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非金屬材料范文1
【關(guān)鍵詞】無機非金屬材料；研制；性能表征
引言
這些年，干法靜電噴涂是一類先進的涂搪技術(shù)在搪瓷技藝中廣泛的被應用。碳酸鈣是一類重要的無機非金屬材料，作為工業(yè)制品的關(guān)鍵填充劑與助劑。搪瓷性能的好壞直接關(guān)系到搪瓷粉末的發(fā)展和銷量[1]，所以對其性能的測試及置換的配方調(diào)配都是需要重點關(guān)注的問題。鑒于此，本文對無機非金屬材料的研制與性能表征進行分析與探究具有較為深遠的意義。
1、無機非金屬材料低溫靜電搪瓷的研制與性能表征
1.1基本研制原理
低溫靜電搪瓷的研制關(guān)鍵在于新型先進的靜電粉末噴涂法。這種方法是根據(jù)粉末涂料在高壓靜電場條件下通過感應起電或者摩擦起電，同時讓接地的被涂抹物擁有和粉末涂料相反的電荷[2]。本實驗所使用的就是通過電暈放電式荷電靜電粉末噴槍。這類噴涂工藝憑借壓縮空氣把搪瓷粉末利用管道傳輸?shù)綆в胸撾姷母邏簢姌尷屗鼡碛胸撾姾扇缓髧娚涑觯煌磕ㄔ趲в姓姾傻膬襞魃希瑥亩鴺?gòu)成了均衡的瓷粉層，通過燒紙最終得到了瓷器表面光滑、亮度很好的成品。當粉末涂料通過靜電粉末噴槍給被涂物進行涂抹時，帶電荷的粉末涂料被添加進帶相反電荷的被涂物表層，之后被涂物進入烘烤爐例讓粉末涂料融化流平或者交聯(lián)固化成膜狀。這是目前國內(nèi)外使用的最多、最普遍的一種粉末涂料涂裝方式。具體操作流程見圖1-1、1-2所示
圖1-1手動靜電噴槍使用經(jīng)過
a- 靜電式噴槍 b-電離出的負氧離子 c-帶電搪瓷粉末 d-附帶有搪瓷顆粒的部件
圖1-2靜電噴涂的簡單配置
1.流化粉桶 2.噴粉間 3.待涂部件 4.噴槍；Q：粉末流化率 n：沉積效率
1.2靜電干粉搪瓷的優(yōu)勢與性能表征
靜電干粉涂搪的技藝特征就是需要的粉量不多，瓷粉的使用率可以達到95%以上，工業(yè)品的品質(zhì)較好[3]，底坯提前處理簡單方面，屬于涂搪技藝的跨越式改進，是以后國內(nèi)外大、中型搪瓷生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)目標。因為這類涂搪技藝是根據(jù)基板和瓷釉粉末之間的靜電作用而引發(fā)粘附的原理，一般需要讓瓷釉粉末擁有很好的絕緣電阻率，大概是1014至1016歐姆.厘米。不然粘附于基板處的瓷釉就會因為缺乏電荷而掉落下來。所以，必須在粉末的外層覆蓋上一層高電阻的有機聚合物，從而提升瓷釉的絕緣電阻。靜電噴涂技藝有著過去的干法、濕法涂搪技藝所沒有的顯著優(yōu)點：①在很好的光澤度、勻稱的色彩、相一致的瓷壁厚度上，這項工藝都擁有其獨特的效果[4]。②它在某些程度很好的降低了能源損耗，節(jié)約了一定勞動力。③瓷釉粉的使用率很高，同時可以在密封體系中完成回收再利用，減少了不必要的污染，主要是因為噴粉室利用了回收裝備；④瓷壁較薄，材料的使用少，被噴涂的部件沒有留下死角部分。⑤有關(guān)的金屬坯件的前期提前處置需要不多。更加顯著的優(yōu)點是，它能夠滿足不間斷大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)品制造的需求，和傳統(tǒng)工藝比較它的工序更加簡單高效。總而言之就是，它有著涂壁厚度勻稱、表層品質(zhì)好、耐酸堿腐蝕性、機械性能好、成品的使用期限長、無污染與生產(chǎn)效率高。具體見圖1-3：
圖1-3靜電噴涂和過去涂搪方式的有關(guān)性能對比
靜電搪瓷粉末老化的問題一般可以經(jīng)過以下方式來有效處理：添加固化劑、增添催化劑、提升溫度、預水解玻璃料表層。
2、無機非金屬材料碳酸鈣的研制與性能表征
2.1人工合成高聚物聚乙二醇對于碳酸鈣晶體培育的調(diào)節(jié)
碳酸鈣不但是礦物質(zhì)中關(guān)鍵的一類，而且也是一類非常關(guān)鍵的無機非金屬材料，是工業(yè)品中的關(guān)鍵填充劑與助劑。它作為一類重要的無機填料，目前已經(jīng)廣泛的應用在橡膠、涂料、油墨、日用化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)上。隨著以上行業(yè)的迅速發(fā)展，碳酸鈣制品正走向粒徑極細化、晶型多樣化和表明改性目標發(fā)展[5]，讓它不僅有填充效果還有很好的補強性。為了適應多用途，調(diào)節(jié)晶體的培育化學工作已經(jīng)在國內(nèi)外開展起來了，擁有一定構(gòu)造的有機表層包括自組裝單分子膜、LB膜、生物大分子和某些離子、蛋白質(zhì)等被普遍的用來當成模板調(diào)控碳酸鈣的晶體培育。另外能夠阻擋碳酸鈣結(jié)晶形狀相互變化，以此獲得亞穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)晶形狀。這些年，人工合成的高聚物在礦化中被普遍的使用，研究證明，擁有低分子量的聚合物添加劑能夠有效促進碳酸鈣晶體的成長[6]。其中聚乙二醇就屬于這種聚合物，無毒，是非離子表面活性劑，有親水基團與疏水基。碳酸鈣的結(jié)晶發(fā)生在室溫條件下，利用直接沉淀的方式完成。先調(diào)配實驗需要的所有PEG溶液，然后2.22gCaCl2（0.02mol）和2.12gNa2CO3（0.02mol）分別溶于100mL上面的溶液里。然后把Na2CO3（100ml，0.2M）溶液在磁力攪動中慢慢滴進CaCl2（100mL，0.2M）溶液。攪動10分鐘后把溶液密封，經(jīng)過一天后的沉淀抽濾，從而得到碳酸鈣沉淀，使用多次蒸餾水與無水乙醇洗滌。然后干燥。
