上课第三节 玻璃陶瓷和水泥
33玻璃、陶瓷和水泥教案1(人教版选修1).doc
［讲］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。
［讲］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。
［投影］光导纤维的视频。
［讲］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。
［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吋通过10亿路电话。
而普通电缆8管同轴电缆每条通话1800路; 光纤光缆原料來源广（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kml.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［板书］2、高温结构陶瓷［讲］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？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。
［板书］（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。
［讲］高压钠灯内温度高达1400°C，同时钠蒸气具有很强的腐蚀性。
［展示］±tt堀、高温炉管。
［讲］性能：熔点高、硬度大、透明、耐高温；用途：堆埸、高温炉管、刚玉球磨机、高压钠灯管管［板书］（2）氮化硅陶瓷［展示］氮化硅陶瓷制品图3-33氟化就剛瓷制品［讲］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。
英优点：超硬物质，具有润滑性，耐磨性抗腐蚀性强，高温也能抗氧化。
高中化学选修1： 3-3玻璃、陶瓷和水泥
二、陶瓷
China China
中国
20
兵马俑
21
中 国 陶 瓷 珍 品 之 明 青 花
中国陶瓷珍品之唐三彩
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中 国 陶 瓷 珍 品 之 清 青 花
中国陶瓷珍品之清彩瓷
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传统上陶瓷是指所有以黏土为主要原料 （ Al2O3· 2SiO2· 2H2O ）与其它天然矿物原料 经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制 品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无 机非金属固体材料和制品的通称。
3、陶瓷发动机——氮化硅陶瓷
设问： 既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点，请大家预 测氮化硅的性质。 （答案：应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀。） • 氮化硅陶瓷硬度大，本身具有润滑性，耐磨损，抗腐 蚀，抗氧化，能抵抗冷热冲击，可用来制造轴承、汽轮 机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件，还可以 用来制柴油机。
分解带： 900
100 600
水分蒸发 有机物燃烧和高岭土的脱水
煅烧带
1100
石灰石分解，CaO和SiO2 Al2O3发生固态反应 高温
3CaO + Al2O3= 3 CaO . Al2O3 2 CaO + SiO2= 2 CaO . SiO2 3 CaO + SiO2 = 3 CaO . SiO2
51
水泥的等级划分
我国对六大通用水泥各项标准已作修改,原采用(国 标)GB177－85方法已经废止不再使用,六大通用水泥新 标准是GB175－1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、 GB1344－1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥 及粉煤炭硅酸盐水泥》。GB12958－1999《复合硅酸盐 水泥》。这三个国家标准（包括六大通用水泥）早已于 1999年12月1日起生效，过渡期为1年4个月，即2001年4 月1日起相应三个老标准（包括六大通用水泥）废止，正 式实施六大通用水泥新标准。 新标准是将水泥标号改为强度等级,六大水泥标准实 行以MPa (兆帕)表示的强度等级，如32.5、32.5R．42.5、 42.5R、52.5、52.5R等，强度等级的数值是与水泥28天 抗压强度指标的最低值相同。
