无机非金属材料范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了无机非金属材料范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

无机非金属材料

无机非金属材料范文1

关键词:传统无机非金属材料;水泥;玻璃;陶瓷

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。

传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。

1 水泥

水泥作为三大建筑材料之一,是最大宗的无机非金属材料。日前,传统水泥的生产工艺日趋完善,水泥材料的发展主要表现在高性能水泥基材料、节能型水泥等方面。

1. 1高性能水泥基材料

对水泥材料高性能的要求首先是基于高强。通过降低孔隙率、改善孔结构及孔径分布可开发出高致密、高强度的水泥基材料,为此,一般可采用以下儿种方法:改变成型方法;掺加超细活性硅质材料,掺加高分了材料;掺加纤维材料,取得了很好的增强和增韧效果,从理论上讲,理想的纤维材料是硅酸钙纤维,它与水泥材料的化学兼容性好,还可起品种作用促进水化;发展新型水泥材料,传统的硅酸盐水泥及其衍生品种的强度和耐久性均不够理想,

1.1.1浸渍水泥基材料

采用高分子聚合物对水泥浆体浸渍,使整个材料非常密实,所得材料的抗压强度可达240MPa。

1.1.2压实水泥

根据岩石的成矿机理采用类似于制造陶瓷的热压工艺,在100MPa-345M P。的压力和150°C - 250°C的温度下获得了抗压强度达350MPa- 500MP的水泥材料,使其几乎与金属材料媲美。

1.1.3MDF水泥

又称宏观无缺陷水泥是指一种综合性能优异的抗压强度高达300MPa,抗折强度更高达的200MPa,在电学、磁学、声学和低温使用性能方面也有某些性能的新型水泥制品。 MDF水泥抗折强度高韧性好,可用于制造各种管 道尤其是用其他材料不易制作的大直径管道,及对抗折强度有较高要求的支撑材料。 MDF水泥绝缘性好,体积电阻率和击穿电压高,可代替陶瓷、塑料用作力学性能好的经久耐用电绝缘材料; 经微细化处理的MDF水泥,可用作唱片、音箱材料以及制作水泥弹簧等; MDF水泥还有望成为一些金属材料、木材和陶瓷材料的廉价代用品。

1.2节能型水泥

节能型水泥的生产可通过改变熟料矿物组成、生产少熟料水泥等途径达到。

1.2.1改变熟料矿物组成:在保证质量的条件下以含钙量低,形成温底低的低能耗熟料矿物代替传统硅酸盐水泥中的C3S,C3A等高能耗矿物。

1.2.2生产少熟料水泥: 利用碱―矿渣水泥的生产原理,提高混合材掺量,减少水泥用量可大幅度降低水泥生产能耗及成本,同时还可充分利用工业废渣,如钢渣、磷渣、铁合金渣、铅渣、镍渣、铝渣等,还可利用沸石、火山灰等天然或人工火山灰质材料。提高混合村掺量通常对水泥长期强度没影响,但使凝结变慢、早强下降,采用碱性激发剂充分激发混合材的活性或采用早强剂可弥补这一缺点。

2玻璃

玻璃是另一类传统的、历史悠久的无机非金属材料。传统的玻璃材料及器皿等工艺技术己基本成熟,玻璃新材料包括医用玻璃和生物工程玻璃、非线性光学玻璃、光通讯用玻璃、平面集成微光学玻璃、电致变色和光致变色玻璃等。

2.1医用玻璃和生物工程玻璃

自发明生物玻璃以来,人们发现许多玻璃和微品玻璃能与生物骨形成键合,其中一些己应用于临床,用作牙周种植、人造中耳骨等。日前已经利用玻璃、微品玻璃制备高韧性生物活性金属,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载体,用在固定床反应器、固定床循环反应器和流化床反应器上。

2. 2非线性光学玻璃

近年来,非线性光学玻璃,特别是未来全光学装置所要求的具有高二阶极化率X,快的响应时间T和低的光吸收特性的材料研究引人注日。制备方法包括传统微品玻璃制备法分离了交换法、溶胶―凝胶法和离了注入法。

2. 3光通讯用玻璃

目前利用掺稀土的氟化物光纤制作具有从可见光到中红外光操作波长带的纤维激发器和放大器,以满足超高容量和适应性强的光学网络系统的需要。

3陶瓷

陶瓷是具有悠久历史的材料,通常作为陶瓷器、砖瓦、卫生陶器等民用产品用于人们的日常生活,作为工业产品,广泛用着耐火材料、电绝缘子、磨削砂轮等。

精细陶瓷是相对于传统陶瓷而言的。它是采用高度精选的原料,具有能精确控制的化学组成,按照便于控制的制造技术制造、加工的,便于进行结构设计的,具有优异特性的陶瓷。精细陶瓷可分为:电了陶瓷、高温陶瓷、生物陶瓷、结构陶瓷等。

