首页 > 文章中心 > 无机非金属材料工程

无机非金属材料工程

无机非金属材料工程

无机非金属材料工程范文第1篇

1教学体系的的创新

我国的经济发展为目前的无机非金属材料工程专业的改革提供了方向,做好基础性、根本性、原则性的工作任务是目前应该完成的要求,教学体系的改革首当其冲。当前专业的培养目标是:培养政治上合格的,在无机非金属材料学科领域内有广阔而扎实的理论基础、适应能力强、具有创新精神和技术开发能力的高级专门人才。无机非金属材料工程专业的课程体系改革应该从以下三个方面着手:首先加强科学基础以及计算机基础技术的学习,随着科技的发展,科学技术无疑成为了影响社会生产的第一要素,强化学生的自然科学基础能力同时结合计算机技术的适用,在加强其对自然科学本质理解的情况下,显著提高其运用科学技术解决基本问题的能力和速度;其次是重视对工程基础的学习,在无机非金属材料工程专业中,基础知识的学习能提高学生的工作适应能力,掌握了工程技术的共同理论、共同技术,即使就业工程中专业知识有所偏差,也能利用基础知识弥补,强化学生适应人才市场缺口的问题;最后,建立完善的学科专业知识实践教学平台,为了培养更全面的应用型人才,针对地方经济发展以及人才缺口方向,加大对实践教学环节的重视有利于让学生走入工作岗位就能迅速为企业创造产业价值,理应成为本次教学课程改革的重点,因此强化无机材料科学基础、热工基础以及水泥等研究方法和实验等实践环节至关重要。具体到应用步骤,应加大对每一个环节的检查力度,教师做出相应的实践要求,一环扣一环,分步完成。保证学生的实践环节无论是设计或是草图绘制等阶段都有配套的记录,以便于对实践教学质量的控制。同时,让学生运用所学知识进行实验,从事实验操作并对实验结果进行数据处理、误差分析,有助于观察问题、解决问题能力的提高。

2建构应用型人才培养体系

首先,建立一支教学水平高、技术能力硬、思想素质好的师资队伍,形成应用型学科的专兼职教学建设。“兵熊熊一个,将熊熊一窝”,一位高水平的教师给学生带来的好处是其他方面无法比拟的。教师不但要具有渊博的理论知识,更应该在实践教学上给学生正确的指导,从一开始就避免学生走入操作的误区。同时,学校可以与相关大型企业建立起互动关系,建立教学激励机制,鼓励教师与一线工作者多多交流,培养教师的创新能力;聘用基层工作经验丰富的技术骨干在学校担任客座讲师,让企业的技术人员向其讲解各个生产线的优缺点,保证本专业学生能够迅速掌握一线工作中的先进技术和经验,以帮助其迅速掌握学习中的要领,从而适应工作的需要。其次,积极开展与当地的企业相互合作,建立一批质量较高、相对稳定的校外技术实训基地;将校外实训基地建立在当地的相关企业内部,充分利用生产技术骨干和先进的生产设备;同时利用学校的实验室,“材料制备技术”、“工程测试技术”、“材料表征技术”三大课程实验及“专业综合实验”为建设重点,充分利用校内外的教学资源,把实验室打造成技术培训和理论知识结合的基地以满足应用型人才的培养工作。最后,要革新学生考核体系,开展校内证书认证制度过去的一卷考核体系已经不适应当前学习的需要,考生在考试前简单突击一下就能随意应付过去,为了让学生从深入理论研究,可以开展论文考察等形式,高屋建瓴的从应用的角度掌握理论的知识。目前,专业证书代表了各专业的等级水平,也得到了社会的承认。学校可顺应潮流构建校内证书认证制度,建立奖励机制,将职业资格证书引入人才培养机制,以鼓励学生多多考取专业资格证书,强化基础专业的理解,拓展相关知识的学习。

二结语

无机非金属材料工程范文第2篇

关键词:无机非金属材料工程;本科生毕业论文;教学质量

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)44-0070-03

本科生毕业论文是高校本科培养计划的重要组成部分,是实现人才培养目标的综合性、实践性教学环节,是学生从学校走向社会、走上工作岗位,实现教学与科研、社会实践相关联的重要结合点,是学生综合运用所学基础理论、专业知识和基本技能进行科学研究工作的集中训练,是学生实践能力、创新能力、分析解决实际工程问题能力在毕业离校前的一次全面培养和提升。毕业论文质量是衡量教学水平的重要指标,也是学生毕业与学位资格认证的重要依据。因此,做好毕业论文工作对提高学生的全面素质和高等教育教学质量具有重要的意义[1]。