2.2不同分子量的PEG體系中獲得的碳酸鈣晶體的表征
不同分子量的PEG的濃度調(diào)控在0.5%左右[7]。在PEG10000體系中獲得的碳酸鈣晶體，大部分是斜方六面體形狀，顆粒大小不勻稱，規(guī)模的差距顯著，表層相當粗糙，棱角不太分明。而在PEG6000的體系中，不但有方解石的特點吸收峰，還有球霰石的吸收峰。因而得出結(jié)論，在PEG10000與PEG20000D的體系引發(fā)下，得到的CaCO3晶體是方解石晶型，屬于高分子量的PEG體系有助于方解石晶型的穩(wěn)固。
結(jié)語
通過本文探究，認識到無機非金屬材料的研制的經(jīng)過，因此對其性能表征進行加強便顯得極為重要。然而，這是一項較為系統(tǒng)的工作，不能一蹴而就，需要從多方面完善，比如人工合成對于碳酸鈣晶體培育。相信做好以上這些，無機非金屬材料的研制將能夠得到有效強化，進一步為無機非金屬材料的發(fā)展奠定尤為堅實的基礎。
參考文獻
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非金屬材料范文2
一、探索無機非金屬材料工程專業(yè)校企合作的新模式
高等教育對學生的培養(yǎng)要有連貫性，由于我國高等教育校企合作起步晚、時間短，缺乏辦學的理論與實踐經(jīng)驗，從專業(yè)設置、教學計劃、教材編寫到辦學定位、人才的培養(yǎng)目標、學制等都缺乏企業(yè)界的參與。學校教育計劃的制訂絕大部分都由學校完成，而由于企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律不同于教學規(guī)律，企業(yè)與企業(yè)之間也千差萬別，很難找到一個適合“教育計劃”的真實模型。這樣學校與政府部門一直處于主動的地位，卻忽視了學生與企業(yè)之間的關(guān)系，導致學生沒有主動性，企業(yè)沒有積極性。無機非金屬材料專業(yè)是在大量的科學實驗和工程實踐中發(fā)展起來的，其學科特點決定了該學科的學習必須經(jīng)過大量的實驗和實踐才能完成。無機非金屬材料專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，主要是通過對水泥、玻璃、陶瓷和石墨材料的研究來進行，但對這些無機非金屬材料理論的研究，學生的積極性并不高，效果不明顯。因此，應采取相應的措施積極引導學生參加各種實踐活動，拓寬校企合作面。
1.從地方企業(yè)入手在哈爾濱及周邊城市，可以發(fā)展水泥、陶瓷、石墨及無機非金屬材料質(zhì)量檢驗等企業(yè)作為合作單位。在水泥及混凝土方面與亞泰集團哈爾濱水泥有限公司和中國建材北方水泥集團牡丹江建新水泥制品有限公司建立了合作關(guān)系，兩家企業(yè)均是黑龍江省較大的水泥生產(chǎn)基地，每年都有兩個年級的學生分別在亞泰集團哈爾濱水泥有限公司進行實習，在中國建材北方水泥集團牡丹江建新水泥制品有限公司進行生產(chǎn)實習和帶薪頂崗實習，已有9名學生在頂崗實習的基礎上和中國建材北方水泥集團牡丹江建新水泥制品有限公司簽約。
2.從資源入手黑龍江省石墨產(chǎn)業(yè)資源豐富，在全國的石墨產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位。石墨作為新材料產(chǎn)業(yè)，即將面臨著更大的發(fā)展機遇和發(fā)展空間。黑龍江科技大學已成為“石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟”的骨干單位，并承擔著“高純鱗片石墨提純技術(shù)與應用”和“低硫高抗氧化性可膨脹石墨及高導熱柔性石墨板制備技術(shù)開發(fā)與示范”兩項課題的工藝路線和關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，以及“大工程背景下我省石墨深加工緊缺人才培養(yǎng)模式改革及實踐”省級教改課題研究工作。在這樣的大背景下，旨在通過實驗教學體系結(jié)構(gòu)、教學內(nèi)容、創(chuàng)新活動等環(huán)節(jié)的改革創(chuàng)新，建立起與石墨研究對接的具有地方特色的無機非金屬材料工程專業(yè)創(chuàng)新實踐培養(yǎng)模式，培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟建設急需的創(chuàng)新人才，為龍江石墨行業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟的建設服務。與哈爾濱電碳廠建立起合作關(guān)系，每年帶領(lǐng)學生到企業(yè)進行實習，學生的畢業(yè)設計到企業(yè)去做，結(jié)合企業(yè)的技術(shù)難題和相關(guān)行業(yè)的前沿發(fā)展實行校企聯(lián)合培養(yǎng)，既解決了學生與企業(yè)溝通斷檔的問題，也為企業(yè)解決了技術(shù)難題，同時學生與企業(yè)進行雙向選擇，提供了彼此了解的機會，為學生的就業(yè)打開了方便之門。
3．實現(xiàn)“頂崗實習”和企業(yè)對接無機非金屬材料專業(yè)在校企合作中也取得了一定的成果，牡丹江水泥廠和哈爾濱質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局建立的實習基地實現(xiàn)了帶薪頂崗實習，還與哈爾濱亞泰水泥有限公司、哈爾濱電碳廠和牡丹江英達陶瓷廠等企業(yè)建立了合作關(guān)系。為該項目的研究和實施提供了一定的企業(yè)基礎，也為該項目方案效果的驗證提供了實施場所。