3. 1电陶瓷

电陶瓷可分为导电陶瓷、光电陶瓷、电介质陶瓷等。

导电陶瓷:导电陶瓷有碳和SiC系陶瓷、BaTi03系半导体陶瓷等。可用作电阻器、高温用电热电阻、热敏电阻器、湿敏电阻器、具有开关和存储功能的非线性电阻器等。光电陶瓷:光电陶瓷制成光敏元件、光电导模元件、光生伏打模元件。烧结CaS多品可作成x射线到紫外线范围的光检测器。电介质陶瓷:电介质陶瓷可分为绝缘陶瓷、压电陶瓷和铁电陶瓷。

3.2高温陶瓷

高温陶瓷与金属相比,能耐更高的温度。高温陶瓷有氧化物系陶瓷和非氧化物系陶瓷。碳化物、硼化物、氮化物等显示出不同于以往氧化物系陶瓷的性能,成为超高温度技术领域中的重要材料。

3. 3生物陶瓷

生物陶瓷是用于人体器官替换、修补和外科矫形的陶瓷材料,它己用于人体,近年来发展相当迅速。这类材料卞要包括氧化铝、烃基磷灰石、生物活性玻璃及生物活性玻璃陶瓷、涂层及可被吸收降解的磷酸钙陶瓷。

3.4结构陶瓷

结构陶瓷以耐高温、高强度、耐磨损、抗腐蚀等机械力学性能为主要特征,在冶金、宇航、能源、机械、光学待领域有重要应用。在这些领域中用非金属代替部分金属是总的发展趋势。

结语

未来科学技术的发展,对各种无机非金属材料,尤其是对特种新型材料提出更多更高的要求。由于对材料科学基础研究的日益深入,各种精密测试分析技术的发展,将有助于按预定性能设计材料的原子或分子组成及结构形态的早日实现。(郑州大学材料科学与工程学院;河南;郑州;450001)

参考文献:

无机非金属材料范文2

【关键词】无机非金属材料;分类;前景

当前我国的建筑行业面临着严峻的能源挑战,因此必须寻找可以进行利用的节能材料。经过探寻,发现无机非金属材料在这方面很有优势,是实现节能的理想材料。无机非金属材料的涵盖了除了金属材料和高分子材料之外的几乎所有材料领域,通常无机非金属材料具有抗高温、硬度强以及耐腐蚀等优点,但也会出现强度差、韧性不良等缺点。

1无机非金属材料在经济发展中的作用

1.1为信息技术革命奠基

人类的发展经历了诸多时代,现在正处于一个信息化高度发展的科技时代,每个时期的发展都与材料有着密切的联系。从这个角度讲,材料贯穿了人类的发展进程,是社会发展的标志性因素。在高科技背景下,无机非金属材料成为了社会发展的基础。

1.2支撑现代文明

无机非金属材料具有体轻、硬度和强度较高、抗高温、抵制腐蚀等优良特性,因而具有金属和高分子材料所无法比拟的优势,在航天、微电子以及海洋事业中大放异彩,在高科技的竞争领域中占据重要地位、起到重要的作用。

1.3可以促进经济发展

事实证明,每次无机非金属材料的重大进展都会引发一次重大变革,比如玻璃钢、芳纶纤维等材料的产生,使得火箭的外部材料发生了革新,这种效应也扩散到汽车和飞机等领域。光学纤维的横空出世,让广播电视、邮电通讯以及医学等领域出现了飞跃性的进步,这种推动效应还扩散到了印刷和自动检测等领域当中。

2无机非金属材料的分类

2.1依据分子结构划分

无机非金属材料总体上依据分子结构可以划分晶体和非晶体两大类,晶体可以分为单晶和多晶,两者都可以分为单质和化合物两个类型。单晶的单质具体有单晶硅、金刚石、集成电路材料以及工具材料;单晶的化合物可以分为碲化铋、电子器件以及半导体敏感材料。

多晶的单质可以分为多晶硅、烧结金刚石、光电材料以及工具材料。其在化合物方面可以分为传统陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三个方面;传统陶瓷又可以分为日用陶瓷、建筑陶瓷、美术陶瓷以及耐火材料四个方面;新型陶瓷中的结构陶瓷则可以分为耐高温材料、耐腐蚀材料、耐磨损材料、耐冲击材料和硬度材料。其功能陶瓷则可以分为电子功能材料、光学功能材料和生物功能材料;自然石料则可以分为装饰材料、建筑材料以及日用器皿。

非晶体主要指的是玻璃,玻璃可以分为单质玻璃和化合物玻璃。单质玻璃有无定形硅和生物玻璃两种;化合物玻璃则分为日用玻璃和功能玻璃;功能玻璃包括导光透光玻璃、电学功能玻璃、热湿等敏感玻璃以及生物玻璃。