《玻璃、陶瓷和水泥》课件
本课件将介绍玻璃、陶瓷和水泥的历史、应用、制作过程以及未来发展，带 您领略这三种材料的独特魅力和无限潜力。
玻璃的历史和应用
古老而神秘
几千年前的古代埃及人已经使用玻璃制品。
多种应用
玻璃被广泛用于建筑、制造、医疗和艺术领域等多个行业。
独特的特性
玻璃透明、坚固、耐高温，具有良好的电绝缘性。
2
陶瓷制作
பைடு நூலகம்
将粘土制作成型，然后经过干燥和高温烧结而成。
3
水泥制作
将石灰石和粘土经过研磨和烧制得到水泥熟料，再与适量的石膏混合，形成水泥。
玻璃、陶瓷和水泥的未来发展
1 环保与可持续性
2 创新应用
3 高性能材料
通过改进制造和回收技术， 促进玻璃、陶瓷和水泥行 业的可持续发展。
玻璃、陶瓷和水泥有着丰 富的创新应用前景，如新 能源领域、智能建筑和生 物医学。
陶瓷的历史和应用
1
广泛应用
2
陶瓷被用于制造瓷器、建筑材料、电子
元件、艺术品等领域。
3
悠久的历史
陶瓷制品在中国已有数千年的历史。
优越的性能
陶瓷具有高温抗性、化学稳定性和绝缘 性能。
水泥的历史和应用
历史悠久
水泥的历史可以追溯到古罗马时 期。
建筑重要组成部分
水泥被广泛应用于建筑、桥梁和 道路等工程中。
多种应用
水泥还用于制作耐火材料、地板、 家具等。
玻璃、陶瓷和水泥的区别和特点
材料 玻璃 陶瓷
水泥
特点 透明、坚固 高温抗性、化学稳定性
硬化后坚固
应用 建筑、制造、医疗、艺术 瓷器、建筑材料、电子元件、 艺术品 建筑、桥梁、道路、耐火材料
高中化学人教版选修1 第三章第三节 玻璃、陶瓷和水泥 课件(48张)
用光导纤维做手术不用开刀
如何减少和利用玻璃垃圾、节约 能源、保护环境？
在高温下玻璃有可塑性,回收碎玻璃洗净 加温重新造型利用！如果我们把废弃物中的 玻璃垃圾重新回收利用，这样不仅可以节约 大量资源，还能够最大限度的减少垃圾的产 生量，降低垃圾处理费用，减少占用土地资 源，从而使我们的生活质量有Leabharlann 显改善。china瓷器
陶瓷在我国有悠久的历史，堪称中 国的国粹，在新石器时期我们的祖先 就已经能制造陶瓷，在历史的长河中 ，陶瓷曾经历过两个鼎盛时期，唐朝 （“唐三彩”）和宋朝（“钧瓷”） 陶都：江苏宜兴
瓷都：江西景德镇
河南陶瓷
河南陶瓷：历史悠久，早在新石器时代便出 现了最早期的陶器，到唐宋时期河南陶瓷古窑便 遍布全省，宋代五大名窑中河南的钧、汝、官占 去了三个之多。 唐代：690年，武则天改国号“唐”为“周 ”，迁都洛阳，史称武周，也称“大周”。 瓷 器的使用在唐代更为普及，品种与造型更加新颖 多样。 宋代：中国陶瓷工艺发展到宋代，达到了炉 火纯青的成熟阶段，艺术上取得了空前绝后的成 就，一些以州命名的瓷窑体系特点明显。
为什么烧制陶瓷时空气的用量不同， 彩釉的颜色不同？ 1、在普通釉料中加入不同的金属元素 ，烧制时生成不同的金属氧化物，不 同金属氧化物的颜色不同 2、烧制时空气用量不同，得到金属元 素的化合价不同，颜色也不同
3、传统陶瓷的性能
优点：一般说来，陶瓷具有抗氧化性 、 抗酸碱腐蚀 、 耐高温 、绝缘 、 易成型等。 缺点：质脆、经不起热冲击等。
３、陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不 属陶瓷制品的是( ) A.电器中的绝缘瓷管 B.实验室中的坩埚 C.实验室中的试管 D.建筑上烧制的砖瓦 ４、熔融烧碱应选用的器皿是 A、石英坩埚 B、普通玻璃坩埚 C、生铁坩埚 D、陶瓷坩埚
第三节 玻璃、陶瓷和水泥
第三章探索生活材料第三节玻璃、陶瓷和水泥教学目标：1．知道水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料及其用途。
2．激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步认识。
3．使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。