4.校企共建高校的專業(yè)建設與市場需要之間存在著一定的差距，有時候高校進行一輪專業(yè)建設之后，市場和相關(guān)政策已經(jīng)出現(xiàn)了變化。所以高校和企業(yè)要建立長期的合作關(guān)系，以便于雙方可以及時溝通交流，高校為企業(yè)的技術(shù)瓶頸和難題提供技術(shù)支持，企業(yè)對大學的培養(yǎng)方案也提供相關(guān)的建議等，為了使專業(yè)人才培養(yǎng)方案和企業(yè)需求同步，需建立校企互訪機制。這樣也便于學生了解企業(yè)，企業(yè)熟悉學生的素質(zhì)和個人能力，為雙向選擇建立了一個基礎平臺。這樣的校企合作模式可以使雙方共享效益。同時，可以讓企業(yè)利用高校資源對員工進行繼續(xù)教育，完成相關(guān)的第二學位、碩士(工程碩士)及博士的繼續(xù)教育。最終融合了雙方的文化與理念，利用雙方的資源，實現(xiàn)了校企雙贏的目的。
二、結(jié)語
非金屬材料范文3
【關(guān)鍵詞】無機非金屬材料；分類；前景
當前我國的建筑行業(yè)面臨著嚴峻的能源挑戰(zhàn)，因此必須尋找可以進行利用的節(jié)能材料。經(jīng)過探尋，發(fā)現(xiàn)無機非金屬材料在這方面很有優(yōu)勢，是實現(xiàn)節(jié)能的理想材料。無機非金屬材料的涵蓋了除了金屬材料和高分子材料之外的幾乎所有材料領(lǐng)域，通常無機非金屬材料具有抗高溫、硬度強以及耐腐蝕等優(yōu)點，但也會出現(xiàn)強度差、韌性不良等缺點。
1無機非金屬材料在經(jīng)濟發(fā)展中的作用
1.1為信息技術(shù)革命奠基
人類的發(fā)展經(jīng)歷了諸多時代，現(xiàn)在正處于一個信息化高度發(fā)展的科技時代，每個時期的發(fā)展都與材料有著密切的聯(lián)系。從這個角度講，材料貫穿了人類的發(fā)展進程，是社會發(fā)展的標志性因素。在高科技背景下，無機非金屬材料成為了社會發(fā)展的基礎。
1.2支撐現(xiàn)代文明
無機非金屬材料具有體輕、硬度和強度較高、抗高溫、抵制腐蝕等優(yōu)良特性，因而具有金屬和高分子材料所無法比擬的優(yōu)勢，在航天、微電子以及海洋事業(yè)中大放異彩，在高科技的競爭領(lǐng)域中占據(jù)重要地位、起到重要的作用。
1.3可以促進經(jīng)濟發(fā)展
事實證明，每次無機非金屬材料的重大進展都會引發(fā)一次重大變革，比如玻璃鋼、芳綸纖維等材料的產(chǎn)生，使得火箭的外部材料發(fā)生了革新，這種效應也擴散到汽車和飛機等領(lǐng)域。光學纖維的橫空出世，讓廣播電視、郵電通訊以及醫(yī)學等領(lǐng)域出現(xiàn)了飛躍性的進步，這種推動效應還擴散到了印刷和自動檢測等領(lǐng)域當中。
2無機非金屬材料的分類
2.1依據(jù)分子結(jié)構(gòu)劃分
無機非金屬材料總體上依據(jù)分子結(jié)構(gòu)可以劃分晶體和非晶體兩大類，晶體可以分為單晶和多晶，兩者都可以分為單質(zhì)和化合物兩個類型。單晶的單質(zhì)具體有單晶硅、金剛石、集成電路材料以及工具材料；單晶的化合物可以分為碲化鉍、電子器件以及半導體敏感材料。
多晶的單質(zhì)可以分為多晶硅、燒結(jié)金剛石、光電材料以及工具材料。其在化合物方面可以分為傳統(tǒng)陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三個方面；傳統(tǒng)陶瓷又可以分為日用陶瓷、建筑陶瓷、美術(shù)陶瓷以及耐火材料四個方面；新型陶瓷中的結(jié)構(gòu)陶瓷則可以分為耐高溫材料、耐腐蝕材料、耐磨損材料、耐沖擊材料和硬度材料。其功能陶瓷則可以分為電子功能材料、光學功能材料和生物功能材料；自然石料則可以分為裝飾材料、建筑材料以及日用器皿。
非晶體主要指的是玻璃，玻璃可以分為單質(zhì)玻璃和化合物玻璃。單質(zhì)玻璃有無定形硅和生物玻璃兩種；化合物玻璃則分為日用玻璃和功能玻璃；功能玻璃包括導光透光玻璃、電學功能玻璃、熱濕等敏感玻璃以及生物玻璃。
2.2依據(jù)化學成分劃分
總體可以分為單質(zhì)和化合物兩大類。單質(zhì)分為單晶硅，如金剛石、集成電路以及工具領(lǐng)域等使用；多晶硅如多晶石墨、光電材料和電極等；單質(zhì)硒玻璃如敏感材料；無定形碳包括生物膜材料和導電材料等。
化合物則包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分為二氧化鋁和二氧化鋯、非氧化物分為氮化硅和氮化鋁；多元化合物分為生物玻璃和鈦酸鋇。
2.3依據(jù)功能劃分
總體可分為工程材料和功能材料。工程材料可以分為高強高韌材料、耐高溫抗熱震材料、耐磨耐腐蝕材料各種界面材料以及其他材料；功能材料分為電學材料、光學材料和生物材料三種；電學材料可以分為壓電材料、磁性材料、電導材料、熱電材料、電子材料以及敏感材料；光學材料可以分為導光材料、透光材料和光信息材料；生物材料則可以分為生物惰性材料、生物體內(nèi)可控表面活性材料、生物體內(nèi)可吸收材料。
3無機非金屬材料的分類的展望
按照其類型逐一展望。
3.1新型玻璃
新型玻璃應該在傳統(tǒng)工藝基礎上運用溶膠-凝膠、CVD、超急冷以及失重等工藝，通過各種微觀方法實現(xiàn)新型玻璃領(lǐng)域的突破。
3.1.1新型的激光玻璃
未來會生產(chǎn)出輸出功率更為強悍、性能品質(zhì)更加優(yōu)良的摻餌玻璃以及磷酸鹽類型的激光玻璃，還有更新的激光放大纖維等材料。
3.1.2光集成電路玻璃
其制作方法為離子交換法，制成的成品玻璃成分包含F(xiàn)eo、Ce203等，本身能散發(fā)出磁光以及熱光等效應。