2.2依据化学成分划分

总体可以分为单质和化合物两大类。单质分为单晶硅,如金刚石、集成电路以及工具领域等使用;多晶硅如多晶石墨、光电材料和电极等;单质硒玻璃如敏感材料;无定形碳包括生物膜材料和导电材料等。

化合物则包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分为二氧化铝和二氧化锆、非氧化物分为氮化硅和氮化铝;多元化合物分为生物玻璃和钛酸钡。

2.3依据功能划分

总体可分为工程材料和功能材料。工程材料可以分为高强高韧材料、耐高温抗热震材料、耐磨耐腐蚀材料各种界面材料以及其他材料;功能材料分为电学材料、光学材料和生物材料三种;电学材料可以分为压电材料、磁性材料、电导材料、热电材料、电子材料以及敏感材料;光学材料可以分为导光材料、透光材料和光信息材料;生物材料则可以分为生物惰性材料、生物体内可控表面活性材料、生物体内可吸收材料。

3无机非金属材料的分类的展望

按照其类型逐一展望。

3.1新型玻璃

新型玻璃应该在传统工艺基础上运用溶胶-凝胶、CVD、超急冷以及失重等工艺,通过各种微观方法实现新型玻璃领域的突破。

3.1.1新型的激光玻璃

未来会生产出输出功率更为强悍、性能品质更加优良的掺饵玻璃以及磷酸盐类型的激光玻璃,还有更新的激光放大纤维等材料。

3.1.2光集成电路玻璃

其制作方法为离子交换法,制成的成品玻璃成分包含Feo、Ce203等,本身能散发出磁光以及热光等效应。

3.1.3超平玻璃

这种玻璃主要的应用范围为光存储器,还可以应用在光磁存储器和大型液晶显等基板上面,对于那些大规模以及特大规模类型的光掩用途模板也起到较大作用。

3.2高性能陶瓷

这种陶瓷材料在性能上体现出极强的优点,比如能够抵抗高温、强度和硬度系数都很高等,因而在航天和电子领域被广泛应用。

3.2.1结构陶瓷

制作材料为碳化硅、氧化铝以及莫来石等,改进措施为增加韧性、改善纤维强度,对材料的内部构成进行调节,使之具有坚硬、耐磨、抗腐蚀等特性,可以对轴承、不锈钢等材料进行更新换代,可直接制作成发动机和电极材料等进行运用,具有使用延长寿命、节能等效果。

3.2.2功能陶瓷

其在功能方面起到的作用为绝缘、坚硬、光敏和热敏等,可以用在压电元件和磁记录存储等领域,使其成为促进信息产品容量扩大、密度增大的有力武器。

3.3人工晶体

这个材料的应用范围很广,而且前进步伐迅速。晶体原有形态和功能以及用途不断被刷新,而且新型的晶体也在不断地取代传统类型晶体,比如金刚石之所以被广泛应用就是因为其在硬度方面体现出超高的性能,其实它还具有高导热的特殊功能,可以利用这个方面将其当做热沉材料进行应用,使其具有半导体功能,让其在信息技术领域得到应用。人造水晶原本是用来发挥压电效能的,但是经过对其功能进行探索,其应用领域也变得开阔,当前还应用在延迟线以及表面波器件之中。另外,可以对辐射产生抵抗功能的水晶还被广泛地应用在航空航天领域,甚至可以在军事领域发挥出很大作用。

4总结

无机非金属材料在高科技领域占有重要地位,是伴随高科技进步而出现的朝阳产业,具有很强的发展潜力和生命力,必定在将来的竞争中脱颖而出,因此已经受到各方面的重视。本文分(下转第129页)(上接第119页)析了无机非金属材料在经济发展中的地位,详细地对其分类进行解读,展望了其应用前景。

【参考文献】

[1]栾志军.材料的分类及优化检索系统的研究与设计[D].青岛大学,2011.

无机非金属材料范文3

ⅢA  ⅣA

ⅤA  ⅥA

ⅦA

B

C

N

O

F

Al

Si

P

S

Cl

Ga

Ge

As

Se

Br

In

Sn

Sb

Te

I

Tl

Pb

Bi

Po

At

(二)碳碳元素及其单质的性质变化规律

元素名称 元素符号 原子半径

(nm) 主要

化合价 单质的性质 颜色、状态 密度

(g·cm—3) 熔点

(℃) 沸点

(℃) 碳 C 0.077 +2,+4 金刚石:无色固体

石墨:

灰黑色固体 3.51

2.25 3550

3652

—3697

(升华) 4827

4827 硅 Si 0.117 +2,+4 晶体硅:灰黑色固体 2.32—2.34 1410 2355 锗 Ge 0.122 +2,+4 银灰色固体 5.35 937.4 2830 锡 Sn 0.141 +2,+4 银白色固体 7.28 231.9 2260 铅 Pb 0.175 +2,+4 蓝白色固体 11.34 327.5 1740

