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第1篇：無機非金屬材料工程范文

關(guān)鍵詞：無機非金屬材料；實驗室開放；教學研究；綜合性實驗

無機非金屬材料專業(yè)主要培養(yǎng)具備無機非金屬材料特別是建筑材料科學與工程方面的知識，能夠從事該領(lǐng)域的科學研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、建筑施工、監(jiān)理、技術(shù)及經(jīng)營管理等方面的高級工程技術(shù)人才。學生通過系統(tǒng)學習及專業(yè)訓練，掌握該領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，研究無機非金屬材料及其復合材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，探索無機非金屬材料的制備、加工工藝技術(shù)及性能測試評價。筆者結(jié)合無機非金屬專業(yè)的特點和畢業(yè)生的就業(yè)方向，探討和研究無機非金屬材料專業(yè)的專業(yè)課實驗教學，從調(diào)整課程設(shè)置、修改教學內(nèi)容、改進考核方法、加大實驗室的開放力度等幾個方面進行了探討性研究，提出了改革方案，為無機非金屬材料工程專業(yè)實驗教學改革提供了理論依據(jù)。

一、專業(yè)實驗課的設(shè)置及實驗內(nèi)容

在20世紀90年代，高等學校的課程設(shè)置和教學內(nèi)容都進行了改進，無機非金屬材料專業(yè)經(jīng)過調(diào)整后，把原有的膠凝材料、水泥工藝學、混凝土工藝學等專業(yè)課程的實驗課的內(nèi)容，統(tǒng)一調(diào)整為無機材料測試技術(shù)專業(yè)課的實驗內(nèi)容，由于無機材料測試技術(shù)課程實驗學時較少，刪除了現(xiàn)在無機行業(yè)使用較少的材料實驗內(nèi)容，如，石灰的消解溫度、產(chǎn)漿量；石膏的性質(zhì)、細度的比表面測定方法等實驗內(nèi)容，增加了一些新型材料的實驗內(nèi)容，這樣能使學生及時掌握無機材料科學發(fā)展的方向，也增強了學生適應(yīng)社會的能力。但是新型材料的發(fā)展，離不開基礎(chǔ)材料，基礎(chǔ)材料在無機材料的發(fā)展中起著重要作用，新材料及復合材料的實驗也是在基礎(chǔ)材料實驗的基礎(chǔ)上有所發(fā)展的，拼命地追求新材料的實驗內(nèi)容，忽略了基礎(chǔ)實驗和傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容，使得無機非金屬材料專業(yè)學生在完成本科畢業(yè)論文階段明顯感覺到實驗動手能力不足，在畢業(yè)后的工作中，表現(xiàn)出缺乏基礎(chǔ)實驗技能的訓練。所以，基礎(chǔ)材料的實驗教學在實驗課教學中尤為重要，專業(yè)實驗課的實驗內(nèi)容更應(yīng)重視基礎(chǔ)材料的內(nèi)容。

二、專業(yè)實驗實行獨立設(shè)課，引導學生重視實驗課

高等學校的學生存在一個普遍的現(xiàn)象，重視理論課和考試課，忽視考查課和實驗課。這種現(xiàn)象是中國應(yīng)試教育模式的延伸，在這種教育模式下，學生習慣了考試，不適應(yīng)考核與考查。只有把實驗課與專業(yè)課分開，獨立設(shè)置成一門課程，進行單獨考核，單獨計入學分，才能引起學生足夠的重視，從而提高學生的專業(yè)技能。

在建筑領(lǐng)域?qū)o機非金屬材料的研究越來越廣，各種新材料、復合材料大量更新。實驗內(nèi)容和實驗工作量越來越大，在原來的基礎(chǔ)上增加實驗內(nèi)容遠遠滿足不了實驗課的需求，所以無機材料專業(yè)的專業(yè)實驗課應(yīng)獨立設(shè)課。課程時間設(shè)置成一段時間（一周或兩周），課程應(yīng)分三個階段，第一階段：學生必修實驗內(nèi)容（基礎(chǔ)實驗）；第二階段：教師布置實驗內(nèi)容（綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容）；第三階段：學生自主設(shè)計實驗內(nèi)容。通過這三個階段的學習，學生能夠把本科階段的專業(yè)課以及專業(yè)基礎(chǔ)課的內(nèi)容貫穿起來，形成一個系統(tǒng)的知識鏈。

三、加大實驗室的開放力度，培養(yǎng)學生的動手能力

要滿足實驗課獨立設(shè)課的要求，實驗室必須進行全面的開放，滿足學生的實驗需求。

在學生實驗集中階段，首先選一些驗證性實驗內(nèi)容，并同時開放所有的實驗室，學生可隨時選做必修實驗內(nèi)容的任意一個，但是在規(guī)定時間內(nèi)必須完成所有的必修內(nèi)容。在這一階段，要求學生熟悉必修試驗項目涉及的實驗儀器、原理、操作方法及國家的相關(guān)技術(shù)規(guī)程，掌握必修實驗材料的技術(shù)性質(zhì)。通過這一階段的實踐，使學生掌握基礎(chǔ)材料的實驗方法和評定方法，培養(yǎng)學生的動手能力。在第一階段結(jié)束后，提交實驗報告，教師布置下一階段實驗任務(wù)，這一過程也是必修內(nèi)容，教師給定幾個綜合性試驗或者設(shè)計性試驗題目，學生分組選擇后進行實驗方案的設(shè)計，經(jīng)教師同意后進行試驗并寫出實驗報告。這一過程提高了學生的實驗方案設(shè)計能力。最后，由學生根據(jù)自己的興趣愛好提出實驗題目、設(shè)計實驗內(nèi)容，經(jīng)教師同意認可后，自行進行試驗并提交報告。