3.1.3超平玻璃
這種玻璃主要的應用范圍為光存儲器，還可以應用在光磁存儲器和大型液晶顯等基板上面，對于那些大規(guī)模以及特大規(guī)模類型的光掩用途模板也起到較大作用。
3.2高性能陶瓷
這種陶瓷材料在性能上體現(xiàn)出極強的優(yōu)點，比如能夠抵抗高溫、強度和硬度系數(shù)都很高等，因而在航天和電子領(lǐng)域被廣泛應用。
3.2.1結(jié)構(gòu)陶瓷
制作材料為碳化硅、氧化鋁以及莫來石等，改進措施為增加韌性、改善纖維強度，對材料的內(nèi)部構(gòu)成進行調(diào)節(jié)，使之具有堅硬、耐磨、抗腐蝕等特性，可以對軸承、不銹鋼等材料進行更新?lián)Q代，可直接制作成發(fā)動機和電極材料等進行運用，具有使用延長壽命、節(jié)能等效果。
3.2.2功能陶瓷
其在功能方面起到的作用為絕緣、堅硬、光敏和熱敏等，可以用在壓電元件和磁記錄存儲等領(lǐng)域，使其成為促進信息產(chǎn)品容量擴大、密度增大的有力武器。
3.3人工晶體
這個材料的應用范圍很廣，而且前進步伐迅速。晶體原有形態(tài)和功能以及用途不斷被刷新，而且新型的晶體也在不斷地取代傳統(tǒng)類型晶體，比如金剛石之所以被廣泛應用就是因為其在硬度方面體現(xiàn)出超高的性能，其實它還具有高導熱的特殊功能，可以利用這個方面將其當做熱沉材料進行應用，使其具有半導體功能，讓其在信息技術(shù)領(lǐng)域得到應用。人造水晶原本是用來發(fā)揮壓電效能的，但是經(jīng)過對其功能進行探索，其應用領(lǐng)域也變得開闊，當前還應用在延遲線以及表面波器件之中。另外，可以對輻射產(chǎn)生抵抗功能的水晶還被廣泛地應用在航空航天領(lǐng)域，甚至可以在軍事領(lǐng)域發(fā)揮出很大作用。
4總結(jié)
無機非金屬材料在高科技領(lǐng)域占有重要地位，是伴隨高科技進步而出現(xiàn)的朝陽產(chǎn)業(yè)，具有很強的發(fā)展?jié)摿蜕Γ囟ㄔ趯淼母偁幹忻摲f而出，因此已經(jīng)受到各方面的重視。本文分（下轉(zhuǎn)第129頁）（上接第119頁）析了無機非金屬材料在經(jīng)濟發(fā)展中的地位，詳細地對其分類進行解讀，展望了其應用前景。
【參考文獻】
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非金屬材料范文4
關(guān)鍵詞：特色改革；地區(qū)文化；辦學特色；專業(yè)實踐體系構(gòu)建
無機非金屬材料工程專業(yè)是一門實踐性與應用性很強的學科。在國內(nèi)，一直以來無機非金屬材料工程專業(yè)都存在雷同的培養(yǎng)模式，大多院校都開設《工廠設計》《材料專業(yè)實驗》《熱工基礎與設備》《粉體工程》《無機材料科學基礎》《無機材料測試技術(shù)》等專業(yè)基礎課程和實踐課程，無特色的專業(yè)教育模式導致學生的核心競爭力不強。
為了培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神的高級技術(shù)應用型人才，眾多開設該專業(yè)的院校在培養(yǎng)計劃中實踐環(huán)節(jié)的體系構(gòu)建、實踐課程中實踐內(nèi)容及教學大綱的修改等方面提出了一些實踐改革措施。哈爾濱理工大學提出從畢業(yè)設計和課程設計環(huán)節(jié)入手，推動深化專業(yè)平臺課程體系的改革；重慶大學提出優(yōu)化現(xiàn)有實驗課程、構(gòu)造能培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的設計型實驗等改革方式；沈陽化工大學提出通過增設開放性實驗和增加綜合設計性實驗創(chuàng)新性的方式進行實踐環(huán)節(jié)教育的培養(yǎng)模式探索等。
一、結(jié)合地區(qū)文化和辦學特色制訂改革方針
事實上，無機非金屬材料是一個龐大的材料體系，包括水泥、玻璃、陶瓷、納米粉體等，有傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料之分。因此，在制訂專業(yè)培養(yǎng)計劃時若能根據(jù)各自的發(fā)展特點及側(cè)重方向，在開設專業(yè)基礎課程的同時注重專業(yè)課程和實踐體系的特色建設，能夠幫助培養(yǎng)出針對性更強的工程師人才。
景德鎮(zhèn)陶瓷學院依托于“瓷都”的地區(qū)特色，是以“陶瓷”為辦學特色的本科工科院校，其無機非金屬材料工程專業(yè)相應制訂了圍繞“陶瓷材料”的培養(yǎng)模式，在傳統(tǒng)專業(yè)課程之外，開設了如“陶瓷工藝學”“建筑陶瓷工藝學”“特種陶瓷工藝學”“工廠設計概論”等“陶瓷”相關(guān)特色課程。因此，專業(yè)實踐體系的改革和創(chuàng)新應結(jié)合本校的教學特色，以此作為實踐環(huán)節(jié)的改革創(chuàng)新立足點，充分發(fā)揮學院地區(qū)文化和專業(yè)特點，才能更好地實現(xiàn)培養(yǎng)“應用型”本科工程人才的目的。
二、以多媒體數(shù)據(jù)庫為基礎的實踐體系特色改革
無機非金屬材料工程專業(yè)主要是培養(yǎng)具備無機非金屬材料工程學科的基本理論、基本知識和基本技能，能在無機非金屬材料結(jié)構(gòu)研究與分析、材料的制備、材料成型與加工等領(lǐng)域從事材料生產(chǎn)、工程設計、科學研究、技術(shù)開發(fā)和經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。
