3.2《功能各異的無機(jī)非金屬材料》課件1（蘇教版選修1）

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1、第二單元第二單元 功能各異的無機(jī)非金屬材料功能各異的無機(jī)非金屬材料 1 1了解生活中無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與人類了解生活中無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與人類文明發(fā)展的密切關(guān)系。文明發(fā)展的密切關(guān)系。 2 2知道陶瓷、玻璃、水泥的主要成分、生產(chǎn)知道陶瓷、玻璃、水泥的主要成分、生產(chǎn)原料和生產(chǎn)過程，使學(xué)生對化學(xué)與生產(chǎn)生活實際原料和生產(chǎn)過程，使學(xué)生對化學(xué)與生產(chǎn)生活實際的聯(lián)系有進(jìn)一步的認(rèn)識。的聯(lián)系有進(jìn)一步的認(rèn)識。 3 3了解光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料的特點及用了解光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料的特點及用途，使學(xué)生充分認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代社會中的途，使學(xué)生充分認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要性。重要性。一、學(xué)習(xí)目標(biāo)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二

2、二、課時建議課時建議生活中的硅酸鹽材料生活中的硅酸鹽材料 2 2課時課時光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料光導(dǎo)纖維和新型陶瓷材料 1 1課時課時 無機(jī)非金屬材料種類繁多，功能各異，無機(jī)非金屬材料種類繁多，功能各異，應(yīng)用十分廣泛，其歷史可追溯到遠(yuǎn)古時代。應(yīng)用十分廣泛，其歷史可追溯到遠(yuǎn)古時代。 從我們的祖先用黏土制作陶器，到現(xiàn)代從我們的祖先用黏土制作陶器，到現(xiàn)代人通過光導(dǎo)纖維通訊聯(lián)系，人類利用自然界人通過光導(dǎo)纖維通訊聯(lián)系，人類利用自然界提供的各種資源，研制了許許多多的無機(jī)非提供的各種資源，研制了許許多多的無機(jī)非金屬材料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫慕饘俨牧?。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奶沾商沾伞⒉２Ａ髅罅髅?，煤氣爐具點火

3、裝置使用的，煤氣爐具點火裝置使用的壓電陶瓷壓電陶瓷，電器設(shè)備中的電器設(shè)備中的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料，電視顯像管中的，電視顯像管中的熒光粉熒光粉，磁帶和磁性陶瓷使用的，磁帶和磁性陶瓷使用的磁性材料磁性材料，醫(yī)療中使用的醫(yī)療中使用的人造牙齒人造牙齒等，都屬于無機(jī)非金等，都屬于無機(jī)非金屬材料。屬材料。石器石器燧石取火燧石取火硅酸鹽硅酸鹽水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷二氧化硅二氧化硅光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維單晶硅單晶硅集成電路集成電路傳傳統(tǒng)統(tǒng)材材料料人人類類文文明明發(fā)發(fā)展展史史新新型型材材料料信信息息材材料料 1 1普通玻璃和水泥是用什么原料，普通玻璃和水泥是用什么原料，采用什么方法制造的采用什么方法制造的?

4、 ? 2 2日常生活中使用的哪些器具是由日常生活中使用的哪些器具是由硅酸鹽材料制成的硅酸鹽材料制成的? ? 3 3你能列舉硅酸鹽材料在現(xiàn)代高科你能列舉硅酸鹽材料在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的應(yīng)用嗎技領(lǐng)域的應(yīng)用嗎? ?1 1從黏土到陶瓷從黏土到陶瓷 科學(xué)家用五個里程碑和三大技術(shù)科學(xué)家用五個里程碑和三大技術(shù)突破來總結(jié)中國陶瓷的整個發(fā)展過程：突破來總結(jié)中國陶瓷的整個發(fā)展過程：1。新石器時代早期陶器的出現(xiàn)；。新石器時代早期陶器的出現(xiàn)；2。新石器時代晚期印紋硬陶和商、周。新石器時代晚期印紋硬陶和商、周時期原始瓷的燒制成功；時期原始瓷的燒制成功；3。漢晉時期南方青釉瓷的誕生；。漢晉時期南方青釉瓷的誕生；4。隋唐時期北