學生經(jīng)過這樣一個過程后，使理論知識和實踐技能有了銜接，同時也是對各門專業(yè)課知識的一個系統(tǒng)的總結(jié)，不但提高了理論水平，而且提高了學生的動手能力。

四、注重學科交叉滲透，開設(shè)綜合性實驗，提高學生的專業(yè)素質(zhì)

無機非金屬材料學涉及多學科領(lǐng)域，所以在專業(yè)實驗教學過程中，應(yīng)注重學科知識的交叉滲透。利用綜合性試驗項目，把許多相關(guān)的學科知識進行融合，使學生掌握相關(guān)知識，把理論與實踐進行銜接。

在國家開展本科教學水平評估以來，學校為了提高本科教學質(zhì)量，要求本科畢業(yè)設(shè)計題目是一人一題，不允許出現(xiàn)雷同論文。本科畢業(yè)設(shè)計時間持續(xù)一個學期，由教師命題，學生自主選擇，然后根據(jù)自己的論文題目，設(shè)計實驗方案。由于論文命題都是結(jié)合教師的科研內(nèi)容和研究方向定的，所以實驗內(nèi)容除無機材料學外，還包括有機化學、無機化學、聲、光、電、力學等多學科的方方面面。這時大多數(shù)學生顯得很盲目。使學生在專業(yè)試驗階段掌握這些相關(guān)的實驗內(nèi)容，開設(shè)綜合性試驗、設(shè)計性試驗就顯得尤為重要。綜合性、設(shè)計性試驗?zāi)苁箤W生對所學知識和感興趣的知識進行整合和改進，在實驗過程中掌握實踐技能，培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)。

專業(yè)實驗課改革和實踐是一項長期的工作，它涉及相關(guān)學科的方方面面，是一項系統(tǒng)而艱巨的任務(wù)，必須尋求各方面的支持和幫助。無機非金屬材料工程專業(yè)的畢業(yè)生分布在科研、生產(chǎn)、檢測等不同領(lǐng)域，要使畢業(yè)生都能在自己的崗位上熟練地發(fā)揮自己的特長，充分發(fā)揮自己的潛能，是我們教學研究要達到的目的。為了達到這一目的，就要不斷進行教學研究，探索無機非金屬專業(yè)的教學改革和建設(shè)，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，增強分析問題、解決問題的能力，開發(fā)學生的潛在能力，把學生培養(yǎng)成實用型人才。

參考文獻：

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[2]張剛.環(huán)境科學專業(yè)實驗課教學改革探討[J].實驗室科學，2009（2）：44-46.

[3]肖佳.土木工程材料開放性試驗教學研究與實踐[J].長沙鐵道學院學報：自然科學版，2006（2）：83-84.

第2篇：無機非金屬材料工程范文

【關(guān)鍵詞】金屬材料；能源狀況；相關(guān)技術(shù)

0 引言

人類的發(fā)展歷史證明，在人類生存和發(fā)展中，主要的物質(zhì)基礎(chǔ)就是材料，現(xiàn)代文明基礎(chǔ)的重要支柱就是材料工業(yè)和能源。材料工業(yè)的發(fā)展在人類社會發(fā)展中占據(jù)著比較重要的位置，人們常常將主要的材料體系分為四個：一是金屬材料；二是有機高分子材料；三是無機非金屬材料；四是復合材料等。無機非金屬材料是由比較傳統(tǒng)的硅酸鹽材料形成的，對于現(xiàn)代來說，無機非金屬材料得到了較大規(guī)模的擴展，涉及從最早的硅酸鹽領(lǐng)域到現(xiàn)在的碳化物、鹵化物以及磷酸鹽等等多個方面的領(lǐng)域。

1 無機非金屬材料的結(jié)構(gòu)以及特性

無機非金屬材料的相關(guān)元素結(jié)合力主要分為三種，一是離子鍵；二是共價鍵；三是離子共價鍵的結(jié)合。這種化學鍵具有的高鍵較強的特點，就會給材料帶來一些主要的特性，一是熔點高；二是具有較高硬度；三是較強的耐磨損性能；四是很高的強度；五是較好的抗氧化性能，六是良好的導電性能；七是較好的透光性；八是鐵電性能；九是鐵磁性能；十是具有一定的壓電性能。

2 無機非金屬材料的發(fā)展

無機非金屬材料主要分為兩大類，一是比較傳統(tǒng)的無機非金屬材料；二是新型無機非金屬材料。傳統(tǒng)的無機非金屬材料主要有四類：一是水泥和一些相關(guān)的制品；二是玻璃和一些相關(guān)的制品；三是日常能夠遇到的陶瓷；四是電瓷和磨料等等，它們不僅和人們的生活有密切的聯(lián)系，同時還和生產(chǎn)有著聯(lián)系，也是工業(yè)以及基礎(chǔ)建設(shè)過程中不能缺少的材料之一。新型無機非金屬材料不僅具有一些比較特殊的功能，同時也是具有一定用途的材料，它是現(xiàn)代新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、生物工程中都不能缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，主要有非晶體材料、人工晶體等等。無機非金屬材料都是在高溫的情況下才能夠制成的，產(chǎn)生高溫的主要來源就是能源，由此可以看出，無機非金屬材料在一定程度上和能源相關(guān)的工業(yè)具有一定的聯(lián)系。