碳族元素化合价主要有+4和+2,C、Si、Ge、Sn的+4价化合物是稳定的,而Pb的+2价化合物是稳定的。

例 PbO2有强氧化性

阅读下列材料,回答有关的问题

锡、铅两种元素的主要化合价+2价和+4价,其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物均是不稳定的,+2价锡离子有强还原性,+4价铅元素的化合物有强氧化性。例如 Sn2+还原性比Fe2+还原性强。PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。

(1)写出下列反应的化学方程式

①氯气跟锡共热__________;②氯气跟铅共热__________;③二氧化铅跟浓盐酸共热__________;

(2)能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式______________。

答案:

(1)

(2)

二.碳族非金属氧化物比较

CO CO2 SiO2 类别       酸性       氧化还原性 强还原性 弱氧化性 弱氧化性 毒性 有毒 无毒 无毒

反应实例:

酸性:H2CO3>H2SiO3

与碱反应:CO2+2OH—=CO32—+H2O  CO2+H2O+CO32—=2HCO3—  CO2+OH—=HCO3—

思考:CO2通入NaOH溶液中生成的盐是什么?

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

思考:盛放碱液的试剂瓶为什么不能用玻璃塞?

氧化还原性

三、Na2CO3与NaHCO3的比较

Na2CO3 NaHCO3 俗称 纯碱(苏打) 小苏打 溶解性 易溶 易溶 溶液度Na2CO3> NaHCO3 稳定性 稳定 不稳定 与酸反应出CO2速率 慢(分二步)

CO32—+H=HCO3—

HCO3—+H+=H2O+CO2 快(一步)

HCO3—+H+=H2O+CO2 相互转化

方程式如下:

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

四、知识网络

(一)碳及其化合物

(二)硅及其化合物

无机非金属材料范文4

关键词:自出考题 自评成绩 师生互动 教学效果

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(a)-0172-02

无机非金属材料工艺学课程是南京信息工程大学材料物理专业学生的专业基础课程,针对我校建设应用型人才的培养目标,该课程具有专业特点的主干专业基础课,无机非金属材料工艺学课程对传统三大工艺学(水泥工艺学、玻璃工艺学、陶瓷工艺学)进行了优化整合,从多方面阐述了无机非金属材料工艺学中的基本概念、基本理论以及基本工艺过程等规律。该课程目的是使学生通过本课程的学习,掌握无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程中的共性及特点、生产过程中的物理化学变化,并使学生对无机非金属材料(特别是水泥、陶瓷、玻璃材料)的性能、生产过程和应用有较全面的了解。该课程注重对学生专业技能的培养,是一门综合性强、理论与实践相结合的课程[1~2]。

近几年来,作者对“无机材料工艺学”课教学方法进行了不断探索,在从事几年的无机材料工艺学课程的教学工作基础上,认识到教师若是在授课中只是一味的向学生灌输知识,而不注重与学生的互动,表面上教师教课效果很好,课堂学生的纪律性也很好,但学生在课程学习过程中注意力明显不足,对课程的知识点也了解很少,而临到考试学生往往采取突击的方式或者以老师划重点帮助复习的方式来通过考试,因此作者提出一改考试这种方法来单一检验课程的教学效果,而是提出在课堂上要注重改革教学内容,采用布置课外调研题的方式来提高学生学籍的积极性和思维能力,在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式,进一步开拓师生互动、大学生研究性学习和展示创造能力的更大空间[3]。

1 课程教学面临的问题

近几年,我国很多高校建立的专业人才培养体系,着重强调大学科和宽口径的特点,大学科的基础课程门数增多,我校材料物理专业学生,在基础课程上要必修很多基础课程如大学物理、理论物理、固体物理、物理解析方程、以及现代物理专题等,在专业课程上强调宽口径特点,既除了材料科学与基础理论课程外,还有陶瓷材料、高分子材料、金属材料、磁性材料、复合材料、以及环境材料等,然而大学科和宽口径专业课程设置与学生在校恒定总学时之间存在突出矛盾,例如:各课程的课时比20世纪90年代前大大减小,出现了越是大学科和宽口径的学校,越没有明显专业的局面。但提高教学质量、发挥学生的主管能动性是教师始终追求的教学效果。然而,教师如何在较少课时内保证甚至提高教学质量,是需要首先求解的问题。

其次,很多专业课程的开设时间多半安排在大三下学期,而这一学期恰恰是很多学生准备考研的时间,因此任课教师就要引导好学生正确处理专业课学习与考研复习间的关系。老师在专业课程的授课过程中要能够结合考研课程的重点内容,引导学生更好的学习,既解决了激活课堂、提高学生学习热情,同时又能帮忙学生更好地面对考研。