5、方白釉瓷的突破；。隋唐時期北方白釉瓷的突破；5。宋代到清代顏色釉瓷、彩繪瓷和雕。宋代到清代顏色釉瓷、彩繪瓷和雕塑陶瓷的輝煌成就。塑陶瓷的輝煌成就。傳統(tǒng)的陶瓷工藝傳統(tǒng)的陶瓷工藝 陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。2 2形形色色的玻璃形形色色的玻璃 采光、隔熱及裝飾都需要使用玻璃。色彩斑采光、隔熱及裝飾都

6、需要使用玻璃。色彩斑斕的玻璃器皿和玻璃工藝品美化了人們的生活。斕的玻璃器皿和玻璃工藝品美化了人們的生活。 普通玻璃的暗綠色、淺棕色是因為分別含有普通玻璃的暗綠色、淺棕色是因為分別含有氧化亞鐵和氧化鐵等雜質(zhì)。氧化亞鐵和氧化鐵等雜質(zhì)。主要主要原料原料主要設(shè)主要設(shè)備備主要主要成分成分玻璃窯中發(fā)生玻璃窯中發(fā)生的主要反應(yīng)的主要反應(yīng)純純 堿堿石灰石石灰石石石 英英 玻玻璃璃窯窯 Na2SiO3CaSiO3 SiO2 2CO3SiO2Na 2SiO3CO2Na高溫2CO3CaSiO 2SiO3CaCO高溫資料卡資料卡玻璃的結(jié)構(gòu)特點玻璃的結(jié)構(gòu)特點玻璃態(tài)物質(zhì)玻璃態(tài)物質(zhì) 玻璃是無定形硅酸鹽的混合物，屬于玻璃玻璃是

7、無定形硅酸鹽的混合物，屬于玻璃態(tài)物質(zhì)。態(tài)物質(zhì)。 玻璃態(tài)物質(zhì)的粒子不像晶體那樣有嚴(yán)格的玻璃態(tài)物質(zhì)的粒子不像晶體那樣有嚴(yán)格的空間排列，但也不完全是無規(guī)則的排列。人們空間排列，但也不完全是無規(guī)則的排列。人們把這種結(jié)構(gòu)特征稱為把這種結(jié)構(gòu)特征稱為“短程有序、遠(yuǎn)程無序短程有序、遠(yuǎn)程無序”，就是說從小范圍看它有一定的晶型排列，從整就是說從小范圍看它有一定的晶型排列，從整體上看卻無晶型的排列規(guī)律。體上看卻無晶型的排列規(guī)律。 玻璃態(tài)物質(zhì)沒有固定的熔點，可以在某一玻璃態(tài)物質(zhì)沒有固定的熔點，可以在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化變成液態(tài)。在軟化狀態(tài)時，溫度范圍內(nèi)逐漸軟化變成液態(tài)。在軟化狀態(tài)時，玻璃可吹制或軋成一定形狀的制品。

8、玻璃可吹制或軋成一定形狀的制品。 對普通玻璃進(jìn)行處理可以改善玻璃對普通玻璃進(jìn)行處理可以改善玻璃的性能。鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度大，抗震，的性能。鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度大，抗震，不易破碎，即使破碎也不會形成有棱角不易破碎，即使破碎也不會形成有棱角的碎片；刻花玻璃上雕刻有各種精美的的碎片；刻花玻璃上雕刻有各種精美的花紋圖案；鍍膜玻璃可以做鏡子、玻璃花紋圖案；鍍膜玻璃可以做鏡子、玻璃幕墻等。你知道它們是經(jīng)過怎樣的工序幕墻等。你知道它們是經(jīng)過怎樣的工序加工制得的嗎加工制得的嗎? ? 在玻璃中加入適量的溴化銀在玻璃中加入適量的溴化銀(AgBr(AgBr) )和氧化銅和氧化銅的微小晶粒，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可以制成變色?/p>