3 相關(guān)行業(yè)技術(shù)狀況的分析

隨著人類文明以及科學技術(shù)不斷的發(fā)展，無機金屬材料工業(yè)也在不斷的發(fā)展起來，我們主要介紹一下無機非金屬材料在相關(guān)能源行業(yè)技術(shù)狀況。

3.1 陶瓷工業(yè)

隨著經(jīng)濟不斷的發(fā)展，先進技術(shù)得到了比較廣泛的使用，發(fā)展了具有現(xiàn)代技術(shù)的窯車式隧道窯，不僅產(chǎn)品的質(zhì)量得到了比較大的提高，還降低了能源損耗，同時也減少了工人的勞動強度，對生活的環(huán)境起到了一定的改善作用，并在窯車的基礎(chǔ)上進行不斷的改造，最后推出了像步進窯以及氣墊窯等等。輥道窯的使用，促進了燒成的速度，輥道窯在進行燒成的過程中，要求也是比較嚴格的，使其實現(xiàn)了全自動控制的相關(guān)操作，在一定程度上對人力資源起到了節(jié)省的作用。使用高質(zhì)量的燃料對其進行燒成，并會燒制成高質(zhì)量的產(chǎn)品，大多數(shù)的廠家都會拋棄傳統(tǒng)的燃料，轉(zhuǎn)而使用比較潔凈低污染的燃料，減少了對環(huán)境的污染。

3.2 水泥工業(yè)

隨著對水泥生產(chǎn)的工藝進行不斷的改善和發(fā)展，產(chǎn)生了充分利用現(xiàn)代技術(shù)的科學管理方法，同時制造出新型的干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，水泥的生產(chǎn)開始朝向高質(zhì)量、低料消耗和低熱消耗以及低電消耗等方面發(fā)展。隨著水泥窯單機生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)生了一種新的干型法水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的相關(guān)系統(tǒng)，它在水泥生產(chǎn)的整個過程中占有著比較重要的位置，可以進一步對生產(chǎn)的能耗進行降低，促進了生產(chǎn)效率的提高，符合低消耗生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。由此可以看出，傳統(tǒng)的無機非金屬材料已經(jīng)朝向低污染、高增長的方向發(fā)展。

3.3 新型無機非金屬材料

針對新型無機非金屬材料來說，雖然在用量上不是很大，但它所具有的特殊性能會在一定程度上滿足各種比較特殊的需求，隨著經(jīng)濟和科技不斷的發(fā)展，人們對其進行了比較深刻的研究，在一定程度上擴寬了其發(fā)展的領(lǐng)域。現(xiàn)在的使用范圍主要分為：一是納米材料上的應(yīng)用；二是梯度材料上的應(yīng)用；三是超導陶瓷材料上的應(yīng)用；四是電壓陶瓷材料上的應(yīng)用；五是生物陶瓷材料上的應(yīng)用以及仿生材料上應(yīng)用；六是復合新技術(shù)材料生的應(yīng)用等等。

3.4 無機非金屬能源材料

從無機非金屬能源材料和與其相關(guān)比較密切的能源工業(yè)方面來看，無機非金屬材料在工業(yè)上用的主要就是燃料以及電能，燃料主要是在工業(yè)的生產(chǎn)上進行應(yīng)用，電能主要在新型的無機非金屬材料生產(chǎn)的過程中進行有效的應(yīng)用。相對來說燃料是一次性能源，而無機非金屬行業(yè)經(jīng)常用到的燃料主要是煤、天然氣、以及城市煤氣等等。煤的燃燒會給環(huán)境帶來一定的污染，而天然氣對環(huán)境污染的程度相對來說是比較小的。

4 總結(jié)

大多數(shù)的無機非金屬工業(yè)在生產(chǎn)的過程中，使用的都是非清潔的燃料，在生產(chǎn)消耗上有較大的浪費，熱效率相對來說也是比較低的，由此可以看出，能源是不能夠進行持續(xù)發(fā)展的，在一定程度上也會給環(huán)境帶來污染。同時生產(chǎn)過程中使用的也是一些不可再生的資源，這樣就會導致資源枯竭的可能，所以要找到一種新的能源進行替補，才能保護我們賴以生存的環(huán)境，促進國民經(jīng)濟健康發(fā)展。

【參考文獻】

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[3]靳正國.天津大學材料學院無機非金屬材料系簡介[C]//北京：復合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)――第十二屆全國復合材料學術(shù)會議論文集，2002，28（13）：138-142.