最后,学生在大学拥有的自由时间很多,但很多学生却浪费在上网和玩游戏上,较少学生真正去研究自己所学专业的知识点和发展前景的。因此,教师在讲授专业课的同时,如何引导学生在课后自觉开展学习,是专业课教师要解决的第三个问题[4]。

因此笔者以无机材料工艺学课程教学为例,进行了一些改革和探索。

2 课程教学改革与研究

2.1 促进专业课程教材建设

教材建设是精品课程建设的重要组成部分,教材是保证教学质量的关键,是教学改革成果的集中体现。本课程选用山东大学王琦教授主编的《无机非金属材料工艺学》,该教材具有逻辑清楚、概念简单、实践环节充分等特点,该教材主要阐述了无机非金属材料工艺中的基本概念、基本理论、基本工艺过程及其共性规律,强调了无机非金属材料工艺的主要过程及其内在联系,包括原料及预处理、材料热加工、制品及制品加工以及材料性能等。作者也在致力于结合本系材料物理专业的特点,积极编写《无机非金属材料结构与物性讲义》及与课程配套的习题集,制订了“无机非金属材料工艺学”课程教学大纲,制作了多媒体网络课件,为课程建设和发展打下了良好的基础[5]。

2.2 改进课程教学方法

无机非金属材料课程教学采取“启发式”和“探究式”的研究型教学方法,为了调动学生的积极性,可以通过在课堂上提问、学生参与讨论以及学生专题报告等方式,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,提高学生的综合素质。通过学生的专题报告,培养学生理论与实践相结合的能力,有利于应用型人才和创新思维能力的培养。同时,在教学过程中教师还注意重点把最新的科技成果、创新思想以及最新的科学研究手段和方法介绍给学生,启迪学生思维,培养创新精神。

人在学习的过程中最常用的是“反省思维”,即产生疑惑、发现问题、搜集材料、逻辑推理以及解决问题。因此教师在教学中应该布置一些问题给学生,安排三到四个学生一组,查找相应的资料,运用自己所学的知识来找到解决问题的方法,使学生能够独立的思考,化盲目地接受知识为主动地思考,培养学生的逻辑思维能力[6]。

2.3 优化课程教学手段

在教学中应积极引入各种教学手段,如图像、视频等多种多媒体教学,教师充分运用多媒体教学手段,发挥其形象具体直观、图文清晰规范、信息量大、知识面宽的优势,运用多媒体将新材料制备通过多彩动画的形象描述和展示,能够将普通教学难以表达和阐述的教学中的重点和难点简单化、形象化,显著提高了教学效率,增强了教学效果,有利于调动学生的各种感觉器官参与教学活动,充分发挥其想象力。

采用多媒体教学,因注意灵活使用,切忌用大篇幅的文字,对于PPT的制作,教师也应认真对待,字体大小合适,色彩分明,图片清晰,对于传统教学中学生难以理解的抽象内容、复杂的变化过程以及工厂的实际生产过程等,可以通过视频动画形象、直观、清晰地展现在学生面前,例如通过动画将陶瓷的烧结过程形象地演示出来,可以让学生更好地了解陶瓷烧结过程的机理及影响因素[7]。

2.4 提高课程实践环节

无机非金属材料工艺学课程是一门实践性很强的课程,因此课程组始终遵循“以材料学科平台为依托,以学生实践能力、创新能力、科学思维能力和探索精神的培养为核心,重视和加强实验教学,理论教学与实验教学并重”的实验教学理念,强调知识传授和能力培养协调发展、实验教学与理论教学统筹兼顾的原则,建立多层次实验教学平台,鼓励学生积极参加课外科技创新活动,培养学生的理论联系实际能力、实践动手能力、分析与解决问题能力和科技创新意识。

本课程内容与无机非金属材料加工企业生产密切相关,课程教学中十分重视实习教学,让学生在理论的基础上培养动手能力和解决实际问题的能力。在课程的专业教学计划中有明确的实践性教学体系。通过金工实习、认识实习、生产实习,使学生对无机非金属材料加工工艺有较全面的认识,理论联系实际,结合已学知识理解生产过程采用的设备、工艺和操作方法,强化对专业基础课理论知识的认识,通过实习培养了学生的劳动意识,增强团队精神,培养思考问题和解决问题的本领[8]。在学期最后的毕业设计及论文中,学生要对自己所学知识进行总结、深化,上升到一个新的层面,为毕业后从事相关专业工作打下坚实基础。