9、微小晶粒，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可以制成變色玻璃。?dāng)強(qiáng)光照射到玻璃上，溴化銀分解為銀和玻璃。當(dāng)強(qiáng)光照射到玻璃上，溴化銀分解為銀和溴單質(zhì)，分解出的銀原子聚集成銀的微小晶粒，溴單質(zhì)，分解出的銀原子聚集成銀的微小晶粒，使玻璃呈現(xiàn)暗棕色，能擋住大部分光線。使玻璃呈現(xiàn)暗棕色，能擋住大部分光線。 光線變暗，銀和溴在氧化銅的催化作用下，重光線變暗，銀和溴在氧化銅的催化作用下，重新生成溴化銀。于是玻璃的顏色自動變淺，透光新生成溴化銀。于是玻璃的顏色自動變淺，透光性增強(qiáng)。性增強(qiáng)。1。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻， 就可以得到鋼化玻璃。就可以得到鋼化玻璃。2。氫氟酸。氫氟酸(HF)對玻

10、璃具有腐蝕作用，可用于在對玻璃具有腐蝕作用，可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀 器器(量筒、滴定管等量筒、滴定管等)上標(biāo)注刻度及文字。氫氟酸上標(biāo)注刻度及文字。氫氟酸與玻璃發(fā)生的反應(yīng)可以表示為：與玻璃發(fā)生的反應(yīng)可以表示為： SiO2+4HF=SiF4+2H2O3。在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜。在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常用的方法。用的方法。 在一個潔凈的

11、小試管中加入在一個潔凈的小試管中加入2mL22mL2AgNOAgNO3 3溶液，溶液，慢慢滴加慢慢滴加2 2氨水，邊滴加邊振蕩試管，直到產(chǎn)生氨水，邊滴加邊振蕩試管，直到產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。再向試管中滴加的沉淀恰好溶解為止。再向試管中滴加1 12 2滴滴1010氫氧化鈉溶液，隨后加入氫氧化鈉溶液，隨后加入3 mL103 mL10葡萄糖溶液，用葡萄糖溶液，用溫水浴加熱幾分鐘，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。溫水浴加熱幾分鐘，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。423NHAgOHOHNHAgOH2OHOH)NH(AgOHNH2AgOH22323COOHCHOHOHCHNH3Ag2OHOH2CHOCHOHOHCH)NH(Ag 242

12、324223）（）（水浴加熱4 4。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻， 就可以得到鋼化玻璃。就可以得到鋼化玻璃。5 5。夾層玻璃。夾層玻璃 夾層玻璃受到撞擊時只會裂開，而不會粉碎。夾層夾層玻璃受到撞擊時只會裂開，而不會粉碎。夾層玻璃共有三層，兩層玻璃夾著厚度約為玻璃共有三層，兩層玻璃夾著厚度約為0.76mm0.76mm的中間層。的中間層。夾層玻璃中間層的材料通常為性能較好的聚乙烯醇丁醛夾層玻璃中間層的材料通常為性能較好的聚乙烯醇丁醛（PVBPVB）。當(dāng)玻璃受到撞擊而損壞時，中間的膠片便可粘）。當(dāng)玻璃受到撞擊而損壞時，中間的膠片便可粘著外面的玻璃，防止碎片四處飛散。著

13、外面的玻璃，防止碎片四處飛散。玻璃玻璃聚乙烯醇丁醛聚乙烯醇丁醛玻璃玻璃幾種玻璃的特性和用途幾種玻璃的特性和用途種類種類特性特性用途用途普通玻璃普通玻璃高溫下易軟化高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯彩色玻璃彩色玻璃氧化鈷（氧化鈷（Co2O3) 藍(lán)色藍(lán)色氧化亞銅（氧化亞銅（Cu2O) 紅色紅色二氧化錳（二氧化錳（MnO2)紫紅色紫紅色氟化鈣（氟化鈣（CaF2)乳白色乳白色鋼化玻璃鋼化玻璃耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)輕、抗震裂震裂運(yùn)動器材，微波通訊器材，汽車、運(yùn)動器材，微波通訊器材，汽車、火車的窗玻璃等火車的窗玻璃等玻璃纖維玻璃纖維耐腐蝕、不怕燒、