第3篇：無機非金屬材料工程范文

【關(guān)鍵詞】質(zhì)子導電性；無機非金屬材料；發(fā)展；應(yīng)用

科技的高速發(fā)展，使更多高性能的材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用成為可能。無機非金屬材料以其優(yōu)良的耐腐蝕性等特點被應(yīng)用在防腐工程特別是管道防腐之中，這種材料其實又稱陶瓷材料，有傳統(tǒng)陶瓷與精細陶瓷之分。無機非金屬材料具有其他材料無法比擬的優(yōu)點，在聲、電、光、磁等方面都具有特殊的功能，其中質(zhì)子導電性無機非金屬材料十分具有研究價值。

1 質(zhì)子導電性的無機非金屬材料發(fā)展概述

關(guān)于質(zhì)子導體的研究早在20世紀初就已經(jīng)出現(xiàn)并尋找到了銀離子導體，其中還具有現(xiàn)今為止常溫下最高的導電率的導體。但是銀離子導體在性能上很不穩(wěn)定，價格又很高，很快就被后來出現(xiàn)的銅離子導體給取代。銅離子導體中存在著迄今為止具有最高導電率的固體電解質(zhì)，因為其具有與銀離子導體相似的性質(zhì)，價格有比其低很多，故收到了人們普遍關(guān)注，之后又發(fā)現(xiàn)了其他的離子導體，質(zhì)子導電體是在20世紀70年代被發(fā)現(xiàn)的[1]。最近幾年全球都十分關(guān)注能源相關(guān)的研究領(lǐng)域，具有質(zhì)子導電性的無機非金屬材料在功能上又十分特別，所以對這一領(lǐng)域的研究一直未中斷過。

到目前，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的質(zhì)子導電性的無機化合物主要包括：水合物型、氫鍵型、β-Al2O3型、氫嵌入型、晶格缺陷型，下面對這幾種類型簡單加以介紹。

水合物型的導電體，它的構(gòu)造之中含有一些結(jié)晶水，如果在通電的狀態(tài)下，水分子之間就會通過質(zhì)子傳遞來導電。這一類型的導體如果在室溫的條件下，導電率會相當高，而如果溫度在此基礎(chǔ)上升高，其結(jié)構(gòu)之中的結(jié)晶水很容易流失，導電率就會明顯的下降。

氫鍵型的質(zhì)子導體是通過氫鍵連接離子團或者分子，使其形成鏈狀或者是骨架類的結(jié)構(gòu)，同樣可以在通電的條件下，利用質(zhì)子傳遞導電。氫鍵在高溫時容易遭到破壞，使其本來連接在一起的結(jié)構(gòu)分解，導電率會相應(yīng)的降低。

β-Al2O3類的質(zhì)子導體可以分為三種類型，而當制備的方法不一樣的時候，又可以分成兩種不同的類型。這其中的各種類型都具有高低不同的導電率，出現(xiàn)這種不同是由于結(jié)構(gòu)中的質(zhì)子能量降低，形成低能擴散的途徑[2]，所有的類型在溫度升高時都會降低其導電的效率。

氫嵌入型的質(zhì)子導體中H+體積很小，對于部分晶體晶格的間隙可以很輕易的嵌入其中，在通電的條件下，H+會在晶體間隙之中進行定向的移動，從而導電。氫嵌入類型的導電體導電是通過電子進行導電為主，其質(zhì)子的導電性很低，所以應(yīng)用的價值也不大。

晶格缺陷型的質(zhì)子導體，比之前的幾種具有質(zhì)子的導電性質(zhì)的無機化合物發(fā)現(xiàn)的要晚，那些含氫的導體在高溫的狀態(tài)下會降低其導電性或者導電性直接消失，所以不適合在高于300攝氏度的狀態(tài)下應(yīng)用。后來發(fā)現(xiàn)的氧化物燒結(jié)體在一定條件下呈現(xiàn)電子導電性，但是當處于高溫狀態(tài)下，會產(chǎn)生水蒸氣或者氫氣，這時其電子的導電性就會降低，而質(zhì)子的導電性反而增加，溫度如果達到一定的標準，就能夠基本上完全顯示質(zhì)子的導電性[3]。由于這種材料可以在高溫狀態(tài)下導電，所以在應(yīng)用價值方面很高，也在現(xiàn)實中得到相應(yīng)的應(yīng)用，并取得一定成就。

2 質(zhì)子導電性無機非金屬材料的應(yīng)用

2.1 氫傳感器

一些陶瓷以SrCeO3、CaZrO3、BaCeO3作為母體，它們是固體的電解質(zhì)，其中一端的H2壓力較大，是負極，而另外一端的H2壓力則較小，就是正極，從而形成了氫濃差電池。可以用測試電池對這種氫傳感器進行檢驗，這樣的電池性能穩(wěn)定，又是固體的電解質(zhì)，所以使用起來特別方便。

2.2 含有氫化合物的傳感器

這種測試電池可以測試氫的含量，特別是可以在高溫狀態(tài)下測試空氣中的氫化物，比如空氣中的碳氫化合物或者水蒸汽等等。可以通過電動勢的計算得出空氣中水蒸氣的含量，也可以在工業(yè)中加以應(yīng)用，比如在工業(yè)燒結(jié)的過程中，為了提高熔融金屬的品質(zhì)，去除其中的氫，就可以應(yīng)用這種傳感器測定其中的氫含量。

2.3 燃料電池的應(yīng)用

燃料電池多采用氧離子導體作為其電解質(zhì)，現(xiàn)在的燃料電池也會采用質(zhì)子導體作為固體電解質(zhì)，后者相比前者而言，在使用上要方便許多。因為質(zhì)子導體作為電解質(zhì)的這類燃料電池，它的燃料電極之上根本沒有水產(chǎn)生，所以燃料不需要進行循環(huán)[4]。而且，如果從熱處理的角度來進行考慮，燃料電池中具有碳氫化合物的，如果產(chǎn)生氫氣就會當作燃料被消耗，剩下的物質(zhì)可以產(chǎn)生其他有用的產(chǎn)品。