教学重点、难点: 水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料教学用具：高压钠灯、光导玩具、光导演示器、光缆实物、投影片、电影剪辑教学方法：展示实物、图片、谈话、讲述、讨论探究课时安排：两课时教学过程：第一课时[投影]人工吹制玻璃器皿[学与问] 玻璃中含有什么物质？玻璃器皿为何能通过人工吹制方法制得？[板书]一、玻璃［自学］请大家阅读课本有关玻璃的内容，并填写下表［投影展示］玻璃[学生阅读完课本后，由学生回答，教师填写上表］[板书]1、生产玻璃的原料：主要反应：成分：[讲述］在原料中SiO2用量较大，普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物质主要成分是SiO2。
［提问］为什么制取氟化氢气体或盛放氢氟酸时不能用玻璃容器？［回答］因为玻璃中含有二氧化硅，而氢氟酸可以和二氧化硅发生化学反应。
［演示实验］取一根玻璃管，置于燃着的酒精喷灯上，把玻璃管拉成两支尖嘴管。
［观察］大家看到了什么？［回答］玻璃受热、变软，可拉细。
［讲述］实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。
这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。
但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应，普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的，这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。
石英玻璃的主要成分是二氧化硅，它的膨胀系数小，不怕温度的骤然变化，而且具有很高的化学稳定性，所以是一种制作高温容器的良好材料。
［思考］看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢？请大家思考后回答，说出判断的依据。
［讨论］（生甲）是。
晶体都能反光，玻璃也能反光，所以是；（生乙）是。
因为玻璃是一个规则的形体，看起来也是亮晶晶的；（生丙）不是。
晶体都有规则的几何形状，玻璃没有；（生丁）不是。
第三节玻璃陶瓷和水泥(完整版)
6、了解“光纤”与“光缆”及“光纤”的用途；了解 “高温结构陶瓷”的性能与用途
主要 反应 玻璃窑中发生的
原料 条件
主要反应
纯碱
高温
Na2CO3 + SiO2 == Na2SiO3+ CO2
石灰石 石英
高温 高温 CaCO3 + SiO2 == CaSiO3 + CO2
玻璃、陶瓷、水泥
1、制造普通玻璃的主要原料是什么？普通玻璃的主要 成分是什么？生产普通玻璃的简单流程是怎样的？
2、了解不同性能的玻璃
3、制造陶瓷器的主要原料是什么？了解陶瓷器的制造 过程极其性能
4、制造水泥的主要原料是什么？普通水泥的主要成分 是 什么？生产普通水泥的简单流程是怎样的？
见P62
陶瓷在我国有悠久的历史， 堪称中国的国粹，在新石器时期我们 的祖先就已经能制造陶瓷，在历史的 长河中，陶瓷曾经历过两个鼎盛时期， 唐朝（“唐三彩”）和宋朝（“钧 瓷”）
宋官窑、定窑、汝窑
钧窑、 哥窑、其它
中国陶瓷珍品之唐三彩
中 国 陶 瓷 珍 品 之 明 青 花
中 国 陶 瓷 珍 品 之 清 青 花
在多年使用的厨房里，久 未更换的玻璃往往失去光 泽，严重的还会形成白色 斑点，这种现象叫做碱析， 产生碱析的化学原因是什 么呢？
1、普通玻璃中
Na2SiO3 : CaSiO3 : SiO2 ===1 : 1 : 4（物质的量之比）
（1）以氧化物的形式表示玻璃的 组成。
（2）若要制备1000千克上述玻璃， 需要原料各多少千克？共可产生标 况下的CO2气体多少升？
9、下列说法正确的是
玻璃、陶瓷、水泥教案
【探索生活材料——玻璃、陶瓷和水泥】教学设计课题玻璃、陶瓷和水泥课型新知识课授课人安峰学校甘肃省嘉峪关市第一中学教材分析本节教学内容为新课标人教版高中化学选修1第三章《探索生活材料》第三节《玻璃、陶瓷和水泥》，本节教材的特点是密切联系生产和生活实际，联系新科技知识，是学生接触比较多的材料，结合实际所见再通过教材介绍，可以使学生对这些材料有更深的认识。
玻璃和陶瓷等材料的新发展，在许多高科技领域有广泛的应用。
教材将这些内容介绍给学生，可以使学生更充分地认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科技和社会发展中所起的重要作用。
另外，本节内容也是进行爱国主义教育和环保教育的理想材料。
学生分析对于已经进行了一年新课程学习的学生，在学习选修教材内容时已经掌握一定的化学学习和化学研究的基本方法。
同时《探索生活材料》这一章的教学内容正是对理论联系实际、方法运用于实践的直接体现。
金属材料的学习又为学生学习玻璃、陶瓷等的学习提供了有效的借鉴，并且学生对玻璃、陶瓷这些生活常见的材料已有一定的了解，所以学生学习《玻璃、陶瓷和水泥》这节内容时，应该有一定的知识基础且有合理的讨论方法。