2.5 改革课程考核方式

作者提出一改考试来检验教学效果的这一单一方式,提出在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式来检验授课效果。对于学生而言这是一种新考核模式,会有很大的兴趣,教师规定大的选题方向,学生可以根据自己的兴趣,拟定各自报告专题,大家的侧重点各不相同,通过在课堂上学生自己做专题报告的方式来检验学生对课程知识点掌握的情况。由于这种考核方式具有“学术交流”的性质,学生们选题各不相同,专题报告的方式也各不相同,在报告过程中学生不仅提高自己的表达能力,而且听取了其他同学的报告,参与全体同学的答辩过程,学生能够初步体会到什么是学术会议,什么是答辩考试。这样不仅锻炼了个人表述能力,更营造出一种学术氛围,在相互学习、相互促进的过程中,每个人的知识面得到很大扩充,无论是内容广度、深度、新颖性都会大大超越教师的讲授内容。

3 结语

总之专业课程体系改革是一个系统性,全面性,前瞻性的综合性工程。无机非金属材料工艺学课程教学改革,是材料物理专业体系整体改革的一部分。作为材料物理专业技术基础课程之一,它与一些后继课程相互依存、互为补充。在教学改革中,只有我们不断实践与思考,群策群力,才能为创新型复合型人才的培养奠定基础。

参考文献

[1] 许丹,王凤芹.《机械工程材料》课多媒体双语教学的实践[J].科技教育创新,2006(12):262.

[2] 王东凤.浅谈《机械工程材料》课教学中学生思维能力的培养[J].教育教学,2009(1):93.

[3] 刘月秀,刘辉.大学生研究性学习探析[J].中山大学学报论丛,2005,25(3):111.

[4] 詹茂盛,李晓东.自出考题自评成绩——高分子材料课教学模式探索[J],化工高等教育,2006(4).

[5] 宋鹏,王琦.无机非金属材料工艺学课程的改革与建设[J].广州化工,2010(11).

[6] 王东凤.浅谈《机械工程材料》课教学中学生思维能力的培养[J].科技风,2009(1).

无机非金属材料范文5

【关键词】双语教学实践无机非金属材料

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674-4810(2012)11-0051-01

河北联合大学是一所地方本科院校,它的目标是服务于快速发展的河北经济,使其成为具有创新特色的名牌地方院校。近年来,经济社会的双转型急需大批既精通专业知识又熟练掌握外语的高素质国际性人才。为适应这种需要,材料学院无机非金属材料系开展材料导论课程双语教学的探索。双语教学是同时运用英语和汉语两种语言向学生传授专业知识的一种全新的教学形式。它的目的是让学生增加外语的使用能力和使用外语思维的能力,便于学生毕业后能更有效地进行学术研究和国际交流。教师也可以从双语教学中借鉴国外的教学理念,学到新的教学思想。开展双语课,一能更好地激发学生学习英文和应用英文的兴趣;二能从国外原版教材的发散性、启发性的训练中培养学生创新思维。本文介绍我们在无机非金属材料导论课程双语教学实践中的经验,分析双语教学中存在的问题与不足。

一 双语教学实践

1.教材的选择

教材是教学内容的载体,正确选择适合学生学习的教材是进行高质量双语教学的重要保证。原版教材价格昂贵,超出大部分学生的承受能力。商务印书馆引进的教材“Ceramics introduction”,专业知识新,知识面广。书中图表丰富和生动,文字较为浅显易懂,有利于学生对内容的理解,而且价格适中,我们把它确定为基本教材,同时推荐一些国内高校的中文教材作为课程参考教材,帮助学生深入理解重要的知识难点。从使用效果来看,多数学生反映借助字典可以基本看懂英文教材。

2.课件设计

无机非金属材料导论特点是概念多、公式多,涉及的方向多、涵盖面广,其研究对象是陶瓷、耐火材料、水泥等各种硅酸盐材料。课件中重要概念和工艺过程均采用中英文对照,课堂讲解我们则主要采用全英文版书,创造英文语境。在课件的设计中,我们制作大量英文图片和动画向学生进行教学展示,使所讲的内容形象化、具体化,更加通俗易懂,易于学生理解记忆,对增加学生兴趣和提高学生对知识的理解均有较大帮助。

3.教学方式的使用

根据课程的特点和学生的接受能力, 在课程教学中采用单向和交互式两种方法。在教学进程上采用灵活的教学方法,教师根据学生的接受水平确定使用英语的比例,以保证教学效果。教材中词汇量大、专业性强,因此我们对学生提出预习和必要的复习,以保证双语教学的顺利进行。同时采用灵活多样的教学手段,如针对某一问题,分小组进行讨论,然后要求每组派代表将讨论结果用英文复述。这样能使每个同学都能参与到问题中,能更好地激发学生的学习兴趣,促进学生的自主学习动力。在教学中,我们还有针对性地选择部分习题和思考题,要求学生利用教材和网络用英文回答。从实践效果看,这一类的题目需要学生能够综合总结书中的相关内容,从而提高同学用英文阅读和写作专业问题的能力。