因此，在專業(yè)培養(yǎng)上，可以根據(jù)材料的制備與加工特點，收集材料成型加工和制備的生產(chǎn)工藝流程和儀器設備相關(guān)的多媒體數(shù)據(jù)，建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫。多媒體數(shù)據(jù)庫的建立將豐富專業(yè)軟件力量，同時將多媒體教學文件融入專業(yè)課程和實踐環(huán)節(jié)教學中，課堂教學將更加豐富，實現(xiàn)以多媒體數(shù)據(jù)庫為基礎的實踐體系特色改革。
以本校為例，根據(jù)“陶瓷”專業(yè)特色，針對建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、日用瓷、特種陶瓷行業(yè)，經(jīng)多媒體后期處理，結(jié)合Flash相關(guān)技術(shù)，研制出一套靜動態(tài)結(jié)合、囊括各類陶瓷生產(chǎn)工藝和陶瓷生產(chǎn)儀器設備的多媒體教學課件，并以此建立無機非金屬材料工程專業(yè)的多媒體數(shù)據(jù)庫，開展以多媒體數(shù)據(jù)庫為基礎的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)改革。實踐主要從兩方面入手，首先在專業(yè)課程的實踐改革方面，可以將多媒體數(shù)據(jù)庫融入專業(yè)基礎課程中，如《建筑陶瓷工藝學》《陶瓷工藝學》《特種陶瓷工藝學》《工廠設計概論》的課程中，并調(diào)整和修訂四門課程的教學大綱和課程計劃，制訂出更加適合應用實踐型工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式的專業(yè)教學課程新體系。
在專業(yè)實踐課程改革方面，調(diào)整《認識實習》的相關(guān)實習內(nèi)容，制訂《認識實習》教學大綱。《認識實習》課程一般開設于專業(yè)課程之前，學生還未接觸到專業(yè)課程的學習，常導致實習過程走馬觀花、印象不深、認識不夠等問題。將多媒體數(shù)據(jù)庫加入到《認識實習》的課程內(nèi)容中，讓學生進廠參觀實習前，根據(jù)實習項目首先開展統(tǒng)一的多媒體認識實踐過程，有效地提高了認識實習實踐環(huán)節(jié)的教學效率。同時，可以增設《多媒體開放性實驗》這門獨特的專業(yè)實踐課程作為專業(yè)選修課程。將多媒體數(shù)據(jù)庫與陶瓷工廠模型結(jié)合，制訂《多媒體開放性實驗》教學大綱、授課計劃和管理細則，供學生在課堂之外進一步深入學習和消化相關(guān)專業(yè)知識。也能幫助學生在涉及工廠設計，如《畢業(yè)設計》等實踐環(huán)節(jié)中有效合理地開展相關(guān)工作，做到有物可依，有規(guī)可循。
三、以專業(yè)基礎課程為基礎的專業(yè)實踐體系的構(gòu)建
當前，大多數(shù)學校都面臨實踐性教學環(huán)境條件不足，與企業(yè)的產(chǎn)學合作教學不到位，工程教育培養(yǎng)的人才與工程實踐脫節(jié)，不適應工業(yè)、工程一線的需要等問題。
學校設有專門的實習類別課程，如，認識實習和生產(chǎn)實習。認識實習常常開課較早，學生還未接觸到任何專業(yè)課程之前就下到各個工廠進行感性認識，這種做法的利弊是可以讓學生首先對本專業(yè)有個感性的認識，但卻容易導致學生走馬觀花，且一般學生人數(shù)較多，往往造成學生實習的盲目性，一般都會造成認識不深的情況。生產(chǎn)實習也有相同的問題，常常開課較早，與專業(yè)理論知識脫鉤，學生抓不住重點。
因此，就專業(yè)實踐環(huán)節(jié)，應適當調(diào)整實踐實習的開課時間，要配合相關(guān)專業(yè)課程的理論教學時間，同時應新增教學實習課程，教學實習在很多工科院校都有設立，該實習是專門為課堂教學服務的。
專業(yè)課程中尤其是與材料生產(chǎn)制備加工有緊密聯(lián)系的課程，如，大多數(shù)院校都開設的《工廠設計概論》《熱工基礎與設備》等，應配備相應的教學實習內(nèi)容。該教學實習類似于認識實習，但卻內(nèi)容與形式截然不同，學生通過分組在生產(chǎn)企業(yè)進行分散實習，在1～2個星期的時間內(nèi)全部待在工廠，期間需完成所在車間的“工廠設計”、標出主要設備的位置和型號、分清各個工位及工作內(nèi)容、了解所在車間的工藝流程及易出現(xiàn)的生產(chǎn)問題，讓學生帶著問題深入現(xiàn)場。這樣既能將專業(yè)課程與實踐完美地結(jié)合，同時又能讓學生在教學實習中完成工廠設計相關(guān)內(nèi)容，也為學校解決了畢業(yè)生畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的相關(guān)問題。
四、工程型人才培養(yǎng)模式在專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的特色構(gòu)建
隨著高等教育大眾化，傳統(tǒng)單一“大鍋飯”的教育方式顯然不適應現(xiàn)代專業(yè)的建設和發(fā)展及多層次學生的培養(yǎng)需求。對于不同層次的學生應提出不同的培養(yǎng)方案，因材施教。
