形的性质。

主要原因是熟料中含游离氧化钙（f-CaO)和游离氧化镁（f-MaO)过多，石膏过多。

15.国标规定：在硅酸盐水泥的品质指标中，哪项不符合规定时称为废品？ 三大建筑材料各是什么？现代物质文明的三大支柱是哪些？

三大建筑材料：钢材，木材，水泥

现代物质文明的三大支柱：能源，信息，材料

作业---陶瓷

1.什么是陶瓷，陶瓷有哪些特性？ 参考：陶瓷是指通过烧结包含有玻璃相和结晶相的特征的无机材料，一般由陶土或瓷土等硅酸盐，经过成型烧结，部分熔融成玻璃态，通过玻璃态物质将微小的石英和其它氧化物晶体包裹结合而成。陶瓷包括了陶器和瓷器，陶器是多孔透气的、强度较低的产品，此其时加了釉层、质地致密而不透气的、强度较高的产品。陶瓷具有以下性能特征：

（1）力学性能：耐磨性、高强度难变形性、超高硬度等；（2）热学性能：耐热性、隔热性、导热性等；（3）光学性能：透光性、偏光透光性等；

（4）电学和瓷学性能：绝缘性、导电性、离子导电性、压电性、介电性、磁性等；（5）生物和化学性能：生物体相容性、耐化学腐蚀性等。

2.传统陶瓷的原料按其在陶瓷中所起的主要作用分类，主要有哪三大类？

陶瓷原料主要归纳为三大类：可塑性黏土类原料、非可塑性的石英类原料、熔剂性的长石类原料和碳酸盐分解的主要方程式。

3．陶瓷材料是否全由离子键结构组成？举例说明。1）多数氧化物是以离子键结合（有一定的共价特征），如SiO2，Al2O3，MgO等； 2）一些非金属的碳化物、氮化物中共价键占主要地位，SiC,Si3N4； 3）金属硼化物呈现共价键与金属键的混合键性, TiB2、ZrB2等； 4）过渡金属碳化物中金属－碳原子间的键处于共价键与金属键间的过渡状态，金属键较强；

5）过渡金属氮化物中金属－氮原子间以共价键结合，键的金属性比碳化物低些。

4．按照Si-O团连接方式的不同，硅酸盐陶瓷的结构主要分为哪4类？陶瓷主要的性能是什么？

硅酸盐陶瓷的结构分类： 1）岛状硅酸盐：含有限Si-O团的硅酸盐，包括含孤立Si-O团和含成对 或环状Si-O团两类。

2）链状硅酸盐：Si-O团共顶连接成一维结构，又含单链和双链两类。3）层状硅酸盐：Si-O团底面共顶连接成二维结构。4）骨架状硅酸盐：Si-O团共顶连接成三维结构 陶瓷主要的性能：

①模量较大，刚性较好；

②高弹性模量与高脆性:塑性差，冲击韧性值 低，是脆性材料。

③低抗拉强度和较高的抗压强度: 陶瓷的抗压强度比抗拉强度高得多； ④ 硬度高:一般硬度值 在莫氏硬度7以上。优良的高温强度和低的抗热震性

5．陶瓷产品的显微结构主要有哪些相？ 晶相、玻璃相、晶界、气孔等相。

6．写出在400-600度时高岭土脱结构水的反应方程式及碳酸盐分解的方程式 1）高岭土脱结构水 Al2O3·2SiO2 ·2H2O→ Al2O3·2SiO2+2H2O↑

（400-600度）

碳酸盐分解

MgCO3-------MgO+CO2 ↑(500-850度)CaCO3-------CaO+CO2 ↑(850--1050度)CaCO3 · MgCO3(白云石)----CaO+ MgO+CO2 ↑(730--950度)

第五篇：3.3.2玻璃 、陶瓷和水泥第2课时教案

第二课时

[复习]玻璃、陶瓷、水泥生产原料及主要化学成分。

[过渡]近年来为适应科技发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、玻璃和陶瓷的发展

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。

[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。

[教师小结]对比光纤光缆和普通电缆。光纤光缆信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话。而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路；光纤光缆原料来源广（石英玻璃），节约有色金属。而普通光缆资源较少；光纤光缆质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便。而普通光缆每km1.6t；光纤光缆成本低，每km 10 000元左右。而普通光缆每km 200 000元左右；光纤光缆性能好，抗电磁干扰保密性强，能防窃听，不发生电辐射…… [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有关内容回答。

［回答］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合适，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，保护航天员的安全。[阅读] ［小结］以上我们所讲述的，只不过是新型无机非金属材料中的点滴，在此领域中，还有许许多多的已知和未知等待我们去了解和发掘。目前，科学家们对材料的研究已由宏观进入微观。人类智慧的力量是伟大的，希望你们现在能好好学习，并在将来能有机会在材料研究的天空里大显身手，为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献![课堂练习] １、高温结构陶瓷与金属材料相比，优点是 Ａ．耐高温耐腐蚀，不怕氧化 Ｂ．密度小，硬度大

Ｃ．韧性好，易于切削、锻打、拉伸 Ｄ．良好的传热导电性 ２、下列有关材料用途的说法不正确的是

Ａ．氧化铝陶瓷可用做高压钠灯的灯管 Ｂ．氮化硅陶瓷可用做陶瓷发动机的材料 Ｃ．光导纤维可用做遥测遥控、照明等 Ｄ．氧化铝陶瓷可用做半导体材料

３、目前已有多个国家的大汽车公司试制无冷却式陶瓷发动汽车．我国在１９９０年装 配了一辆并完成了试车．这种陶瓷柴油发动机部件的受热面是由一种耐高温且不易传热的材料制造的，这种材料是新型无机非金属材料中的

Ａ．氧化铝陶瓷 Ｂ．氮化硅陶瓷 Ｃ光导纤维 Ｄ．玻璃钢 [作业]P65 3、4 [板书设计]

四、玻璃和陶瓷的发展

1、光导纤维

2、高温结构陶瓷（1）氧化铝陶瓷（2）氮化硅陶瓷 [教学反思]