为了提高毕业论文的质量,国内很多高校做了相应的研究和探索[2-6]。然而,随着高校招生人数的进一步扩大,教学资源和教师数量受到限制,学生就业压力不断加大,毕业论文的质量受到诸多因素的影响,存在着质量滑坡的趋势。如何针对目前的状况,找出问题的根源进行改进和完善,切实提高毕业论文和本科毕业生的培养质量,成为目前亟待解决的问题。本文以无机非金属材料工程专业为例,系统分析本科毕业论文存在的主要问题,提出有针对性的改进措施,以期对该专业及相关学科的发展有所启示。

一、毕业论文中存在的主要问题

南京工业大学无机非金属材料工程专业是由原无机非金属材料、硅酸盐工程两个专业合并而来,该专业覆盖面宽,优势和特色明显,是材料学院的主导学科,在江苏省处于领先地位,在国内具有较高的知名度。近几年的高校扩招虽然使得专业得到快速发展,但是毕业生的大幅度增长,也给毕业论文的指导和管理工作带来了一系列困难,论文质量严重下降,主要表现在如下几个方面。

1.文献检索和观点提炼能力弱,文献查阅不充分。虽然大多数学生对电脑比较熟悉,但是却不善于利用互联网和专业数据库检索与所开展课题相关的中外文文献资料。在撰写开题报告、文献综述等材料过程中,文献查阅不充分,收集的资料比较凌乱,文献阅读少,对文献的观点缺乏提炼。

2.实验方案不合理,工作量不饱满。指导教师在下达毕业论文任务书时,一般都会安排较为饱满的研究内容。学生在实验开展过程中,由于对课题研究背景和意义的理解不够准确,对研究的主要内容和问题不能有效归纳,实验方案设计欠合理,总会对实验工作量进行“打折”。此外,由于实验时间得不到有效保证,往往会导致毕业论文工作量不饱满。

3.分析和解决问题能力不够。毕业论文的实验过程不可能一帆风顺,遇到问题时,学生往往不知道如何分析问题,更谈不上去寻找方法解决问题。在论文撰写时,普遍存在对实验结果和数据分析不够充分的问题,将实验所得数据简单地进行罗列和基本描述,缺乏从材料制备工艺、微观结构和性能之间关系进行讨论和分析的能力。

4.抄袭现象比较严重。本科生在毕业论文的写作过程中,特别是文献综述、实验方法与过程等章节,普遍存在着抄袭、拼凑的现象。近几年学生毕业论文的初稿基本上都是从相近的几篇文献中整段成篇直接粘贴拼凑起来的,甚至连对复制过程中产生的格式错码或者乱码都没进行检查修改。

5.论文撰写不规范。从内容上看,有的论文中文摘要没有包括研究背景及意义、研究方法和手段、主要结果和结论等内容,英文摘要的语态、词态、主谓搭配和专业术语等错误较多,英文摘要和中文摘要不一致;有的论文表述口语化,结构松散、不完整,逻辑性差、缺乏条理,文章的前后没有合理地组织联系起来。从格式上看,毕业论文中常出现很多不规范的表达,主要体现在文字排版、图、表和参考文献等方面。有的论文中还有不少的错别字。

二、毕业论文质量问题产生的原因

(一)学生自身的原因

近几年随着毕业生的就业压力越来越大,使得学生花在各种宣讲会和招聘会上的时间逐渐增加,选择考研的学生也越来越多。南京工业大学无机非金属材料工程专业毕业论文安排在第七学期的16~20周和第8学期的4~16周,共计18周。而研究生入学考试时间是第七学期末,人才市场的各种招聘会也在此时逐渐进入旺季,考研学生利用第七学期的最后五周进行复习冲刺,求职的学生把主要精力放在解决就业问题上;到了第八学期,考研复试、公务员考试和企业的面试又占去大量时间,因此学生花在毕业论文上的时间得不到有效保证。工科毕业论文多属科学研究型或技术应用型,必须进行大量实验,摸索研究,充分论证,若课题实验时间过短,毕业论文的质量自然不高。

大学四年,各门考试都会有不及格的学生,而唯独毕业论文通过率几乎是100%。因此,一部分学生就会出现这种思想:毕业论文的成绩不影响工作单位的选择;只要我考上研究生、找到工作了,学院就不会不让我通过毕业论文答辩。有些学生认真开展毕业论文,但积极性、主动性较差,缺乏创新思维、创新精神和严谨的科研态度,为毕业而做毕业论文,达不到毕业论文的真正目的;更有些学生对毕业论文重视程度不够,缺乏主动性和积极性,有的采取消极应付的态度,不认真查找和阅读文献,不设计实验,不动脑筋,对课题目的、要求、方法等不熟悉、不理解,对指导老师布置的任务、要求不以为然,临近答辩撰写论文时,匆匆应付、东拼西凑、甚至抄袭等;还有一些用人单位要求已确定工作单位的学生提前上岗,将毕业论文带到企业去完成,而到了企业之后,繁重的工作致使这些学生无暇顾及毕业论文。