4.无机非金属材料导论双语课程的考核方式

考试采用全英文的教学试卷,开卷考试,全部考题采用英文表述,要求学生以英文回答。我们特别加强平时成绩的考核,平时成绩在总成绩中占有较高的比例(占总成绩的50%)。诸如出勤和上课积极与老师互动(占总成绩的20%),平时用英文完成作业的情况(占总成绩的30%)。这样的考核标准避免了“一刀切”,提高了学生平时课堂学习的兴趣和动力,能反映出对本课程的掌握程度。

二 双语教学中存在的问题和建议

1.双语教学教师应不断提高语言能力

双语教学对教师的要求高,不仅要专业精深,还要求教师能做到在课堂上熟练地在双语之间进行切换,准确地用英文表述专业知识,还要和学生进行英文互动。这就对教师的英语听说能力提出更高要求,但是一般的任课教师,虽英语阅读、翻译和写作能力较强,但在口语交流方面尚存在不足,有待提高。

2.选双语教学课程的学生应具备一定的英语水平

通过这几年的双语教学实践,笔者认为不是每个学生都适合参加双语课程的学习。只有具备一定基础英语水平的学生才能在本课程中有较大收获,双语教学才能达到真正教学相长。

3.采用多种教学手段,活跃课堂氛围

双语课程对学生提出更高要求,学生学习难度增大,而理论教学相对枯燥,如何通过改进教学方法和教学技巧提高学生的学习兴趣是我们面临的一个重要课题。教师应转变传统的教学方法,在教学中根据实际情况采用不同的教学手段,问题的设置尽量理论联系生产实际,激发学生的学习兴趣。多媒体课件的采用,有助于教学效果的提升,应结合材料学科的特点,多使用图表、动画,尽可能使课程中复杂抽象的材料学理论知识,能用直观的形式表现出来。

4.要注意双语教学与专业外语教学相区别

双语教学中虽然双语是特点,但双语并不是重点。教师在进行双语教学时,要避免把双语教学课上成专业外语课。教学的重点还应是让学生掌握专业知识,而不是英语教学,这一点需要教师较好地把握。当然采用双语教学,对学生的英语能力也提出了较高的要求,应当解决好学生的语言问题,建议在双语课程之前开展专业英语课。

无机非金属材料范文6

关键词:非金属;活化剂;硬化速度;耐高温;堵剂

中图分类号:C35文献标识码: A

无机非金属高温调堵材料是专门为稠油热采的高温调堵作业而研制的新材料。此类非金属材料主要采用具有特定性能的特殊矿物,并将矿物成分进行科学配比后采用均化湿法生产加工而成的一种气-水两硬性无机胶凝材料。五金非金属高温调堵材料具有其他常规调堵材料无可比拟的优势,其在常温条件下很难硬化,而且经过长时间水化其强度也很弱,基本不具有使用价值。40℃以上的温度是其被激活的必要条件之一,同时特殊的无机/有机复合活化剂是另一个必要条件。由于有稠化时间和凝固时间可控范围宽的特点,使其在稠油热采及注汽井的调堵封窜、油水井防沙固沙领域,更有其它材料所不可比拟的独特优势,现进行室内实验来研制一种配方的无机非金属高温调堵材料。

1.无机非金属高温调堵材料烧制

1.1试剂

佳木斯黏土矿黏土,佳木斯杨庄铁选场尾矿沙,伊春西林选矿厂尾矿沙,佳木斯大理石矿白云石,佳木斯粉煤灰。

1.2实验设备

0.4m×1m土立窑,4―72型离心风机,250×100mm2烘干标准磨,200×80mm2康必丹磨,万能试验机,恒温水浴,电子天平,电热恒温干燥箱。

1.3实验方法

试验所用原料化学分析结果、生料的原料配比及生料化学成分分别见表1、表2和表3。

表1原料的化学成分

矿物名称 Loss/% Sio2/% Al2O3/% Fe2O3/% CaO/% MgO/%

低钙白云石 33.53 14.71 4.33 1.52 40.12 3.74

佳木斯铁选尾矿 - 68.35 10.19 17.30 1.00 2.23

伊春铁选尾矿 - 72.16 4.55 14.72 3.39 2.19

佳木斯黏土 10.13 69.67 4.18 9.82 1.70 2.30

表2生料的原料质量配比(%)

方案编号 低钙白云石 佳木斯尾矿 伊春尾矿 佳木斯黏土

1 20.0 70.0 0.0 10.0

2 20.0 0.0 70.0 10.0

3 20.0 35.0 35.0 10.0

4 20.0 0.0 0.0 80.0

为得到高度缓凝的水硬性无机非金属高温调堵材料,设计方案时采用低饱和比配料方案,设定生料的石灰饱和系数为0.6左右,并按单位热耗3 500KJ/kg熟料配煤,在标准磨中粉磨成生料,每次10kg,粉磨45min。把配制好的生料在简易成球盘上成球,加水10%,球径控制在10mm左右,在土窑中锻烧成熟料,将熟料和佳木斯粉煤灰以70:30的比例在康必丹磨中粉磨成无机非金属高温调堵材料,粉磨时间1h,比表面积控制在500m2/kg,对磨制好的无机非金属高温调堵材料进行化学分析和物理检验,详见表3。

