玻璃与陶瓷

本页只讲工业制造物质一章的一条中四内容标准：玻璃与陶瓷。考试会问原料、主要的玻璃种类连同其特殊性质与用途、陶瓷的一般性质，以及每种材料的性质如何使它适合某项用途。

这是性质与用途类的考点，所以在答案里要把每个性质都与一项用途相连。

玻璃：原料与种类

玻璃的主要原料是沙（二氧化硅 SiO₂），把它与其他物质一起熔化再冷却。不同的添加物给出不同的玻璃种类，各有自己的性质与用途：

• 熔凝石英玻璃，几乎是纯二氧化硅。它有很高的熔点、能承受骤然的温度变化，并能透过紫外线。用于高温镜片、光纤与实验室器材。
• 钠钙玻璃，二氧化硅加氧化钠与氧化钙。它是最便宜、最常见的玻璃，但受热时容易软化。用于窗户、瓶子、罐子与饮用杯。
• 硼硅玻璃，二氧化硅加氧化硼。它耐热、耐骤然温度变化（热震），膨胀极小，所以用于炊具与实验室玻璃器皿。
• 铅晶质玻璃，二氧化硅加氧化铅(II)。它密度大、有高折射率、会闪耀，所以用于装饰玻璃器皿、棱镜与镜片。

陶瓷：原料与性质

陶瓷主要由黏土（如高岭土）制成，湿时成形，再在高温下烧硬。它的一般性质是：

• 硬但脆；
• 化学惰性（不与大多数酸和碱反应）；
• 有很高的熔点、耐高温；
• 是良好的电与热绝缘体；
• 耐压。

陶瓷的用途

由于这些性质，陶瓷用于电绝缘体、瓷砖与砖块、餐具与陶器、火花塞，以及耐热部件。每一项都把性质与需求相匹配：它的惰性使它适合餐具，它的绝缘能力适合电器配件，它的耐热性适合炉衬与瓷砖。

例题

题目。 一个 200 g 的钠钙玻璃样本由 150 g 二氧化硅、30 g 氧化钠和 20 g 氧化钙制成。

试计算 (a) 二氧化硅的质量百分比和 (b) 玻璃中氧化钙的质量百分比。

第一步，列出二氧化硅的百分比式。 质量百分比 =（成分质量 ÷ 总质量）× 100。

第二步，计算二氧化硅。 =（150 g ÷ 200 g）× 100 = 0.75 × 100 = 75 %。

第三步，计算氧化钙。 =（20 g ÷ 200 g）× 100 = 0.10 × 100 = 10 %。

答案。 (a) 二氧化硅的质量百分比为 75 %。

(b) 氧化钙的质量百分比为 10 %。（作为核对：二氧化硅 75 % + 氧化钠 15 % + 氧化钙 10 % 恰好构成整个样本。

）

练习题

题目。 (a) 说出玻璃的主要原料与陶瓷的主要原料。

(b) 解释为何用硼硅玻璃而不是钠钙玻璃来制实验室烧杯。(c) 给出陶瓷的一项使它适合用作电绝缘体的性质。

答案。 (a) 玻璃的主要原料是沙（二氧化硅 SiO₂）；陶瓷的主要原料是黏土（如高岭土）。(b) 硼硅玻璃耐热、耐骤然温度变化（热震），膨胀极小，所以强热时不会开裂，而钠钙玻璃会开裂；这使硼硅玻璃适合用来制受热的烧杯。(c) 陶瓷是良好的电绝缘体（不导电），所以适合用作电绝缘体。

考试提示

考官要你把性质与用途相连，而不是只列性质。对玻璃，为每一种记住一项独特的性质与用途：熔凝石英用于高温，钠钙用于便宜的日常容器，硼硅用于炊具与实验室玻璃，铅晶质用于装饰与光学物件。

对陶瓷，记住这一组：硬、脆、惰性、耐热、绝缘。当被要求选材料时，说出使它适合该任务的性质，「硼硅玻璃因为它耐热震」能得分；「硼硅玻璃因为它更好」则不能。

推断材料与其用途

整章都看重同一项技能：读一项用途、选出性质与之匹配的材料。从冰箱到烤箱都用的厨具需要承受骤然的温度变化，这指向硼硅玻璃。

火花塞或炉衬需要耐高温且不导电，这指向陶瓷。要闪耀的装饰品指向铅晶质玻璃。

只要你始终问「这项用途要求什么性质？」，再说出提供它的玻璃或陶瓷，即使遇到陌生的例子也能自信作答。

还要记住玻璃与陶瓷为何被如此广泛使用：它们由丰富的原料制成、成本低、化学惰性且耐用，这正是它们从窗户到实验室仪器无处不在的原因。

本节定位

这是**工业制造物质一章的内容标准 8.5，它完成了本章对重要人造材料的巡览。用本章复习笔记来加强，用例题**练习性质与用途题以及组成题。

在我们的在线一对一 SPM化学课上，以英文授课，每小时 RM50 起，另有一小时付费试课，我们的老师确保你能把每一种玻璃与每一项陶瓷性质与正确的用途相匹配，因为这种匹配正是 4541 里能拿分的关键。

快速回顾

• 玻璃由与其他物质一起熔化的**沙（二氧化硅 SiO₂）**制成。
• 种类：熔凝石英（高温）、钠钙（便宜、日常）、硼硅（耐热／热震）、铅晶质（密度大、闪耀）。
• 陶瓷由黏土在高温烧硬制成。
• 陶瓷硬、脆、惰性、耐热且是良好的绝缘体。
• 答案里始终把性质与用途相匹配。