對于培養(yǎng)研究型人才可以沿用目前采用3+1的培養(yǎng)方式，對培養(yǎng)應用型的工程骨干人員來說，可推行2.5+1.5的培養(yǎng)方式改革，增加實踐環(huán)節(jié)的教學周期至1.5學年。具體體現(xiàn)在對專業(yè)課程進行學時的修整和課程的整合，精簡專業(yè)基礎課和專業(yè)課程的教學內(nèi)容，培養(yǎng)出更加符合學生個性化特點及發(fā)展要求的各層面社會人才。
在1.5的培養(yǎng)模式下增加實驗室專業(yè)實踐教學內(nèi)容。實踐可以根據(jù)地區(qū)特色，發(fā)揮所長。以本校為例，依靠“瓷都”的特色，構(gòu)建系列以普通陶瓷為主即以“坯、釉”相關(guān)為主要實驗項目，增加《釉料配方實訓》《坯料配方實訓》《燒成實訓》《陶瓷裝飾技能實訓》等實踐教學環(huán)節(jié)。通過聘用有經(jīng)驗的教師，根據(jù)現(xiàn)有市場上對“坯、釉”的要求有針對性地設計實驗，讓學生學得更有實用性，激發(fā)學生興趣。同時開展專題實習，針對實驗中存在的問題，選擇一些突出問題，讓學生通過現(xiàn)場分析研究、查資料，甚至通過簡單的工藝實驗，來提出解決這些問題的切實可行的方案，找到解決問題的關(guān)鍵，讓實驗做得更具目標性和設計性。
總之，在整個教育改革過程中要突出實踐性，但一定要抓住“具備基本的理論基礎知識”這條主線不放，不能過于“實踐”，因此需要制定有針對性的培養(yǎng)計劃和教學大綱。以教育學生、教育好學生，全面調(diào)動學生興趣為本次教育改革的主導思想，以教育出既滿足市場需求又具備一定的專業(yè)基礎知識的學生為改革的最終目標。
參考文獻：
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非金屬材料范文5
【關(guān)鍵詞】固溶物；無機非金屬；非金屬材料；應用與研究
0 前言
隨著科學的不斷進步，新技術(shù)開始在各個領(lǐng)域中應用，尤其是進入21世紀以來，新的技術(shù)更是如雨后初筍般出現(xiàn)，我們常聽到的如納米材料的應用、超導材料的發(fā)現(xiàn)、新能源的研究以及光電子材料的技術(shù)發(fā)展等一系列新技術(shù)和新材料。這對我國的新材料工業(yè)來說是一次重大的發(fā)展機遇，如果能抓住這次新材料機遇，我國的工業(yè)生產(chǎn)將會有一個新的突破。隨著固溶物的應用和發(fā)展，固溶物的應用和研究越來越廣，尤其是近些年來在無機非技術(shù)材料中的應用，在制備無機非金屬材料中，在材料制備過程中，通過對其內(nèi)部摻雜雜質(zhì)、改變壓力等一系列條件，來使得非金屬材料的性質(zhì)發(fā)生改變，從而賦予非金屬材料新的特性。
1 固溶物簡介
在溶液中將溶質(zhì)進行溶解后，理化性質(zhì)受到微量溶質(zhì)的決定形成的產(chǎn)物為固溶體。固溶體有很多分類，一般我們根據(jù)外來的組元在固溶體中主晶相的固溶度分類，將固溶體分為有限型和連續(xù)型兩種；按照外來組元在固溶體主晶相的位置分類，可以分成間隙固溶體和置換固溶體；而若按照相圖中固溶體所處的位置，則可以分成中間固溶體和端部固溶體兩部分。在固溶體的制備方法中，一般常用的有沉淀法、電泳法、溶膠法以及絡合法等一系列傳統(tǒng)的方法，在最近幾年，新興了一些固溶體的制備方法，但是這些技術(shù)和方法還不是很成熟，因此在實際的生產(chǎn)過程中應用較少。這表明固溶體在非金屬材料中的應用還有很大的空間去探求，非金屬材料制備在固溶體中還有很長一段路要走。
2 固溶體的特性
固溶體的特性一般主要是由固溶物的組成物來決定的，在近些年的無機非金屬材料的制備中，在固溶體中摻雜一些性質(zhì)獨特的物質(zhì)來改變固溶體本身存在的特性，改變固溶體原有的屬性。在固溶體中，加入一些稀有元素，會將該元素的特性延伸到固溶體中，會大大提升固溶體的屬性。現(xiàn)在一些學者將稀有金屬添加到固溶體中，鈦使用用最廣的一種，鈦由于具有密度小，質(zhì)輕，機械強度高、耐腐蝕、耐酸、耐堿等一系列性能，因此在固溶體中被廣泛的應用，摻入鈦的固溶體也會具備鈦原有的一些屬性，使得固溶體的性能得到進一步的加強。還有一些將硅、鋁以及石墨加入到固溶體中，讓固溶體擁有它們的屬性，為非金屬材料的制備提供更好的固溶體。
3 固溶體在無機非金屬材料中的應用
隨著對固溶體的研究越來越多，因此固溶體的應用也越來越廣泛，近些年，固溶體開始在無機非金屬材料中廣泛應用。
3.1 固溶體作為催化劑
在我國，一些研究人員通過將CeO2和ZrO2進行固溶作用，得到了一種新的鈰鋯氧化物的固溶體，由于之前的二氧化鈰是非常好的催化劑，在生物陶瓷材料的制備、燃料電池的電極的生產(chǎn)中都被用作催化劑使用，效果很好。這種由兩種氧化物固溶形成的固溶體，其既具有Ce的氧化還原性質(zhì)，在4價的Ce4+氧化為3價的Ce3+時，發(fā)生氧化還原時，會對周圍的氧濃度產(chǎn)生緩沖的作用，其中的CeO2直接影響的是鈰鋯氧化物的固溶體的催化活性，在生物陶瓷的制備過程中，加入鈰鋯氧化物的固溶體，能有效的將Zr4+引入到立方的晶格中去，在燒結(jié)的過程中起到催化作用，使得生產(chǎn)出來的生物陶瓷質(zhì)量高、性能強，具有一些特性。
在Mn-Ce-O的復合氧化物中，摻入一些銅粉，形成新的復合氧化物的固溶體，同樣可以在催化作用中增強其催化的作用，這是由于在合氧化物Cu.Mn―Ce―O三元固溶體中，二價的Cu2+和Mn3+進入到CeO2的晶格中去，使其形成螢石型結(jié)構(gòu)的三元固溶體，這樣的催化劑在催化無機非金屬材料過程中，提高了氧的活性和吸附能力，提高了固溶體中銅和錳的分散和結(jié)合的速度，在無機非金屬中會加快化合物表面物質(zhì)的還原，將催化活性能降到最低，使得生產(chǎn)過程中，無機非金屬材料耗能少，降低了成本。