14、不導(dǎo)電、不吸水、耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀隔熱、吸聲、防蟲蛀太空飛行員的衣服、玻璃鋼等太空飛行員的衣服、玻璃鋼等光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃透光性能好，有折光性和色散性透光性能好，有折光性和色散性眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等中的眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等中的凹凸透鏡凹凸透鏡石英玻璃石英玻璃膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼，化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等的燈殼，光導(dǎo)纖維，壓電晶體等光導(dǎo)纖維，壓電晶體等有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃高度透明性，機(jī)械強(qiáng)度高高度透明性，機(jī)械強(qiáng)度高 ，重量輕，重量輕 ，易于加工易于加工 主要主要

15、原料原料主要主要設(shè)備設(shè)備主要主要成分成分性質(zhì)性質(zhì)應(yīng)應(yīng)用用粘土粘土石灰石石灰石石膏石膏水水硬硬性性水水泥泥回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯窯3CaO3CaOSiOSiO2 22CaO2CaOSiOSiO2 2 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3水泥沙漿水泥沙漿混凝土混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土 3 3硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 水泥是最常用的水泥是最常用的建筑材料右圖是建筑材料右圖是19491998年我國年我國水泥產(chǎn)量示意圖水泥產(chǎn)量示意圖檢索咨詢檢索咨詢 水泥水泥(cement)(cement)的硬化過程可以分為兩個的硬化過程可以分為兩個階段。第一階段是水泥加水后逐步發(fā)生水化階段。第一階段是水泥加水后逐步發(fā)生水化反應(yīng)

16、，從具有可塑性與流動性的水泥漿，變反應(yīng)，從具有可塑性與流動性的水泥漿，變成非流動性的水泥顆粒并喪失可塑性。第二成非流動性的水泥顆粒并喪失可塑性。第二階段是水泥顆粒逐步吸收水，進(jìn)一步發(fā)生水階段是水泥顆粒逐步吸收水，進(jìn)一步發(fā)生水化反應(yīng)，硬化成機(jī)械強(qiáng)度高的固體?；磻?yīng)，硬化成機(jī)械強(qiáng)度高的固體。水泥的硬化水泥的硬化 煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分? ?為為什么在煉鋼廠附近常建有水泥廠什么在煉鋼廠附近常建有水泥廠? ?請從資源充請從資源充分利用的角度談?wù)勥@樣布局的好處。分利用的角度談?wù)勥@樣布局的好處。 硅酸鹽水泥的品種日益擴(kuò)大，白水泥、快干水硅酸鹽水泥的品種日益擴(kuò)大，白

17、水泥、快干水泥、彩色水泥等已越來越為人們所熟悉。其中，彩泥、彩色水泥等已越來越為人們所熟悉。其中，彩色水泥主要用來配制彩色水泥漿，可用于建筑的飾色水泥主要用來配制彩色水泥漿，可用于建筑的飾面刷漿以及室外墻面裝飾等，具有特殊的裝飾效果。面刷漿以及室外墻面裝飾等，具有特殊的裝飾效果。 在建筑工程中，水泥和沙、碎石、水按一定比在建筑工程中，水泥和沙、碎石、水按一定比例混合，以鋼筋作結(jié)構(gòu)，硬化后形成結(jié)構(gòu)堅固的鋼例混合，以鋼筋作結(jié)構(gòu)，硬化后形成結(jié)構(gòu)堅固的鋼筋混凝土。筋混凝土。水泥不宜久存水泥不宜久存生活向?qū)钕驅(qū)?保存不當(dāng)或存放時間太長會導(dǎo)致水泥受潮結(jié)保存不當(dāng)或存放時間太長會導(dǎo)致水泥受潮結(jié)塊，影響水泥

