SiO 2

50
ללללל לללל5/2004 SiO2 לללללל לללללל

description

זכוכית. SiO 2. http://www.ort.org.il/elements /. מה רואים בתמונה?. באיזו תכונה של הזכוכית מדובר?. באיזו תכונה של הזכוכית מדובר?. שקיפות. אם החלונות שקופים, אז איך משתקף בהם הרחוב? הרי אם מואר בפנים, הזכוכית שקופה ורואים מבחוץ מה קורה בפנים. באיזו תכונה של הזכוכית מדובר?. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of SiO 2

5/2004שושנה צובל

SiO2 זכוכיתזכוכית

5/2004שושנה צובל

http://www.ort.org.il/elements/

5/2004שושנה צובל

מה רואים בתמונה?

באיזו תכונה של הזכוכית מדובר?

5/2004שושנה צובל

באיזו תכונה של הזכוכית מדובר?

תכונות אופטיות – תגובה לאור

האור הנראה(אנחנו רואים דמות של גוף רק כאשר אור )בטווח מגיע לעינינו

בריקאור יוצא ממקור אור ומתקדם - לכל הכיוונים

בקווים ישרים קרני אור

5/2004שושנה צובל

האנרגיה הנפלטת מהשמש – אנרגית אוראור - קרינת גלים אלקטרומגנטים

טווח גלי האור : U.Vגלי רנטגן, אולטרא סגול –

, האור הנראה, R.Iאינפרא אדום –

גלי מיקרו, גלי רדיו..

אור

טווח גלי האור

5/2004שושנה צובל

טווח גלי האור הנראה

טווח גלי האור

5/2004שושנה צובל

ובעצם אם הזכוכית שקופה אז איך רואים

במראה? ולמה הקיר הלבן לא משמש כמראה?

- של קרן האור זווית הפגיעה – שווה לזווית ההחזרה

מראה

אור פוגע בחומר )אנחנו רואים את החלק החוזר, בהתאם לכך את וחוזר

הצבע(

5/2004שושנה צובל

ונבלעאור פוגע בחומר

ומה עדיף ללבוש בקיץ חולצה לבנה או שחורה??

)טמפ' הגוף עולה( בד"כ הופך לחום

R.Iוחלקו נפלט כקרינת תת אדום -

אם כך מעניין להסביר איך הדוב הלבן ? לבןשחי בקוטב הצפוני

)טמפ' הסביבה עולה(

5/2004שושנה צובל

לשם מה יש צורך במשקפי שמש?

ואיפה יש למשקפי שמש חשיבות גדולה יותר בחוף הים או באזור מושלג?

ולמה אטומה עדשה זכוכית?

ובכלל האם עדיף להשתזף מאחורי חלון המכונית?

5/2004שושנה צובל

5/2004שושנה צובל

קוורץSiO2הרכב: תחמוצת צורן -

SiO2- זכוכית קוורץ מבנה: אמורפי

תכונות: -חזקה מאוד יחסית לזכוכית הפשוטה

I.R ו קרינת V.U-שקיפות גבוהה מאוד לאור נראה, קרינת (10 בסולם פרידריך מוהס )קשיות היהלום – 7-קשיות גבוהה/

-אינרטיות גבוהה לחומרים מעלות צלסיוס1600-נק' התוך מאוד גבוהה ~ מעל

-מקדם התפשטות מאוד נמוך/עמידות בשוק תרמי חזקשימושים: מנורת שיזוף/מנורת הלוגן, נורה לשלט רחוק, כלי

מעבדה, מכשור למוליכים למחצה, מכשור אופטי, תקשורת, רפואה, , פוטוליטוגרפיה/סיבים אופטייםחלל

מינראל קוורץ שונה וצבעים שונים במבנה גבישישם כולל למגוון מינראלים

ויסודות נוספים(SiO2)מכילים תחמוצת צורן -חלק מהגבישים פיאזואלקטרים )יוצרים תנודות בהשראת זרם

חשמלי( שימוש: שעוני קוורץ, רדיו

5/2004שושנה צובל

"סלסלת הפרחים של ונוס" סיבים אופטיים "ביולוגיים" בספוגי זכוכית

5/2004שושנה צובל

"סלסלת הפרחים של ונוס"

יצור רב תאי קדום הבנוי משלד זכוכיתי, ומתפקד כסיבים אופטיים "משופרים"

יותר גמישים )פחות שבירים( מעלות 4ונבנים בסביבה הטבעית באנרגיה נמוכה )

צלסיוס( בהשוואה לסיבים המלאכותיים הצורכים לייצורם אנרגיה רבה.