表3熟料质量对比情况

项目 方案编号 比表面积(m2`kg-1) 标准稠度 抗压强度/MPa 凝结时间/h

3d 7d 28d 初凝 终凝

熟料 1 530 28 1.6 2.3 3.8 5:25 7:00

2 530 28 1.4 1.8 4.0 4:28 5:45

3 530 28 1.5 2.1 3.8 4:55 5:45

4 530 28 5.5 11.1 44.0 0:52 1:41

由于1号方案,即以佳木斯铁选尾矿沙为主要原料烧成的无机非金属熟料的初凝时间明显长于其它方案。因此,初步确定以佳木斯尾矿为主料,进一步进行熟料烧制试验,生料的设计比例和烧成熟料的物理指标见表4和表5。

表4佳木斯尾矿为主料的生料原料配比(%)

方案编号 低钙白云石 佳木斯尾矿 佳木斯黏土

5 20.0 50.0 30.0

6 20.0 60.0 20.0

7 20.0 70.0 10.0

8 20.0 80.0 0.0

表5 佳木斯尾矿为主料的熟料物理指标

项目 方案编号 比表面积(m2`kg-1) 标准稠度 抗压强度/MPa 凝结时间/h

3d 7d 28d 初凝 终凝

熟料 5 530 28 1.5 1.8 3.7 5:20 6:35

6 540 28 1.5 1.8 3.5 5:40 7:05

7 540 28 1.7 2.2 4.1 5:00 6:25

8 550 28 1.9 2.6 4.2 4:50 5:50

从上表中可以看出,随着佳木斯尾矿作为主料比例的增加,烧成熟料的凝结时间逐渐增大,结合表4,我们可以看出,一旦佳木斯尾矿主料配比超过70%,其凝结时间反而减小,在编号6中,也就是按60%标准进行配比时,其凝结时间达到巅峰。因此,生料配方采用低钙白云石:佳木斯尾矿:佳木斯黏土=20%:60%:10%。

2.无机非金属高温调堵性能评测

取复合添加剂(是一种自制高分子共聚物,主要功能是抑制无机非金属材料的水化反应)3g,加水100mL,加热至(80~85)℃活化呈半透明状,得母液。在母液中分别加入过325目标准筛的无机非金属胶凝材料20g,搅拌均匀。将样品分别置于室温、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃恒温水浴中,观察样杯中泥浆液稠化时间和固化后无机非金属胶凝材料固结体的强度,另取相同样品在不添加复合添加剂在同条件下进行稠化实验。实验结果见表6

表6温度对稠化时间和无机非金属胶凝材料固结体强度的影响

t/摄氏度 20(室温) 40 50 60 70 80

稠化时间/h 40d不凝 63 51 34 12 4

抗压强度/MPa ... 0.2 2.4 3.3 3.7 4.6

试验结果表明:

①在室温下(约20℃),泥浆液至少40d不稠化;

②随着温度的逐渐升高,泥浆液失去流动性的时间在明显缩短,而无机非金属胶凝材料固结体的抗压强度则显著增高。

③没有添加复合添加剂的样品超过40d没有稠化。该实验结果说明温度是影响泥浆液和无机非金属胶凝材料固结体性能的最重要因素之一,它的胶凝活性需要有特殊的活化剂存在和一定的温度两个条件同时得到满足才能够出现。

结论

(1)当材料中无活化剂,并且处于常温条件时,无机非金属材料具有不凝胶和固话的良好性能。此外,此类非金属新材料在长时间的水浸下也不会凝胶和固话。

(2)无机非金属材料水化活性是可以激发和稠化、硬化强度、硬化速度的,其手段主要通过温度控制和活化剂控制。

(3)无机非金属胶凝材料具有良好的时间调节性能。在工程应用当中,此类新材料的稠化时间可以有效调节,其调节范围一般在几十分钟至几天内不等,更好的适应各种规模作业的油田调堵作业。

参考文献:

[1]杨钊,李瑞,吴宪龙.耐高温无机非金属胶凝材料堵剂[J].油田化学,2009,03:265-268.

[2]董伟霞,包启富,王艳香,石棋.新形势下《无机非金属材料专业实验》教学研究初探[J].景德镇高专学报,2010,02:45-46.

[3]张震.新型智能复合调堵、调驱体系及调堵机理研究[D].西安石油大学,2013.