18、的強(qiáng)度。受潮后的水泥表面結(jié)塊，塊，影響水泥的強(qiáng)度。受潮后的水泥表面結(jié)塊，從而喪失凝聚力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。輕微結(jié)塊的水從而喪失凝聚力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。輕微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度降低泥，強(qiáng)度降低1020。即使在良好的儲存條。即使在良好的儲存條件下，水泥也不宜儲存過久因為水泥會吸收空件下，水泥也不宜儲存過久因為水泥會吸收空氣中的水分和二氧化碳，發(fā)生質(zhì)變。據(jù)統(tǒng)計，儲氣中的水分和二氧化碳，發(fā)生質(zhì)變。據(jù)統(tǒng)計，儲存三個月后，水泥的強(qiáng)度降低存三個月后，水泥的強(qiáng)度降低1020，六個，六個月后降低月后降低1530，一年后降低，一年后降低2540。購買水泥時要了解水泥的生產(chǎn)日期。購買水泥時要了解水泥的生產(chǎn)日期。 光導(dǎo)纖維和各

19、種新型陶瓷的開發(fā)和應(yīng)用不僅為高科技光導(dǎo)纖維和各種新型陶瓷的開發(fā)和應(yīng)用不僅為高科技發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)材料，也提高了人們的生活質(zhì)量。光導(dǎo)纖發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)材料，也提高了人們的生活質(zhì)量。光導(dǎo)纖維在信息工程中的應(yīng)用，使人們可以坐在家中通過信息網(wǎng)維在信息工程中的應(yīng)用，使人們可以坐在家中通過信息網(wǎng)絡(luò)獲取信息，聯(lián)絡(luò)親友。新型高強(qiáng)度陶瓷材料的出現(xiàn)，克絡(luò)獲取信息，聯(lián)絡(luò)親友。新型高強(qiáng)度陶瓷材料的出現(xiàn)，克服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性。服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性。 由光導(dǎo)纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖由光導(dǎo)纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖通信，傳送高強(qiáng)度的激光。光纖通信的容量比微波通信大通信，傳送高強(qiáng)度的激光。光纖通信的容

20、量比微波通信大10103 310104 4倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計，生產(chǎn)l kml km長的光纜只需幾克長的光纜只需幾克超純石英玻璃，約可節(jié)省銅超純石英玻璃，約可節(jié)省銅1.1t 1.1t 。1 1光導(dǎo)纖維的制造與應(yīng)用光導(dǎo)纖維的制造與應(yīng)用 把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高溫爐中旋轉(zhuǎn)和移動的石英管，能反應(yīng)生成二氧化溫爐中旋轉(zhuǎn)和移動的石英管，能反應(yīng)生成二氧化硅。硅。 把得到的沉積在管內(nèi)的二氧化硅熔化，形成把得到的沉積在管內(nèi)的二氧化硅熔化，形成“

21、玻璃棒玻璃棒”，在，在1900190020002000的高溫下再將其熔的高溫下再將其熔化、拉制成粗細(xì)均勻的光纖細(xì)絲?；?、拉制成粗細(xì)均勻的光纖細(xì)絲。SiClSiCl4 4(g)(g)O O2 2(g) (g) 13001300 SiO SiO2 22Cl2Cl2 2(g)(g) 用于鋪設(shè)光纖通訊線路的光導(dǎo)纖維是由若干用于鋪設(shè)光纖通訊線路的光導(dǎo)纖維是由若干條柔韌、沒有脆性、有高折射率的光纖細(xì)絲條柔韌、沒有脆性、有高折射率的光纖細(xì)絲( (直徑直徑在在1010m m以下以下) )用聚丙烯或尼龍?zhí)装瞥傻?。用聚丙烯或尼龍?zhí)装瞥傻摹?光纖通信光纖通信較之普通電纜通信有許多突出的優(yōu)點。較之普通電纜通信