מתוך: האור הגנוז בתוככי הספוג / 30.8.2003מאת: מרית סלוין, הארץ, וואלה/

http://www.hayadan.org.il/shiningsponge.html

5/2004שושנה צובל

ייצור הזכוכיתחימום חומרי הגלם בכור היתוך בטמפ'

זכוכית וקירור מהיר מקבלים C 1000של כ - גלמית

שאותה מעבדים

אופני עיבוד*ניפוח ידני או לתבנית

*יציקה לתבנית*זכוכית שטוחה - משיכה בין גלילים וקירור איטי

*זכוכית מגולפת - צריבה בחול או המסה HFבחומצה פלואורית

o

5/2004שושנה צובל

זכוכית – הגדרה"חומר מוצק, שקוף ושביר עשוי חול מעורב

בסודה, אשלג וחומרים אחרי שנתרכבו זב"ז בחום גבוה"

מילון אבן שושן

"חומר זגוגי אמורפי, צמיגי, שביר, שקוף

שמתקבל בקירור נתך לא מתכתי"האנציקלופדיה העברית

5/2004שושנה צובל

מרכיבים בסיסיים בנתך:3 / חומרי גלם -SiO2~70%חול צורני/*

)האופי הזגוגיתי( החומר האמורפי

-Na2O~15% (/Na2CO3סודה )*)הורדת טמפ' התוך( החומר המתיך

-CaO~10% (/ CaCO3גיר )*)הקטנת המסיסות במים( החומר המייצב

בתוספת מרכיב או החלפת מרכיב בחלקו או מגוון רחב של סוגי זכוכיתבמלואו מתקבל

5/2004שושנה צובל

הזכוכית הבסיסית הפשוטה -

SiO2 ~ CaO ~ Na2O הרכב: תכונות:

)ניתן לעיצוב, -תרמופלסטי/צמיגות גבוהה בחום למחזור(

-שקיפות לאור נראה-גמישות

-מוליכות חום נמוכה -מקדם התפשטות תרמי גבוה/רגישות לשוק תרמי

-אינרטיות כימית-שבירה בקלות

-ניתנת להלחמה עם מתכת

נורות, כוסות, חלונות שימושים:

5/2004שושנה צובל

צמר זכוכית, סיבי זכוכית SiO2 ~ CaO ~ Na2O הרכב:

-גמישות-הולכת חום נמוכה

שימושים: בידוד תרמי

"מי-זכוכית" תמיסה מימית של נתרן סיליקט - הרכב:

Na2SiO3 SiO2( + Na2O)

תכונות: -נוזל צמיג ודביק מאוד )באוויר מתקשה למצב

ג'לי(-מסיס מאוד במים

-חסין אששימושים: ציפוי חומר והפיכתו לחסין אש )נייר, עץ,

בטון..(, הגנה על צבע בעבודת אומנות, שימור ביצים

5/2004שושנה צובל

סיליקה ג'ל SiO2תחמוצת צורן - הרכב:

מבנה: מוצק )למרות השם..(, גרגרים מאוד חלוליםהכנה:

בצלוחית פלסטיק Na2SiO3. צק מעט מי זכוכית –1או מסיר אבן )=מלח -H3C6H5O7. פזר מלח לימון 2

חומצי(. תן לחומר להתייבש וארוז בבד3

*יון הסיליקה יוצר בסביבה חומצית חומצה סליצילית שבחימום הופכת לסיליקה ג'ל

תכונות: m2/gr ממשקלו )כושר ספיחה של 40%-ספיחת מים עד

800)-ניתן לשימוש חוזר

CoCl2-שקוף, כשטבול בתמיסת אינדיקטור קובלט כלורי - משנה צבע מכחול )כשיבש( לוורוד )כשרווי במים(

שימושים: ספיחת גזים ולחות לשימור מוצרי חשמל, מזון, תרופות ובמעבדה

5/2004שושנה צובל

- זכוכית פחות שבירה

SiO2 ~ CaO ~ K2O הרכב:

תכונות: -שקיפות לאור נראה

-גמישות -רגישות לשוק תרמי-מוליכות חום נמוכה

-לא כ"כ שבירה -ניתן להלחים עם מתכות

אינרטיות לחומרים-I.Rאטימות לקרינת -

מד טמפ', חממה, חלון ממוגן בקבוקים, עדשות, שימושים:

5/2004שושנה צובל

- פיירקס SiO2 ~ B2O3 ~ Al2O3 הרכב:

תכונות: -שקיפות לאור נראה

-מוליכות חום יחסית גבוהה-מקדם התפשטות יחסית נמוך/עמידות בשוק תרמי

-נ.ה התוך יחסית גבוהה/עמידות בחום-אינרטיות לחומרים

-ניתן להלחים עם מתכות-פריכה אבל חזקה יחסית

כלי בישול, מכשור מדעי, מראה שימושים:בטלסקופ

5/2004שושנה צובל

- קריסטל/בדולח SiO2 ~ PbO ~ K2Oהרכב:

תכונות: -מאוד צלולה-צליל אופייני

-מקדם שבירת אור מאוד גבוה/מבריקה-קשיות יחסית גבוהה

-ניתנת לעיבוד וליטוש

כלים לקישוט, אומנות שימושים:

5/2004שושנה צובל

זכוכית צבעונית הרכב: זכוכית בהתאם לצרכים

עיבוד: הוספת מלחי מתכות/תחמוצות צבעוניות בציפוי או בתערובת הנתך לקבלת הגוון הרצוי

- גוון כחול3Co+יון קובלט - כחול סגול או שחור 2Ni+יון ניקל -גווני אדום או כחול3Fe, +2Fe+יון ברזל

- גוון ירוק או כחול עמוק3Cu+יון נחושת - ירוק כהה 3Cr+יון כרום ועוד ועוד

שימושים: כלים לקישוט, אומנות, בקבוקים, גולות

5/2004שושנה צובל

זכוכית מחזירה אורעיבוד: זכוכית מצופה באבקת כסף

תכונות: החזרת אור שימושים: מראות, אנרגיה סולרית

זכוכית אנטי סאן עיבוד: זכוכית מצופה באבקת כרום

תכונות: שקופה בכוון אחדשימושים: חלונות

זכוכית פוטוכרומיתעיבוד: זכוכית מצופה במלחי כסף

V.Uתכונות: אטימות לקרינת שימושים: משקפי שמש

5/2004שושנה צובל

סיבים חסיני אשעיבוד: סיבי זכוכית מעורבים באסבסט

תכונות: -גמישות

-טמפ' היתוך גבוהה-לא דליק

שימושים: בגדים חסיני אש

אריגי פיברגלסעיבוד: חומר מרוכב – אריג מסיבי פוליאסטר וסיבי זכוכית

תכונות: -קל וחזק

-גמיש שימושים: קסדות, מרכב לרכב, סירות

זכוכית בטוןעיבוד: בטון מעורב בסיבי זכוכית

תכונות: -קל ולא מחליד

-ניתן לעיצובשימושים: מבנים

5/2004שושנה צובל

זכוכית מחוסמת/דורלקסעיבוד: חימום הזכוכית לטמפ' ההתרככות

וצינון מהיר בזרם אוויר קרC 600כ - תכונות:

-מאוד פריכה/נשברת לרסיסיםשימושים: כוסות, כלי אוכל

זכוכית משוריינתעיבוד: חומר מרוכב -סנדביץ של שכבות זכוכית וביניהן

)פולי וימניל בוטירט( PVBשכבת עיבוד אחר: זכוכית משולבת בפסי פלדה

תכונות: -עמיד בהלם )נוצרים סדקים אבל השברים לא מתפזרים(

-בידוד אקוסטי-כבד

שימושים: רכב ממוגן ירי, חלונות ראווה, מעקה לגג

o

5/2004שושנה צובל

היסוד צורןSiהרכב:

תכונות: -לא קיים כיסוד חופשי בטבע

צורות: 2-כשמופק מתרכובותיו קיים ב חום אמורפימוצק אפור מבריק גבישי מתכתיומוצק

תכונות:במצב מתכתי כשהוא "מזוהם" )באטומי ארסן, זרחן, בור..(

-מוליך למחצהשימושים: -תאים סולריים, ממיר זרם, שבבי מחשב

**מרכיב עיקרי בתרכובות בסלעים, חול, זכוכית, אבני חן, וסיליקאטים

בעולם7היסוד השני הנפוץ )בתרכובותיו( בקליפת כדה"א וה -

5/2004שושנה צובל

ובמקורות

תלמוד בבלי מסכת חגיגה ט"ו ע"א

"לא יערכנה זהב ותמורתה כלי פזאמר לו אלו דברי תורה שקשין לקנותן ככלי זהב

וכלי פז ונוחין לאבדן ככלי זכוכיתאמר לו רבי עקיבא לא אמר כך אלא:

מה כלי זהב וכלי זכוכית, אף על פי שנשברו יש להם תקנה

אף תלמיד חכם, אע"פ שסרח יש לו תקנה"

5/2004שושנה צובל

זכוכית אורגנית

5/2004שושנה צובל

ניסוייםלראות – שקיפות – העברת אור )חממה?, מנורה כחולה(1.

. לעשות טפי מצינור זכוכית – לא מוליך, צמיג מאוד )קוורץ עמיד(2

. מד טמפ – להכניס למים רותחים – לא מוליך חום3

. לנסות להדליק גפרור מזכוכית כ"כ חמה - לא מוליך חום4

. ציפוי כלי / לוחית זכוכית בפיח מנר – מראה5

. שוק תרמי – לחמם להניח במקום קר6

. קיסם עץ, וקיסם הטבול במי זכוכית, פיסת בד ופיסה טבולה 7במי זכוכית לקרב לאש

. לנסות להאיר בלהבה ולגעת ביד בקצה המוט – מוליך אור8

)סיבים אופטיים(

. גן כימי גרגרי מלחים במי זכוכית )אבני חן(8

. סיליקה ג'ל9

5/2004שושנה צובל

סטנדרטיםהתלמידים יכירו תכונות חומרים - הזכוכית•התלמידים יבינו את הקשר בין תכונות הזכוכית •

לשימוש בה )תכונות אופטיות, תרמיות, כימיות(התלמידים יבינו מה משמעות העברה, בליעה והחזרה •

של אורהתלמידים יבינו ששקיפות לאור תלויה בסוג האור וסוג •

הזכוכיתהתלמידים יכירו מה השונה בהפקה ועיבוד של זכוכית •

לקבלת מגוון חומרים )פיירקס, דורלקס, קריסטל, זכוכית משוריינת, פיברגלס(

התלמידים יפעילו במהלך הלמידה מיומנויות חשיבה • מטה-קוגניטיביות

5/2004שושנה צובל

סכוםזכוכית – שם כללי לקב' חומרים•חומר זכוכיתי – מצב אמורפי, מאוד צמיג במצב •

נוזלי וניתן לעיצוב )מתכת זכוכית...(יש הבדל בין העברת אור למוליכות אור•שקיפות לאור – לאיזה?•מאחורי זכוכית )קוורץ( – אפשר להשתזף, •

זכוכית רגילה - לאאותה זכוכית יכולה להעביר אור ולהיות אטומה •

לאור בו זמנית מעבירה אור נראה ואטומה לאור תת אדום

אותה זכוכית שבירה או מתפוררת )דורלקס( – •עיבוד שונה

5/2004שושנה צובל

מחווןענה נכון/לא נכון ונמק תוך מתן דוגמא

אור נראה ולכן היא שקופה100%א. זכוכית מעבירה ב ב. במראה הזכוכית לא מעבירה אור רק מחזירה אותו

ב. שיזוף יעיל יותר מאחורי חלון זכוכיתג. זכוכית מוליכה חום טוב ולכן ניתן לנפח זכוכית

ד. זכוכית משוריינת עשויה מפיברגלסה. זכוכית היא חומר שנמס במים

ו. זכוכית כחולה מעבירה רק את האור הכחול שמות לאותו החומר2ז. קריסטל וקוורץ הם

ח. דורלקס היא זכוכית מחוסמת

5/2004שושנה צובל

אין איש שיגלה לכם דבר,

.אשר אינו כמוס ונם בחביון הגיונכם

,המורה, הפוסע בצללי המקדש בין חסידיו

,אינו מגיש מחכמתו

,מאמונתו ומאהבתו כי אם

,אם אכן נבון הוא, לא יצווכם את חוכמתו אלא,

יכוון צעדיכם אל מפתן נפשכם אתם

הנביא" ג'ובראן חליל ג'ובראן "

זכרו!

בברכה שושנה צובל

5/2004שושנה צובל