因此，在教学中采用阅读、讨论、总结的教学模式，以学生为主体，充分发挥学生的积极主动性，在新课程理念的指导下，使教学达到理想的效果。
教学重点1、玻璃的主要成分和生产原理；2、陶瓷主要制备原料及制备过程；3、以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。
教学目标知识与技能：1、掌握制造玻璃的主要原料、主要成分及反应原理；2、初步了解几种常见玻璃的性能与用途；3、掌握制造陶瓷的主要原料；了解陶瓷的制作过程和用途。
4、了解光导纤维和高温结构陶瓷的特性及用途。
过程与方法：通过对玻璃、陶瓷知识的教学，培养学生的自学能力、对新信息的加工、思维能力、分析能力、总结归纳能力和表达能力。
情感、态度与价值观：1、体会化学对人们的生产和生活的巨大贡献，激发学习的热情；2、我国陶瓷、玻璃等硅酸盐产品的产量是世界领先的，以此激发学生的爱国热情和民族自豪感；3、使学生充分认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科学和社会发展中所起的重要作用，激发热爱科学，努力学习的热情。
《玻璃、陶瓷和水泥》 说课稿
《玻璃、陶瓷和水泥》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《玻璃、陶瓷和水泥》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《玻璃、陶瓷和水泥》是人教版高中化学选修 1《化学与生活》第三章《探索生活材料》中的第三节内容。
本节课主要介绍了玻璃、陶瓷和水泥这三种重要的无机非金属材料的主要成分、生产原料、生产过程、性能和用途。
通过对这三种材料的学习，学生可以了解无机非金属材料在生产和生活中的广泛应用，感受化学对人类社会发展的重要贡献，同时也为后续学习其他材料奠定基础。
二、学情分析本节课的授课对象是高二年级的学生，他们在必修课程中已经学习了一些化学基础知识，如元素化合物、化学反应原理等，具备了一定的分析问题和解决问题的能力。
但是，对于无机非金属材料的相关知识，学生了解较少，且对生产过程等实际问题的认识可能比较模糊。
因此，在教学过程中，需要注重引导学生联系生活实际，激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和创新精神。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解玻璃、陶瓷和水泥的主要成分、生产原料和生产过程。
（2）掌握玻璃、陶瓷和水泥的主要性能和用途。
（3）知道玻璃、陶瓷和水泥在生产和生活中的应用，以及对环境的影响。
2、过程与方法目标（1）通过对玻璃、陶瓷和水泥生产过程的学习，培养学生的观察能力和分析问题的能力。
（2）通过对材料性能和用途的讨论，培养学生的思维能力和语言表达能力。
（3）通过实验探究，培养学生的实验操作能力和创新能力。
3、情感态度与价值观目标（1）感受化学在材料科学中的重要作用，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生的环保意识和可持续发展观念。
四、教学重难点1、教学重点（1）玻璃、陶瓷和水泥的主要成分、生产原料和生产过程。
（2）玻璃、陶瓷和水泥的主要性能和用途。
2、教学难点（1）玻璃、陶瓷和水泥的生产过程中化学反应原理的理解。
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沙子
都 是 二 氧 化 硅
水晶
石英
玛瑙
Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
高温
高温
据此方程式分析，玻璃的原料和成份是什么？
主要 原料
纯碱 石英
反应 玻璃窑中发生的主 要反应 条件
高温
成分
Na2SiO3 SiO2 CaSiO3
石灰石
热弯玻璃
3、下列说法正确的是（ D ） （A）SiO2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶
于任何酸。
（B）SiO2是制造玻璃的主要原料之一，它在 常温下与NaOH溶液不反应。 （C）因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2， 所 以H2SiO3酸性比H2CO3强 （D）CO2通入水玻璃中可得原硅酸
1、钢化玻璃、变色玻璃与普通玻璃的成 份有什么不同？
钢化玻璃的成份与变通玻璃完全一样。