22、有許多突出的優(yōu)點。首先，光纖通信有巨大的信息容量，首先，光纖通信有巨大的信息容量，一根頭發(fā)絲那一根頭發(fā)絲那么細(xì)的光導(dǎo)纖維可以通幾萬路電話或么細(xì)的光導(dǎo)纖維可以通幾萬路電話或2 0002 000路電視。路電視。如果用許多根光導(dǎo)纖維組合成光纜，它的通信容量如果用許多根光導(dǎo)纖維組合成光纜，它的通信容量更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁場的干更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁場的干擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信損耗低，目前無中繼傳送距離一般為損耗低，目前無中繼傳送距離一般為303070 km(70 km(而而同軸電纜每隔同軸電纜每隔1 1

23、5 km5 km就需設(shè)立一個中繼站，來補(bǔ)就需設(shè)立一個中繼站，來補(bǔ)償電信號在傳輸中的損耗償電信號在傳輸中的損耗) )，很適合遠(yuǎn)距離信息傳，很適合遠(yuǎn)距離信息傳輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜( (全長約全長約7 7 000 km)000 km)。計劃中的南太平洋光纜。計劃中的南太平洋光纜( (全長約全長約16 000 16 000 km)km)也正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備之中。進(jìn)一步降低光纖也正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備之中。進(jìn)一步降低光纖損耗，減少中繼站數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們損耗，減少中繼站數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們的下一步目標(biāo)的下一步目標(biāo)。醫(yī)生的好助手醫(yī)生的好助手目前

24、，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的胃鏡胃鏡。這些。這些光纖并成一束，束中各條光纖的相對位置保持不變。把胃鏡插入病人胃里，光纖并成一束，束中各條光纖的相對位置保持不變。把胃鏡插入病人胃里，胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小點的情況，整束光纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源點的情況，整束光纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源是在體外由光纖傳進(jìn)去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖是在體外由光纖傳進(jìn)去的，它

25、不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來或顯示維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來或顯示在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生理切片的鑷子。在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生理切片的鑷子。因為光纖又細(xì)又軟，故可將醫(yī)生用來觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺因為光纖又細(xì)又軟，故可將醫(yī)生用來觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)窺鏡中比較粗的一種，但也只有鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)窺鏡中比較粗的一種，但也只有15 mm15 mm左右，其他左右，其他如食道鏡、膀胱鏡還要細(xì)小得多?？?/p>

26、見：光導(dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從如食道鏡、膀胱鏡還要細(xì)小得多?？梢姡汗鈱?dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。近年來，一種近年來，一種激光光纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)激光光纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng)利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取出。利用該系統(tǒng)已成功地?fù)羲榇笮槌?。利用該系統(tǒng)已成功地?fù)羲榇?/p>

27、小為8 cm8 cm10 cm10 cm6 cm6 cm的胃石并取出碎石。的胃石并取出碎石。這種系統(tǒng)還可以用來治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。這種系統(tǒng)還可以用來治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的另一個重要應(yīng)用是通過微細(xì)的光纖將高強(qiáng)度的光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的另一個重要應(yīng)用是通過微細(xì)的光纖將高強(qiáng)度的激光輸入人體的病變部位，用激光來切除病變部位。這種手術(shù)不用切開皮膚激光輸入人體的病變部位，用激光來切除病變部位。這種手術(shù)不用切開皮膚和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準(zhǔn)確，手術(shù)效果好。和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準(zhǔn)確，手術(shù)效果好。 陶瓷應(yīng)用的新天

28、地陶瓷應(yīng)用的新天地 當(dāng)宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時，它面臨著與隕星當(dāng)宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時，它面臨著與隕星一樣的處境。研究結(jié)果表明：當(dāng)宇宙飛行器的飛行速度等于聲一樣的處境。研究結(jié)果表明：當(dāng)宇宙飛行器的飛行速度等于聲速的速的3 3倍時，其前端的溫度可達(dá)倍時，其前端的溫度可達(dá)330330；當(dāng)飛行速度等于；當(dāng)飛行速度等于6 6倍聲速倍聲速時，可達(dá)時，可達(dá)1 4801 480。宇宙飛行器邀游太空歸來，到達(dá)離地面。宇宙飛行器邀游太空歸來，到達(dá)離地面606070 km70 km的高度時，其速度仍保持在聲速的的高度時，其速度仍保持在聲速的2020多倍，溫度在多倍，溫度在10 10 000000

