第三节 新型无机非金属材料

课题：新型无机非金属材料

教学重点：新型无机非金属材料的特点。

教学过程：

引言：能源、信息、材料是文明的三大支柱。而能源问题的解决和信息社会的飞速发展都是以材料的突破为前提的。材料与我们的生活密切相关，是人类社会生活中不可缺少的物质基础，它们在现代电子、航天航空等尖端科学中应用广泛。人类使用和制造材料有着悠久的历史，制造出的第一种材料是陶。

设问：提出问题，让学生讨论。

　　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。

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……

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、D  2．B

板书设计：第三节 新型无机非金属材料

　　一、材料的分类和特点：

　　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。

　　二、新型无机非金属材料简介

　　(一)、高温结构陶瓷

　　1．氧化铝陶瓷

　　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

　　2．氮化硅陶瓷

　　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
信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话	8管同轴电缆每条通话1800路
原料来源广（石英玻璃），节约有色金属	资源较少
质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便	每km1.6t
成本低，每km 10 000元左右	普通光缆每km 200 000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

教学设计方案二

课题：新型无机非金属材料

教学重点：新型无机非金属材料的特点。

教学过程：

课前说明：由于本节课的内容是新型无机非金属材料。学生在前一节主要学习的是传统的无机非金属材料，对于其性质、用途比较清楚。因此教师可以事先布置好预习作业：让学生通过各种渠道收集新型无机非金属材料的有关内容，并回答新型无机非金属材料的特性（与传统非金属材料相比较）。重点收集高温结构陶瓷：氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷；光导纤维等方面的资料。（由于收集资料的内容比较多，实际操作中可以把学生分成几个组，承担不同的任务。）

课堂上可以让学生首先交流他们的搜集的资料，通过讨论得出比较一致的看法。然后教师小结新型无机非金属材料的特性。

板书：第三节 新型无机非金属材料

一、材料的分类和特点：

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。

接着还是学生交流，教师适当补充。

教师板书：二、新型无机非金属材料简介

　　(一)、高温结构陶瓷

　　1．氧化铝陶瓷

　　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

　　2．氮化硅陶瓷

　　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

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．下列属于新型无机非金属材料的特性是（   ）

　　①能承受高温、强度高②具有电学特性③具有光学特性④具有生物功能⑤可塑性好

　　A．①　　B．①②　　C．①②③⑤　　D．①②③④

　　2．有关目前氧化铝陶瓷的用途中不正确的是（    ）

　　A．制造高温炉管　　B．制造球磨机

　　C．制作高压钠灯的灯管　　D．制造钟表的轴承

　　3．下列说法中不正确的是（     ）

　　A．用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件，可以提高柴油机的质量

　　B．光导纤维除了可以用于通讯外，还用于医疗、信息处理、传能传像等许多方面

　　C．石墨可以用来切削和刻划其它物质，被用于钻探、磨削等行业

　　D．一般情况下，金属易受腐蚀，在高温时不耐氧化，因此不适合在高温时使用

参考答案：1．D   2．D    3．C

教师小结本节主要内容。

板书设计：第三节 新型无机非金属材料

一、材料的分类和特点：

2．新型无机非金属材料有哪些特性？

二、新型无机非金属材料简介

(一)、高温结构陶瓷

　　1．氧化铝陶瓷

　　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

　　2．氮化硅陶瓷

　　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
信息量大，信息量大，每根光缆上理论上可同时通过10亿路电话	8管同轴电缆每条通话1800路
原料来源广（石英玻璃），节约有色金属	资源较少
质量小，每km27g，不怕腐蚀，铺设方便	每km1.6t
成本低，每km 10 000元左右	普通光缆每km 200 000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