(二)指导教师的原因

本科生毕业论文工作安排包括:申报毕业论文题目、下达任务书和外文翻译、学生开题、中期检查和毕业答辩等。教师除了指导学生完成相关研究内容外,还要指导学生撰写文献综述、开题报告、外文翻译以及论文修改,准备各种记录材料。近几年由于高校扩招,本科生规模迅速增长的同时教师队伍却没有得到扩充,分配到每个指导老师的学生大概在4~6名,总体来讲指导教师承担的毕业论文的工作量还是很大的。由于生均实验仪器不足、教师精力有限,因此不可避免地出现了毕业论文过程中遇到问题得不到及时解决等指导不到位的现象,这些都在一定程度上影响了本科毕业论文的质量。

大部分教师本身教学任务繁重,科研压力大;与科研和教学相比,毕业论文工作给指导教师带来的回报低,加上学生开展毕业论文工作的积极性低、态度不端正,很大程度上导致大多数教师不愿意指导本科生毕业论文。教师精力投入不足,缺乏责任心,对学生要求不严,与学生之间没有交流互动,缺乏定期检查和监督;甚至有的老师让研究生来指导本科生,对学生的毕业论文不管不问。

(三)管理制度的原因

学校为保证本科毕业论文的质量,制定了针对本科毕业论文的工作条例和管理办法,但在执行中不够严格、不规范,缺乏对毕业论文全过程的有效监控,缺乏对指导教师真正有效的监督机制和奖惩措施,缺乏对学生毕业论文完成质量客观公正的考核,缺乏不合格毕业论文的淘汰机制,最终使制度趋于形式化,没有起到应有的作用。学校往往因为升学和就业的压力,迫使教师对毕业论文采取过分宽松的政策,暗中降低了对毕业论文的要求,对不符合要求的毕业论文采取迁就的态度,论文成绩评判和答辩过程不严谨,几乎没有不通过答辩的论文。

三、提高本科毕业论文质量的举措

针对本科生毕业论文存在的问题,为了使毕业论文这个重要的教学环节发挥其应有的作用,我们对如何提高毕业论文质量提出了几点对策。

(一)开放选题

改变教师分配毕业论文题目给学生的模式,以系为单位,所有指导教师根据本专业的特点,结合自身科研课题上报题目和任务书,根据指导教师的能力和实验条件严格限制每位指导教师上报课题数量。组织专家对课题研究方向、内容、工作量和实验室条件等进行严格把关,题目不能过大、过深,应符合专业培养目标,与生产实际相联系,最终形成本科生毕业论文课题库。学生根据自身兴趣以及课题难易程度进行自主选题。学生选择自己感兴趣的课题,可以激发自己研究的热情,调动自己的主动性和积极性,能够以积极的心态去完成毕业论文。

(二)提前启动毕业论文

以往毕业论文时间是第七学期末和第八学期,时间集中,且与学生考研和就业相冲突,导致学生顾此失彼,毕业论文时间得不到保证。因此应将毕业论文工作提前至第六学期末,让学生在第六学期暑假就进入实验室开展工作,带着课题在第七学期学习《文献检索》和《专业英语》等课程,通过专门的培训使学生掌握科技论文的写作规范和方法,在培养和提高论文检索、翻译和撰写能力的基础上完成文献综述、开题报告和外文翻译。在第七学期中,学生也可以利用周末和空余时间开展毕业论文相关工作。这样能使学生提前完成一部分毕业论文工作,可以利用第七学期末和第八学期初的时间,安心去准备考研、复试和找工作,从而保证毕业论文的时间。

(三)突出学生主体地位,强调主动性

让学生知道本科毕业论文是其培养计划中最后一个综合性教学环节,是培养工程实践能力、理论研究能力和创新意识的重要途径,是毕业及学位资格认定的重要依据。毕业论文的主体是学生,不是指导教师。在从课题库完成选题以后,学生主动联系指导教师,了解课题的背景、目的、意义和研究内容。让学生自己根据课题要求,撰写文献综述、开题报告,设计实验方案和计划进度,开展实验、分析结果,撰写毕业论文。在学生开展毕业论文过程中,避免对教师产生过度依赖的心理,培养学生在教师的指导下独立进行调研、收集资料、开展必要实验准备工作的能力;教师在指导的过程中,尽量留给学生思考的余地,在学生遇到问题时,教师不急于回答问题,通过启发引导让学生自己找到解决问题的方法。