29、以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團(tuán)熊熊的烈火。以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團(tuán)熊熊的烈火。高速帶來了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種高速帶來了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種障礙稱為障礙稱為“熱障熱障”。 怎樣使宇宙飛行器克服怎樣使宇宙飛行器克服“熱障熱障”，安全地返回地面呢，安全地返回地面呢? ?科學(xué)科學(xué)家在分析了家在分析了“宇宙不速之客宇宙不速之客”隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已熔融，但里面的化學(xué)成分沒有變化。這說明隕石在下落過程中，熔融，但里面的化學(xué)成分沒有變化。這說明隕石在下落過程中，盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于

30、穿過大氣盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于穿過大氣層的時間很短，熱量還來不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學(xué)家以啟層的時間很短，熱量還來不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學(xué)家以啟發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔”，把，把重返大氣層時摩擦產(chǎn)生的熱量消耗在燒蝕材料的熔融、氣化等重返大氣層時摩擦產(chǎn)生的熱量消耗在燒蝕材料的熔融、氣化等一系列物理和化學(xué)變化中，一系列物理和化學(xué)變化中，“丟卒保車丟卒保車”，達(dá)到保護(hù)宇宙飛行，達(dá)到保護(hù)宇宙飛行器的目的。器的目的。2 2新型陶瓷新型陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷（工程陶瓷）（工程陶瓷）功能陶瓷功能陶瓷具有機(jī)械功能、

31、熱功能和部分具有機(jī)械功能、熱功能和部分化學(xué)功能的陶瓷，如納米陶瓷。化學(xué)功能的陶瓷，如納米陶瓷。具有電、光、磁、化學(xué)和生物具有電、光、磁、化學(xué)和生物特性，且有相互轉(zhuǎn)換功能的陶特性，且有相互轉(zhuǎn)換功能的陶瓷屬于功能陶瓷，如生物陶瓷瓷屬于功能陶瓷，如生物陶瓷等。等。 結(jié)構(gòu)陶瓷制品結(jié)構(gòu)陶瓷制品生物陶瓷制品生物陶瓷制品透明陶瓷和納米陶瓷透明陶瓷和納米陶瓷 一般陶瓷因為內(nèi)部有雜質(zhì)和氣孔一般陶瓷因為內(nèi)部有雜質(zhì)和氣孔而不透明。用高純度的原料可獲得透而不透明。用高純度的原料可獲得透明陶瓷。這些透明陶瓷不僅光學(xué)性能明陶瓷。這些透明陶瓷不僅光學(xué)性能優(yōu)異，而且耐高溫，熔點一般都在優(yōu)異，而且耐高溫，熔點一般都在2 000

32、2 000以上。透明陶瓷的透明度、強(qiáng)以上。透明陶瓷的透明度、強(qiáng)度、硬度都高于普通玻璃。用透明陶度、硬度都高于普通玻璃。用透明陶瓷制造高壓鈉燈，發(fā)光效率比高壓汞瓷制造高壓鈉燈，發(fā)光效率比高壓汞燈高一倍，使用壽命可達(dá)燈高一倍，使用壽命可達(dá)2 2萬小時。萬小時。 人們把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級，便得到人們把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級，便得到了納米陶瓷。納米陶瓷成功地解決了陶瓷易碎的問了納米陶瓷。納米陶瓷成功地解決了陶瓷易碎的問題。納米陶瓷還具有延展性，如室溫下合成的題。納米陶瓷還具有延展性，如室溫下合成的Ti0Ti02 2陶瓷可以彎曲，塑性、韌性好。陶瓷可以彎曲，塑性、韌性好。納納米米氧氧化化鋯鋯陶陶瓷瓷顆顆粒粒