1.玻璃刀能划玻璃靠的是什么材料?(刀头上的金刚石)
2.手表中的"钻"指的是什么材料的多少?(人造红宝石)
3.煤气炉中电子打火靠的是什么材料?(压电陶瓷)
4.信息高速公路是依靠什么材料来铺设的?(光导纤维)
板书:第三节新型无机非金属材料
材料包括很多种,可以把它们分类:投影:
一、材料的分类和特点:
1.材料可分为:无机非金属材料传统无机非金属材料如:水泥、玻璃、陶瓷
新型无机非金属材料如:高温结构陶瓷、光导纤维
金属材料如:fe、cu、al、合金等。
高分子材料如:聚乙烯、聚氯乙烯
讲解:今天,我们主要学习和了解的是新型无机非金属材料。请看课本中的有关内容,可以讨论,交流,也可以起来发言。注意总结出要点。
交流并及时小结:1.传统的硅酸盐材料有什么优、缺点?
优点:抗腐蚀、耐高温;缺点:质脆、经不起热冲击。
2.新型无机非金属材料有哪些特性?
①承受高温,强度高。②具有光学特性。③具有电学特性。④具有生物功能。
板书:二、新型无机非金属材料简介
新型无机非金属材料很多,现列举几种:压电材料;磁性材料;导体陶瓷;激光材料,光导纤维;超硬材料(氮化硼);高温结构陶瓷;生物陶瓷(人造骨头、人造血管)等等。
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:(一)、高温结构陶瓷
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。
让学生概括出氧化铝陶瓷的主要性能和用途。可以看书、交流。
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:陶瓷柴油机的图片。
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。
板书:(二)、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。
指导阅读:教材中的资料“人造宝石”。
教师展示有关图片并适当讲解。
课堂练习:
1.有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是()
a.高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点,但是硬度却远远低于金属材料
b.氮化硅陶器是一种重要的结构材料,具有超硬性,它不与任何无机酸反应
c.光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维
d.光导纤维的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听
2.下列有关材料的说法不正确的是()
a.传统的无机材料虽有不少优点,但质脆、经不起热冲击
b.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点,但强度比较差
c.高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
d.新型无机非金属材料特性之一具有电学特性
参考答案:1.c、d2.b
板书设计:第三节新型无机非金属材料
二、新型无机非金属材料简介
(一)、高温结构陶瓷
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
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。
还有其他高温结构材料,如碳化硼陶瓷等等。
(二)、光导纤维
对比光纤光缆和普通电缆
光纤光缆
普通电缆
8管同轴电缆每条通话1800路
资源较少
质量小,每km27g,不怕腐蚀,铺设方便
每km1.6t
成本低,每km10000元左右
普通光缆每km200000元左右
性能好,抗电磁干扰保密性强,能防窃听,不发生电辐射
教学点评:
一、硅酸盐工业简介
1.水泥
普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3cao·si02)、硅酸二钙(2cao·si02)和铝酸三钙(3cao·a1203)等。
2.玻璃
玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。
3.比较水泥和玻璃的生产方法(见下表)硅酸盐产品
硅酸盐产品
水泥
玻璃
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
原料
石灰石和粘土
纯碱、石灰石、石英(过量)
反应原理
复杂的物理-化学变化
na2co3+sio2na2sio3+co2↑
caco3+sio2casio3+co2↑
主要成份
3cao·sio2、2cao·sio2、3cao·al2o3
na2sio3、casio3、sio2
反应条件
高温
4.陶瓷
(1)制造陶瓷的主要原料:粘土。
(2)制造陶瓷的一般过程:混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器
(3)陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分):土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石:a12(si205)(oh)4可表示为:a1203·2si02·2h20
二、新型无机非金属材料
1.无机非金属材料的分类
(1)传统无机非金属材料:水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
(2)新型无机非金属材料:半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。
2.新型无机非金属材料的特性
(1)耐高温、强度高
(2)具有电学特性
(3)具有光学特性
(4)具有生物功能
3.高温结构陶瓷
(1)高温结构陶瓷的优点:能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
(2)高温结构陶瓷的种类:
①氧化铝陶瓷:又称人造刚玉,具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。
②氮化硅陶瓷:具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。
③碳化硼陶瓷:具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。
4.光导纤维(光纤)
(1)光导纤维的特点:传导光的能力非常强,抗干扰性能好,不发生电辐射等。
(2)光导纤维的应用:通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。
普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·Si02)、硅酸二钙(2CaO·Si02)和铝酸三钙(3CaO·A1203)等。
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
(3)陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分):土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石:A12(Si205)(OH)4可表示为:A1203·2Si02·2H20
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