(四)提高教师指导水平和积极性,加强教师指导

师资队伍是发展高等教育事业、提高教育质量和学术水平、培养高质量人才的关键。无机非金属材料工程专业中青年教师在教师队伍中占有相当大的比重,要通过开展科研活动,参与工程问题研究,提高教师的学术和科研水平、工程实践和指导能力;促使教师理顺教学与科研的关系,明确科研必须建立在教学的基础之上;鼓励教师在从事科研工作的同时,积极参与本科教学工作;鼓励学生的毕业论文与导师的科研相结合、与大学生创新实践相结合。建立指导毕业论文奖惩制度,对于优秀的指导老师,在职称评定、物质和精神上给予奖励,以对其工作进行肯定,充分调动积极性;而对工作缺乏能力、教学不负责的指导教师,取消其本科毕业论文指导资格。

坚持每周例会制度,让每个学生汇报各自的实验进展,保证教师有足够的时间与学生直接见面,促进教师与学生的交流,加强对学生的指导;指导教师可借此掌握学生的整个工作状态、进度情况,指出存在的问题,帮助学生释疑解惑,督促学生抓紧时间开展毕业论文;学生也可以从中加深对课题的了解,学习分析处理实验结果的方法,学会如何分析问题,提出解决问题的方案。

(五)加强毕业论文过程管理

除了进行论文答辩外,在开展毕业论文过程中要对开题报告和中期检查等环节实施全程跟踪。为了促进学生提高毕业论文质量,院系成立了检查组对学生的开题报告和中期工作进展实施集中检查,对论文的研究内容、研究方法、实验手段进行认真论证,避免学生对题目把握不准而偏离主题,或因实验条件不够而中间改题;对学生的工作表现、研究内容完成情况和实验结果等几方面进行重点检查,帮助学生找出问题、解决问题,对工作不符合要求的学生进行教育,在规定期限内督促整改。

学生的毕业论文需要进行,率超过10%就不予答辩,退回修改。答辩资格审查要严格把关,任务没完成、格式不规范的论文不准参加答辩;论文经指导教师和评阅教师盲评审查通过后方可答辩。正式答辩前由指导教师组织进行预答辩;通过预答辩,帮助学生积累答辩经验,同时根据学生的预答辩情况和存在的问题提出建议,从而为学生顺利通过毕业论文答辩奠定良好的基础。严格答辩程序,实行指导教师回避制,按公开、公正、公平原则进行答辩,详细记录答辩内容;从平时工作、中期检查、论文质量与水平、答辩情况等四方面客观地考核、评定学生的毕业论文成绩。严格实行答辩不及格制度,凡是答辩不合格的学生,必须做论文修改,进行第二次答辩。若二次答辩不通过者,当年不予毕业。

四、结语

本科毕业论文在人才培养中具有不可替代的作用,它是培养大学生实践能力、创新能力和创业精神,提升本科教学水平的重要环节。我们要认识搞好毕业论文工作的重要性,抓好毕业论文工作的每一个环节,提高毕业论文的质量,促进学生综合素质与教学质量的提高。

参考文献:

[1]教育部办公厅.教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知[Z].教高厅[2004]14号,2004,(4).

[2]王淑梅.本科毕业论文创新性存在问题及对策探讨[J].河北农业大学学报(农林教育版),2013,15(2):67-69.

[3]张晓磊.本科毕业论文存在的若干问题及其对策[J].长春理工大学学报,2012,7(10):123-124.

[4]呼汉卫,刘正远,张茂仁,等.保证本科毕业论文(设计)质量的探索与思考[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2007,9(3):394-396.

无机非金属材料工程范文第3篇

[关键词]材料 发展 金属材料 无机非金属材料 高分子材料

人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……

100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。

现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。

金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。

金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为MMC)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。

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。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。

高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。

参考文献

[1]谢盛辉.《材料科学发展史》课程构想及教学纲要. 2006,26,(5).

[2]许顺生.金属材料科学概述.中国科学院上海冶金研究所.