2.4 可以應(yīng)用在蒸汽電解產(chǎn)生氫氣中

用質(zhì)子導電性的無機非金屬材料方法，可以獲取極高純度的氫氣，那是由于這樣的電池之中，質(zhì)子是唯一可以由正極移動到負極去的導電體。

2.5 氫分離與氫泵

可以利用質(zhì)子導電性的無機非金屬材料制作出氫泵，只需要進行一步操作，就可以在高溫的狀態(tài)下將氣體的混合物之中的氫氣分離出來，而且分離的速度和效率很方便控制。

2.6 應(yīng)用于蒸汽泵中

常溫常態(tài)下的水蒸氣可以通過在陽極進行放電從而產(chǎn)生質(zhì)子，這些質(zhì)子可以移動到陰極那里去，并且在陰極發(fā)生反應(yīng)，通過空氣中的氧氣生成水或者是氫氣等等。可以利用這種蒸汽泵去調(diào)節(jié)和控制高溫封閉環(huán)境的濕度，也有人在高放射條件下的同位素濃縮中進行這一方法的應(yīng)用研究。

2.7 氫化或者脫氫中的應(yīng)用

用具有質(zhì)子導電性的無機非金屬材料作為固體電解質(zhì)，與其他化學反應(yīng)比較，在進行氫化和脫氫時，優(yōu)勢很明顯。被進行氫化或者是脫氫反應(yīng)的化合物，與生成產(chǎn)生的氫氣是相互分離的，可以用電流對反應(yīng)的速率進行有效的控制，電極電勢不但可以控制氫的化學性，還可以控制催化性以及選擇性。

3 總結(jié)

具有質(zhì)子導電性的無機非金屬材料在應(yīng)用中與其他非質(zhì)子的材料相比，都具有一定的優(yōu)勢。隨著人們對其關(guān)注程度的加深，這種材料在今后的前景將更加廣闊，相關(guān)研究會更全面系統(tǒng)，應(yīng)用也會更廣泛。

【參考文獻】

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第4篇：無機非金屬材料工程范文

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)無機非金屬材料；水泥；玻璃；陶瓷

無機非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。

傳統(tǒng)的無機非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。如水泥是一種重要的建筑材料;各種規(guī)格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學玻璃以及日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān)。

1 水泥

水泥作為三大建筑材料之一，是最大宗的無機非金屬材料。日前，傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)工藝日趨完善，水泥材料的發(fā)展主要表現(xiàn)在高性能水泥基材料、節(jié)能型水泥等方面。

1. 1高性能水泥基材料

對水泥材料高性能的要求首先是基于高強。通過降低孔隙率、改善孔結(jié)構(gòu)及孔徑分布可開發(fā)出高致密、高強度的水泥基材料，為此，一般可采用以下兒種方法:改變成型方法；摻加超細活性硅質(zhì)材料，摻加高分了材料;摻加纖維材料，取得了很好的增強和增韌效果，從理論上講，理想的纖維材料是硅酸鈣纖維，它與水泥材料的化學兼容性好，還可起品種作用促進水化;發(fā)展新型水泥材料，傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥及其衍生品種的強度和耐久性均不夠理想，

1.1.1浸漬水泥基材料

采用高分子聚合物對水泥漿體浸漬，使整個材料非常密實，所得材料的抗壓強度可達240MPa。

1.1.2壓實水泥

根據(jù)巖石的成礦機理采用類似于制造陶瓷的熱壓工藝，在100MPa-345M P。的壓力和150°C - 250°C的溫度下獲得了抗壓強度達350MPa- 500MP的水泥材料，使其幾乎與金屬材料媲美。

1.1.3MDF水泥

又稱宏觀無缺陷水泥是指一種綜合性能優(yōu)異的抗壓強度高達300MPa，抗折強度更高達的200MPa，在電學、磁學、聲學和低溫使用性能方面也有某些性能的新型水泥制品。 MDF水泥抗折強度高韌性好，可用于制造各種管 道尤其是用其他材料不易制作的大直徑管道，及對抗折強度有較高要求的支撐材料。 MDF水泥絕緣性好，體積電阻率和擊穿電壓高，可代替陶瓷、塑料用作力學性能好的經(jīng)久耐用電絕緣材料； 經(jīng)微細化處理的MDF水泥，可用作唱片、音箱材料以及制作水泥彈簧等； MDF水泥還有望成為一些金屬材料、木材和陶瓷材料的廉價代用品。

1.2節(jié)能型水泥

節(jié)能型水泥的生產(chǎn)可通過改變熟料礦物組成、生產(chǎn)少熟料水泥等途徑達到。

1.2.1改變熟料礦物組成：在保證質(zhì)量的條件下以含鈣量低，形成溫底低的低能耗熟料礦物代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅酸鹽水泥中的C3S,C3A等高能耗礦物。

1.2.2生產(chǎn)少熟料水泥： 利用堿―礦渣水泥的生產(chǎn)原理，提高混合材摻量，減少水泥用量可大幅度降低水泥生產(chǎn)能耗及成本，同時還可充分利用工業(yè)廢渣，如鋼渣、磷渣、鐵合金渣、鉛渣、鎳渣、鋁渣等，還可利用沸石、火山灰等天然或人工火山灰質(zhì)材料。提高混合村摻量通常對水泥長期強度沒影響，但使凝結(jié)變慢、早強下降，采用堿性激發(fā)劑充分激發(fā)混合材的活性或采用早強劑可彌補這一缺點。