還有一種固溶體是將TiO2中將SnO2摻雜進去形成SnO2-TiO2固溶體，主要的結(jié)構(gòu)為金紅石，形成的固溶物由于酸性弱，在固溶物的表面會出現(xiàn)含有吸附氧，在晶格中出現(xiàn)晶格氧。在非金屬材料的制備中，TiO2會在反應中被SnO2反應分解，將SnO2-TiO2固溶體的比表面積增大到一定程度，將SnO2-TiO2固溶體的催化活性提升，在寬帶隙半導體的制備中能連續(xù)反應，催化活性很高。
3.2 固溶體對晶格的影響
在一種發(fā)現(xiàn)的鈦酸鋁固溶體，經(jīng)過研究和實驗，發(fā)現(xiàn)鈦酸鋁具有耐火性、隔熱性以及抗震性等一系列優(yōu)良特點，但是在實際的應用中，發(fā)現(xiàn)鈦酸鋁在高溫時，只要溫度超過800℃時，就會被分解，在1300℃以下會被分解成金紅石和剛玉，這就會讓鈦酸鋁的催化性能降低，不穩(wěn)定的鈦酸鋁，要想保證其穩(wěn)定性，通常會加入一些Fe2O3和MgO，使得鈦酸鋁形成穩(wěn)定一點的晶格，有效地抑制鈦酸鋁固溶體的分解。在無機非金屬材料的制備中，鈦酸鋁固溶物的使用會使得生產(chǎn)的非金屬材料壓電性穩(wěn)定、介電常數(shù)能夠大幅的提升。因此在實際的應用中，鈦酸鋁固溶體廣泛的應用到無機非金屬材料的制備中。
3.3 固溶體在新型陶瓷中的應用
在近些年，一些陶瓷公司開始研究鈦硅碳系列的陶瓷，這種新型的陶瓷具備強度高、抗壓、抗震、抗氧化等一系列優(yōu)良特性，在一些陶瓷的制備中，采用氧化鋯固溶體進行新型陶瓷的應用，由于氧化鋯在高溫下的結(jié)構(gòu)不同，在1200℃的溫度以下結(jié)構(gòu)為單斜相，而在1200℃到2400℃之間的結(jié)構(gòu)為四方晶相，在2400℃以上的結(jié)構(gòu)將形成立方相。在陶瓷的制備過程中，氧化鋯固溶體在立方相結(jié)構(gòu)時最穩(wěn)定，在陶瓷中主要用于制備耐火陶瓷和隔熱陶瓷，因此，在制備這些新型陶瓷中，就要對燒制陶瓷的溫度進行嚴格的控制，防止溫度的變化導致氧化鋯固溶體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在研究中一般采用的是溶膠凝膠法將氧化鋯固溶體摻雜進陶瓷材料中，但是摻雜的比例也會導致制備的陶瓷性能發(fā)生變化，這時將加入一定比例的Pr，加入的Pr會將定形的氧化鋯固溶體轉(zhuǎn)化為晶相結(jié)構(gòu)的氧化鋯。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，不同的制備技術(shù)、不同的Pr摻雜以及不同的溫度，生產(chǎn)的新型陶瓷的興紙業(yè)不相同。
4 結(jié)束語
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，新型材料將會陸續(xù)的發(fā)現(xiàn)，新的科學技術(shù)也會應用到無機非金屬材料的制備中。在實際的應用中，通過化合物的擁有不同的膨化系數(shù)來將不同的化合物進行固溶，形成新的固溶物來制備超低膨脹無機材料。調(diào)整化合物不同的比例也能生產(chǎn)出不同的熱膨脹非金屬材料。而在一些傳統(tǒng)的氧化鋁材料中，通過摻雜一些其他新型的氧化物制備成新的固溶物可以制成顏色不同的人工寶石；在鋯鈦酸鉛加入一些鑭系氧化物，就能夠生產(chǎn)出透明度很高的壓電陶瓷。固溶體的特性經(jīng)過長時間的研究和分析，相信在未來的無機材料生產(chǎn)中應用會越來越廣。固溶體的明天將會越來越好。
【參考文獻】
非金屬材料范文6
關(guān)鍵詞：無機非金屬材料工廠設計；專業(yè)課；教學方法
中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）01-0213-02
《無機非金屬材料工廠設計》課程是為材料學無機非金屬材料專業(yè)高年級本科生開設的專業(yè)必修課，是在學生學習了專業(yè)課程后，掌握基礎理論及專業(yè)基礎知識的基礎上開設的。主要目的是培養(yǎng)學生具備對無機非金屬材料工廠及相關(guān)生產(chǎn)單位進行車間工藝布置、工廠規(guī)劃設計的能力。課程的主要內(nèi)容有工廠工藝設計、物料平衡計算、設備選型及車間工藝布置等。《無機非金屬材料工廠設計》作為一門重要的專業(yè)課程，除涵蓋了本專業(yè)的基礎理論、基礎知識外，還涉及了其他相關(guān)學科的知識應用（運輸、電氣、動力、土建、衛(wèi)生工程等），是一門綜合性較強的學科。因此，在講授這門課程時，我們不能簡單地按照傳統(tǒng)的教學模式單純地講解課本知識和內(nèi)容，而是要理論與實踐相結(jié)合，探索適合本課程的教學方法，使學生在一種相對輕松、愜意的氣氛下學習工廠設計，從而提高教學質(zhì)量。為此，筆者針對《無機非金屬材料工廠設計》課程特點及親身教學實踐，對本課程的教學方法進行了初步實踐和探討。
一、優(yōu)化教學內(nèi)容
