《玻璃、陶瓷和水泥》教案(新.docVIP

第三节? 玻璃、陶瓷和水泥 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。 [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。 [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，抗电磁干扰必威体育官网网址性强 ，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。 [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（ＳｉＮ４）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８×１０４～１０×１０４Ｎ·ｃｍ－２，而且在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ＳｉＮ４可以由ＳｉＣｌ４的蒸气和氨气的混合物反应制取．粉末状的ＳｉＮ４对空气和水都不稳定．但是，将粉末状的ＳｉＮ４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ＳｉＮ４与Ｈ２Ｏ、Ｏ２反应的化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． （３）为什么表面结构致密的ＳｉＮ４不再受Ｈ２Ｏ、Ｏ２的侵蚀？　Ａ、Ｂ Ｄ Ｂ （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