2、有机玻璃、水玻璃是玻璃吗？
注O3 石灰石的用途:
1、胃药，反应胃酸
2、补钙 3、大理石、装饰材料 4、石灰石烧制生石灰 5、高温反应制玻璃 6、高温反应制水泥
水泥回转窑
普通玻璃
钢化玻璃
光纤玻璃
石英玻璃坩埚
玻璃与宝石
• 玻璃是一种价格低廉的人造宝石，用于仿制天然 珠宝玉石，如玉髓、石英、绿柱石(祖母绿和海蓝 宝石)、翡翠、软玉和黄玉等等。宝石学上所指的 用于仿宝石的玻璃是由石英和少量碱金属元素如 钙、钠、钾或铅、硼、铝、钡的氧化物组成。 • 区分玻璃和宝石：用手触摸样品，天然宝石有一 种冰凉感, 而玻璃则有温感。宝石都是晶体，传热 比较快，玻璃是没结晶的非晶质，传热比较慢。 用舌尖舐样品确定凉或温会更灵敏些，。 此外, 用放大镜观察, 玻璃的表面和内部常有弯 曲或旋涡状的细线纹，其外观很象将蜂蜜或胶水 倒入清水后加以搅拌时，由于混合不均匀所产生 的现象; 玻璃内部还经常出现圆珠状、椭圆状、 扁平状等各种各样的气泡，用放大镜也很容易观 察到。
杨利伟
神舟五号返回舱
1、普通玻璃是 （混合物、纯净物）。 没有固定的 ，玻璃可在一定温度范 围内软化，制成工艺品等。
2、制水泥和玻璃时都需要用的原料是（ C ）
（A）黏土 （B）石英 （C）石灰石 （D）纯碱 3、制水泥和陶瓷时都需要用的原料是（ A ）
（A）黏土 （B）石英 （C）石灰石 （D）纯碱
水泥工厂
主要 原料
黏土
主要 设备
反应 条件
普通水泥 主要成分
主要 性质
石灰石 水泥回 转窑 石膏 （辅料）
硅酸三钙： 3CaO•SiO2 高温 硅酸二钙： 水硬性 2CaO • SiO2 铝酸三钙： 3CaO • Al2O3
让人骄傲的 三峡工程
世 贸 大 厦
雄伟的体育馆
水泥用于建筑
主要 原料 黏土
生产过 程
混合、 成型、 干燥、 烧结、 冷却
反应 条件
种类
土陶、 陶器、 炻器、 瓷器
性能
抗氧化、抗 酸碱耐腐蚀、 耐高温、绝 缘、易成型
高温
陶瓷
2 .新型陶瓷---高温结构陶瓷
特点：耐高温、耐腐蚀、硬度大、 耐磨损、不怕氧化。
①氧化铝陶瓷
高纯氧化铝透明陶瓷管
氧化铝陶瓷制品
Si3N4基陶瓷球轴承
1、回忆制玻璃的反应方程式
很久以前,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝 鲁斯河河口，船上装了许多天然苏打的晶体。 中午到了， 他们决定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细 沙，竟找不到可以支锅的石块。有人突然想起船上装的天 然结晶苏打，于是大家搬来几十块垒起锅灶，然后架起木 柴燃了起来。当他们吃完饭收拾餐具准备回船时，只见锅 下沙子上有种东西晶莹发光，大家以为发现了宝贝。其实， 这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石 英砂发生了化学反应，形成了玻璃。 聪明的腓尼基人很 快就学会了制作方法，他们把玻璃液制成大大小小的玻璃 珠。这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎，一些有钱 人甚至用黄金和珠宝来兑换，腓尼基人由此发了大财。
②氮化硅陶瓷
特点：密度小、高强、高硬、高韧性、耐
磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、 自润滑、隔热、电绝缘等一系列优 良性能。
Si3N4基陶瓷球轴承
｛
氮化硅陶瓷部件
沙漠车
哥伦比亚号航天飞机
表面使用特种陶瓷
即在航天器的表面覆盖上一层特种陶瓷，这种陶瓷耐高 温、隔热、有很好的机械性能，可以被烧蚀而带走热量。 可以分为苏联方案和美国方案.苏联方案是采用宇宙飞船 形式，中国也采用的是苏联方案。美国采用的是航天飞 机的形式。不管采用哪种方式，在防止空气摩擦而烧毁 航天器的方法基本是相同的. 在返回的神五飞船照片上可以清晰的看到许多烧蚀的坑 洼。 航天飞机上的特种陶瓷覆盖层叫防热瓦，哥伦比亚号航 天飞机在返回时就是防热瓦损坏而使飞船解体的.
防弹玻璃
几 种 常 见 玻 璃 简 介
因混有铁的化合物显浅绿色 Co2O3 Cu2O 把普通玻璃放在 蓝玻璃 光导纤维：1964年8月华裔 电炉里加热，使它软 科学家高锟首先提出用玻 红玻璃 化，然后急速冷却， 璃纤维代替金属导线，被 得到钢化玻璃。其机 如试管等 化学仪器玻璃 誉为“纤维光学之父”。 械强度比普通玻璃大 比头发丝还细的一对光导 4——6倍，不易破碎。 纤维上同时传送3万门电话 如放大镜 光学仪器玻璃 且中继距离长达20—— 50Km，保密性能好。