2玻璃

玻璃是另一類傳統(tǒng)的、歷史悠久的無機非金屬材料。傳統(tǒng)的玻璃材料及器皿等工藝技術(shù)己基本成熟，玻璃新材料包括醫(yī)用玻璃和生物工程玻璃、非線性光學玻璃、光通訊用玻璃、平面集成微光學玻璃、電致變色和光致變色玻璃等。

2.1醫(yī)用玻璃和生物工程玻璃

自發(fā)明生物玻璃以來，人們發(fā)現(xiàn)許多玻璃和微品玻璃能與生物骨形成鍵合，其中一些己應(yīng)用于臨床，用作牙周種植、人造中耳骨等。日前已經(jīng)利用玻璃、微品玻璃制備高韌性生物活性金屬，生物活性聚合物等。微品玻璃尤其是多孔微品玻璃可用作生物工程中的載體，用在固定床反應(yīng)器、固定床循環(huán)反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器上。

2. 2非線性光學玻璃

近年來，非線性光學玻璃，特別是未來全光學裝置所要求的具有高二階極化率X,快的響應(yīng)時間T和低的光吸收特性的材料研究引人注日。制備方法包括傳統(tǒng)微品玻璃制備法分離了交換法、溶膠―凝膠法和離了注入法。

2. 3光通訊用玻璃

目前利用摻稀土的氟化物光纖制作具有從可見光到中紅外光操作波長帶的纖維激發(fā)器和放大器，以滿足超高容量和適應(yīng)性強的光學網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需要。

3陶瓷

陶瓷是具有悠久歷史的材料，通常作為陶瓷器、磚瓦、衛(wèi)生陶器等民用產(chǎn)品用于人們的日常生活，作為工業(yè)產(chǎn)品，廣泛用著耐火材料、電絕緣子、磨削砂輪等。

精細陶瓷是相對于傳統(tǒng)陶瓷而言的。它是采用高度精選的原料，具有能精確控制的化學組成，按照便于控制的制造技術(shù)制造、加工的，便于進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。精細陶瓷可分為:電了陶瓷、高溫陶瓷、生物陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷等。

3. 1電陶瓷

電陶瓷可分為導電陶瓷、光電陶瓷、電介質(zhì)陶瓷等。

導電陶瓷：導電陶瓷有碳和SiC系陶瓷、BaTi03系半導體陶瓷等。可用作電阻器、高溫用電熱電阻、熱敏電阻器、濕敏電阻器、具有開關(guān)和存儲功能的非線性電阻器等。光電陶瓷：光電陶瓷制成光敏元件、光電導模元件、光生伏打模元件。燒結(jié)CaS多品可作成x射線到紫外線范圍的光檢測器。電介質(zhì)陶瓷：電介質(zhì)陶瓷可分為絕緣陶瓷、壓電陶瓷和鐵電陶瓷。

3.2高溫陶瓷

高溫陶瓷與金屬相比，能耐更高的溫度。高溫陶瓷有氧化物系陶瓷和非氧化物系陶瓷。碳化物、硼化物、氮化物等顯示出不同于以往氧化物系陶瓷的性能，成為超高溫度技術(shù)領(lǐng)域中的重要材料。

3. 3生物陶瓷

生物陶瓷是用于人體器官替換、修補和外科矯形的陶瓷材料，它己用于人體，近年來發(fā)展相當迅速。這類材料卞要包括氧化鋁、烴基磷灰石、生物活性玻璃及生物活性玻璃陶瓷、涂層及可被吸收降解的磷酸鈣陶瓷。

3.4結(jié)構(gòu)陶瓷

結(jié)構(gòu)陶瓷以耐高溫、高強度、耐磨損、抗腐蝕等機械力學性能為主要特征，在冶金、宇航、能源、機械、光學待領(lǐng)域有重要應(yīng)用。在這些領(lǐng)域中用非金屬代替部分金屬是總的發(fā)展趨勢。

結(jié)語

未來科學技術(shù)的發(fā)展，對各種無機非金屬材料，尤其是對特種新型材料提出更多更高的要求。由于對材料科學基礎(chǔ)研究的日益深入，各種精密測試分析技術(shù)的發(fā)展，將有助于按預(yù)定性能設(shè)計材料的原子或分子組成及結(jié)構(gòu)形態(tài)的早日實現(xiàn)。（鄭州大學材料科學與工程學院；河南；鄭州；450001）

參考文獻：

第5篇：無機非金屬材料工程范文

關(guān)鍵詞：無機非金屬材料系；人工晶體；教學研究；新就業(yè)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）35-0198-02

一、前言

人工晶體是無機非金屬材料的重要分支，隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，直接刺激著人工晶體方向的人才需求也在逐步擴大，也逐漸成為無機非金屬材料專業(yè)就業(yè)的主流方向，而不再是局限于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料這一單一方向。因此在這種雙就業(yè)方向情況下，高等工程教育應(yīng)著力培養(yǎng)相關(guān)的專業(yè)型人才，以適應(yīng)當前就業(yè)形勢，為學生進入工作階段做知識的儲備和引導。同時，晶體學是無機非金屬材料學科必須夯實的理論基礎(chǔ)，然而，人工晶體具有較強的專業(yè)技術(shù)性，并沒有相對系統(tǒng)的教學體系，仍然存在著諸多問題。因此，如何完善人工晶體教學體系，提高教學質(zhì)量，如何在有限的教學時間內(nèi)教授足夠的必要內(nèi)容并提高教學效果，激發(fā)學生的學習興趣及能動性，以便更靈活地掌握專業(yè)知識，成為教學面臨的現(xiàn)實問題。