《無機非金屬材料工廠設計》講述的是有關(guān)工廠工藝設計、物料平衡計算、設備選型及車間工藝布置等內(nèi)容，同時涉及相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識，課程內(nèi)容較多，而教學大綱規(guī)定的課時僅為24學時，因此在講課過程中要對教學內(nèi)容進行精選，突出重點，精講難點，以點帶面介紹本門課程的主要內(nèi)容。《無機非金屬材料工廠設計》是一門設計課，對于設計的概念、設計思想的介紹是這門課程的一個重點內(nèi)容。工廠設計，作為設計中的一種具體形式，它有著一套固定的模式，在簡單介紹工廠設計的基本過程之后，要重點講解設計過程中的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如在講授工廠總平面的布置和豎向布置一章中，工廠總平面布置原則是本章重點，在課堂上結(jié)合具體工廠的總平面布置實例詳細講解布置總平面要遵循的基本原則及相關(guān)的規(guī)范標準；再如講述車間工藝流程選擇章節(jié)時，要求學生查閱相關(guān)資料，了解無機非金屬材料工廠的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)生流程、產(chǎn)品技術(shù)指標等，對部分課堂教學內(nèi)容進行自學。教師在課堂上對重點內(nèi)容進行詳細講解，對課程中的一般內(nèi)容，只做一般講解。同時通過課堂提問等方式組織學生課堂討論，提高學生的自主學習能力。這種抓重點難點以點帶面的教學方法，充分調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，使學生較好地掌握了課程的主要內(nèi)容。
二、激發(fā)學生學習興趣
在教學過程中發(fā)現(xiàn)，對于這門課程的學習，部分學生感到難度較大，缺乏興趣。這主要是因為《無機非金屬材料工廠設計》課程的性質(zhì)決定它必然與工廠生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，而平時學生實踐機會不多，對無機非金屬材料工廠的實際生產(chǎn)過程了解較少，缺乏感性認識，比較生疏，再加上課程體系與其他專業(yè)課有所不同，就造成了部分學生學習困難，學習興趣不足。如何激發(fā)學生的學習熱情是專業(yè)課老師亟待解決的問題。在課程內(nèi)容設置上要深入淺出，消除學生對課程的疑惑。在開課之初，學生對《無機非金屬材料工廠設計》這門課程普遍感到陌生，尤其對“設計”的理解覺得很玄妙，離自己的生活很遠。那么在對課程內(nèi)容講述之前，首先要向?qū)W生解釋設計的含義。所謂設計是將問題解決的方法傳達出來的活動過程。在日常生活中會經(jīng)常與設計打交道，比如制定學習計劃、美化寢室環(huán)境、搭配營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等都是一種設計活動，甚至學生們平時愛玩的游戲人人餐廳都是一種設計活動，而工廠設計只是這些設計活動中的一種具體形式而已。從身邊的小事說到工廠設計課程自然而然地消除了學生對課程的神秘感。在進行課程內(nèi)容的講授過程中，如何幫助學生理解那些條條框框，單調(diào)枯燥的設計原則呢，同樣可以從學生比較感興趣的游戲人人餐廳說起，借助人人餐廳桌椅擺放原則與升級速度的關(guān)系說明，工廠生產(chǎn)要素的布置同樣會影響工廠的生產(chǎn)效率。以學生感興趣的游戲作比喻不但能增加課堂趣味性，活躍課堂氣氛，而且能使學生在很輕松的氛圍下，學習課程的主要內(nèi)容。此外，在教學方法上改變那種“灌輸式”、“填鴨式”打消學生積極性的教學方式，以一種面對面交流討論的方式來對知識進行講授，不但可以拉近老師和學生的距離，活躍氣氛，還可以調(diào)動學生的注意力和積極性，使學生全面參與到教學活動中來，提高學生的學習效率和質(zhì)量。
三、應用多媒體技術(shù)
多媒體教學是現(xiàn)代化的教學手段，因其具有能集成文字、圖像、影像、聲音及動畫等多種信息的功能而越來越受歡迎，對提高教學效果，激發(fā)學生學習興趣起到積極作用。《無機非金屬材料工廠設計》課程教學完全使用了多媒體授課，在電子課件中包括了無機非金屬材料工廠的總平面布置圖、工藝流程圖、生產(chǎn)車間工藝布置圖等圖片，通過對這些圖片的分析講解，能讓學生更直觀、清晰地理解工廠總平面布置圖設計的基本原則、工藝流程選擇的依據(jù)及車間工藝布置的注意要點。在圖片教學的同時，我們還適時播放了一些無機非金屬材料工廠介紹和生產(chǎn)情況的視頻，使學生能清楚、系統(tǒng)地學習教學內(nèi)容。同時，采取討論式、互動式等多種教學形式，針對課件中的某個原則、某個流程圖不斷設置問題，啟發(fā)學生積極思考、拓展思維，引導學生積極討論、暢所欲言。在整個講授過程中，生動形象的教學內(nèi)容配合討論式、互動式的教學形式，激發(fā)了學生對《無機非金屬材料工廠設計》課程的學習興趣，強化了他們對課程內(nèi)容的感性認識，提高了學習效率，加深了學生對課程內(nèi)容的理解，收到了較好的效果。
四、重視參觀教學作用
參觀教學是到生產(chǎn)實踐中對實物進行實地觀察、學習的一種教學方法，在《無機非金屬材料工廠設計》課程教學過程中顯得尤為重要。《無機非金屬材料工廠設計》是一門綜合性較強的學科。課程所講述的工藝設計、設備選型等內(nèi)容決定它必然與工廠生產(chǎn)實際緊密結(jié)合。盡管在課堂教學中采用了多媒體技術(shù)，生動形象的電子課件強化了學生對工廠生產(chǎn)流程和布局的感性認識，但是圖片視頻仍無法代替現(xiàn)場實地的參觀認識。為此，我們組織了學生到長春亞泰雙陽水泥廠和雙遼福耀玻璃廠參觀學習。通過參觀學習使許多學生第一次看到了課本上靜止呆板的生產(chǎn)設備是如何運轉(zhuǎn)的，感受到書本上簡單的一個流程是如何通過復雜的工藝過程得以實現(xiàn)的，也體會到廠區(qū)內(nèi)車間設備布局的道理所在。通過實地參觀教學，真正達到理論聯(lián)系實際，加深學生對書本知識的理解和記憶，收到了事半功倍的效果。同時，在參觀過程中，學生們都懷一顆強烈的好奇心對感興趣的問題不停地追問，極大地激發(fā)學生的求知欲，催進了日后的學習進步。
五、強化課程設計