二、課程現(xiàn)狀

根據(jù)無機非金屬材料專業(yè)的專業(yè)設(shè)計及人工晶體定位，人工晶體課程既服務(wù)于無機非金屬材料專業(yè)，又服務(wù)于材料科學與工程一級學科下的其他工學專業(yè)[1]，然而，目前針對該課程教學還存在以下問題：（1）相關(guān)課程設(shè)置少，沒有專門的理論知識教材配套；（2）實驗及實踐教學缺乏，常規(guī)的實驗儀器與設(shè)備供給不足，難以實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合；（3）教學方法單一，教學模式固定化，學生積極性不高。基于人工晶體課程存在的以上問題，提出合理的教學方法，進行實際、可行的教學完善改革，以實現(xiàn)教學的目標是亟待解決的問題。

三、課程改革措施初探

根據(jù)人工晶體課程較強的專業(yè)技術(shù)性、理論知識的抽象復雜性及多學科的交叉性等特點[2]，我們對人工晶體課程教材建設(shè)、實踐教學改革、教學方法創(chuàng)新和考核形式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)進行了探討。

1.進行教材建設(shè)，實現(xiàn)課程重組。針對當前人工晶體課程沒有專業(yè)的理論知識教材相配套的狀況，課題小組將重新設(shè)計理論教學的知識結(jié)構(gòu)，編寫出適于本科生和研究生的教材。內(nèi)容涉及人工晶體的種類（如激光晶體、半導體晶體、閃爍晶體等分類講解）、合成生長機理及應(yīng)用領(lǐng)域等基本專業(yè)知識，并補充和晶體內(nèi)容相關(guān)的國內(nèi)外先進的前沿性知識，讓學生及時了解人工晶體的最新動態(tài)和切實應(yīng)用。并適時地編寫雙語教材，在專業(yè)術(shù)語標注英語的基礎(chǔ)上，將每章前面的概要用雙語同時寫出，使學生在學習專業(yè)知識的同時，熟悉英語專業(yè)術(shù)語。

2.優(yōu)化實驗教學體系，重視實踐教學。在實驗教學的安排上，首先課題小組要增加人工晶體的實驗教學內(nèi)容，設(shè)計出完整的晶體制備和生長過程實驗，再要增設(shè)練習基本方法、基本操作技能的實驗。并且要打破以往實驗教學的固定模式[3]，積極調(diào)動學生的主動性，要求學生自己查閱資料，自主設(shè)計實驗，完成實驗操作，鍛煉學生的實踐動手能力，為將來就業(yè)打好基礎(chǔ)。實踐教學環(huán)節(jié)是學生直接接觸實際工作和鍛煉能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本課題小組精心策劃了人工晶體的實踐教學內(nèi)容。無機非金屬材料專業(yè)的生產(chǎn)實習階段增加通信等光電信息領(lǐng)域的實習基地，讓學生了解人工晶體在生產(chǎn)領(lǐng)域的基本情況，也讓學生思想上有從實驗領(lǐng)域到工程領(lǐng)域的過渡認識。適時安排綜合性課題設(shè)計，立題多樣化，緊貼晶體材料工程實際，讓同學們親自動手操作，加深學生對專業(yè)課程的理解和鞏固。畢業(yè)設(shè)計不再局限于傳統(tǒng)無機非金屬材料的設(shè)計，要充分利用人工晶體實驗室資源，開設(shè)人工晶體設(shè)計題目，設(shè)計一些光電子領(lǐng)域能夠反映前沿工作的課題，能夠讓學生充分接觸研究前沿的畢業(yè)設(shè)計，在培養(yǎng)學生科研的基本素質(zhì)和能力的同時，也為學生走入社會儲存能量。

3.改變教學模式，創(chuàng)新教學方法。如前文所述，傳統(tǒng)教學模式已不能滿足現(xiàn)代培養(yǎng)需求[4]，因此教師應(yīng)積極嘗試采用更多的現(xiàn)代教學方式，如：討論式、體驗式、提問式或觀摩教學、多媒體教學、互動教學等，把現(xiàn)代教學方法和技巧滲透到人工晶體相關(guān)課程中，改變“一言堂”“獨角戲”的模式[5-6]，要調(diào)動學生思維，營造思考氛圍，對于一些較深的理論問題，還可采用文章研討、小組討論的方法，這樣既提高了學生的學習興趣，又鍛煉了他們分析問題的能力和邏輯思維能力。由于晶體的結(jié)構(gòu)、形貌等內(nèi)容較抽象，對學生的空間想象能力要求較高，因此除一般的多媒體平面教學外，我課題小組擬制作三維格式的課件，除了在課堂上演示外，學生也可在教學網(wǎng)站上實時觀察。也可以針對內(nèi)容放映視頻或flash課件，如工程生產(chǎn)的過程記錄、教學錄像或國內(nèi)外有關(guān)晶體的最新研究成果報道等，都有助于培養(yǎng)學生學習興趣。而且在實驗課上的多媒體教學也可以應(yīng)用到人工晶體課程中，如為學生演示晶體光學現(xiàn)象，可以通過連接偏光顯微鏡和計算機投影儀，實現(xiàn)顯微互動教學，教師可以隨時與學生對顯微鏡里看到的現(xiàn)象通過計算機上的圖像進行交流。實驗教學多媒體化使教學內(nèi)容生動形象，提高了教學效率和質(zhì)量。

4.調(diào)整課程考核形式，激發(fā)學習積極性。在實施教學方法改革創(chuàng)新，主觀上提高學生積極性的同時，還應(yīng)該通過考核方式上的改進，客觀上改變學生學習的態(tài)度。因此，理論課程中，教師應(yīng)根據(jù)學生平時出勤、課堂發(fā)言、參與討論、發(fā)表見解、書寫小論文等情況，適當分配所占成績比例（70%），再加上筆試測試的成績（30%），最終得到考核成績。實驗課程中，應(yīng)根據(jù)學生預(yù)習報告、實驗報告、課堂問題討論、操作規(guī)范程度、順利解決實驗過程中問題等作為平時實驗成績，最終考試要有基本實驗技能考核，若有自主設(shè)計的實驗要給予加分。而且實踐教學中的表現(xiàn)也要計入大學期間的總學分，使學生能夠認真對待，不斷培養(yǎng)未來就業(yè)所需的綜合素質(zhì)。

四、總結(jié)

基于當前無機非金屬材料專業(yè)的就業(yè)形勢，人工晶體方向的專業(yè)人才需求逐步擴大，而我們的教學目的就是要培養(yǎng)具有主動和創(chuàng)造能力的高素質(zhì)專業(yè)型人才，來推動學生的職業(yè)生涯發(fā)展。本文提出的教學內(nèi)容及教學方法是根據(jù)就業(yè)和人才市場的需要不斷進行調(diào)整的，形成一種“動態(tài)”的課程設(shè)置和教學方式。我們堅信隨著課程建設(shè)的逐步深入，人工晶體的教學質(zhì)量和效果必將提高。

參考文獻：

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[2]侯翠紅，張婕，陳衛(wèi)航，湯建偉，任保增，萬亞珍，雒延亮.化學工程與工藝專業(yè)課程體系與教學內(nèi)容的改革[J].高等理科教育，2012，（4）：115-118.

[3]田光佩，徐倩.大學實驗教學改革綜述[J].中國教育研究論叢，2007，（00）：151-153.

[4]鄭舉功，陳泉水，劉曉東，楊婷，劉云海，任廣元.材料專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式與課程體系建設(shè)[J].高等理科教育，2011，（6）：143-147.

[5]陳明，雷芝崢，王彩燕.課程教學和科學研究相結(jié)合的教學方式[J].桂林電子科技大學學報，2008，28（2）：163-166.

[6]金應(yīng)燮.淺議教學模式的改革[J].中國教育研究論叢，2006，（00）：105-106.

第6篇：無機非金屬材料工程范文

材料類專業(yè)屬于工科，包括金屬材料工程、高分子材料與工程、無機非金屬材料工程等專業(yè)。不同的專業(yè)對應(yīng)的工作各不相同，需要結(jié)合自身實際情況選擇就業(yè)。

材料類都是比較傳統(tǒng)的專業(yè)，相對于理科文科就業(yè)形勢要好很多，待遇中等偏上。工科較實用，國家政策比較照顧。

材料類行業(yè)發(fā)展比較慢，就業(yè)大體不難。不同的方向相差很大，高分子、生物材料、醫(yī)用材料較好，金屬和無機非金屬范圍廣，更容易找工作。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

第7篇：無機非金屬材料工程范文

英文名稱：Glass & Enamel

主管單位：中華人民共和國教育部

主辦單位：華東大學;中國日用玻璃協(xié)會;中國搪瓷工業(yè)協(xié)會;全國玻璃搪瓷工業(yè)信息中心

出版周期：雙月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1000-2871

國內(nèi)刊號：31-1296/TQ

郵發(fā)代號：4-333

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1971

期刊收錄：

CA 化學文摘(美)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

Caj-cd規(guī)范獲獎期刊

聯(lián)系方式

第8篇：無機非金屬材料工程范文

材料科學與工程屬于工學學科門類之中的一級學科。

知識點延伸：材料科學與工程下設(shè)3個二級學科，分別是：材料物理與化學、材料學、材料加工工程。材料科學與工程專業(yè)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學科。在現(xiàn)代科學技術(shù)中，材料科學是國民經(jīng)濟發(fā)展的三大支柱之一。主要專業(yè)方向有金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等等。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

第9篇：無機非金屬材料工程范文

1、經(jīng)濟學：資源與環(huán)境經(jīng)濟學、國際經(jīng)濟與貿(mào)易。

2、法學：社會工作。

3、文學：漢語言文學、英語。

4、理學：數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學、化學、應(yīng)用化學、質(zhì)學。

5、工學：理論與應(yīng)用力學、機械設(shè)計制造及其自動化、材料成型及控制工程、機械電子工程、汽車服務(wù)工程、測控技術(shù)與儀器、冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、功能材料、能源與動力工程、電氣工程及其自動化、自動化、計算機科學與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、木工程。