无机非金属材料工程范文第4篇

关键词:无机非金属 材料研发 材料发展 材料应用

中图分类号:TB321 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0057-01

1 无机非金属材料简介

1.1 无机非金属材料范畴

当今的无机非金属材料科学是在20世纪40年代开始由传统的硅酸盐材料科学逐渐演变发展而来的。目前,无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料已成为社会各行各业使用的三大主要材料。全球无机非金属材料的快速发展以及其新产品的不断涌现为社会的发展做出了卓越的贡献。

1.2 无机非金属材料的优点

无机非金属材料是一种固体无机材料,具有很强的整体性,其理化性质稳定,不易老化、风化。无机非金属材料因其耐久性和有效性方面的优异表现,且能承受高温,防水性能也表现出色,所以其也是一种很好的防火材料。无机非金属材料本身属于一到三级耐火材料标准,其材料结构紧密,其也具有很好的防水渗透能力,防雨水和地表渗透性能。无机非金属材料的物理、化学性质稳定,与酸碱反应敏感度不大,具有很好的耐酸碱性,同时,无机非金属材料对鼠害,虫害的忍耐度比较大,能保证长久的正常的使用效果。

2 国内无机非金属材料的现状

2.1 无机非金属新材料的新应用

2.1.1 高技术陶瓷材料

高技术陶瓷是以人工合成的超细高纯粉体为原料制备的一种新型无机非金属材料,其主要使用各种先进材料成型方法、优秀的当代烧结工艺以及精密加工技术制作而成。高技术陶瓷材料具有高性能、高附加值的特点,目前已经广泛应用于高端技术领域和顶尖国防材料领域。高技术陶瓷具有耐高温、高硬度、高刚度、耐磨耐腐蚀性优越等优点,可用于陶瓷机械零件、生物陶瓷材料、集成电路、各种传感器等领域。大量材料应用结果表明:高技术陶瓷材料是21世纪国家经济和科技发展水平的重要特征。

2.1.2 纳米材料

随着纳米科学技术的快速发展,纳米材料也迅速得到发展,纳米材料由极细晶粒组成,其晶粒尺寸在纳米尺度范围,与微米晶体材料相比,在材料力学、材料光学、材料电磁学等方面具有更加优异的表现, 因此纳米材料科学是当今凝聚态物理材料领域的热点研究方向。比如:纳米碳管的直径为1.4 nm,5万根纳米碳管并排后才跟一根头发一般粗,但是其强度已达到钢的100倍。多数研究表明,纳米材料的特殊性将在未来日常生活和高科技领域广泛应用。例如,利用纳米技术研发的新型电脑其性能更优良;飞机表面涂覆纳米硅基陶瓷粉可以成功避开雷达的监测等。

2.1.3 复合氧化物与化学传感器材料

复合氧化物敏感材料与化学传感器对信息感知度强,其形态千变万化、性能各异、功能多样。目前,对这类材料的研究重点材料主要有:新型半导体材料;有害气体敏感材料;复合氧化物气敏材料等。多功能敏感材料的传感元件结构简单、使用方便、价格便宜、灵敏度高。广泛用于火灾报警、可燃气报警、汽车尾气检测等方面。

2.1.4 特精细化学品材料和功能化合物材料

目前,特精细化学品材料和功能化合物材料品种越来越多,其主要包括畜牧业饲料添加剂、饮食添加剂、灭火剂、生氧剂等等。特种精细化学品和功能化合物的生产产量小、规模小,但是生产的技术含量高,具有很好的经济效益和市场前景。

2.1.5 固体电解质

近十几年来,固体电解质材料发展较快。由于非核能能源技术发展的需要,固体电解质材料中的新能源技术的研发引起人们极大的关注。当前,这类材料的研究体系已经成为单独的固态离子学学科。固体电解质研究重点主要是碱金属离子材料,未来具有很好的经济效益和市场前景。

2.2 无机非金属材料的发展趋势

未来,无机非金属材料的发展趋势将有以下几点:(1)材料与高科学技术领域的研发紧密联系。随着全球电子工业、高能电池、太阳能技术的迅速发展,未来无机非金属新材料发展和高科技发展之间的联系将会更加紧密。(2)各种材料复合程度提高。相互交叉的各学科领域相互合作研发的复合材料将占据材料工业越来越大的市场规模。(3)高分子复合材料的广泛应用。高分子复合材料具有良好的机械性能、光电材料特性和磁学等功能。这些新材料将在生物、机械、光学、电子学等领域取得更广大的应用。

2.3 无机非金属材料在我国发展中出现的问题

虽然,无机非金属材料在我国发展迅速,其新技术与新工艺不断得以应用与推广,无机非金属材料的产量也得到突破。但是,我国传统无机非金属材料依然存在着品种杂、质量档次低、高科技含量少,国际竞争力不强的现象。导致这现象的主要原因是国内材料企业过多,市场竞争失衡,企业总体生产工艺差,材料工作人员素质差, 高水平材料研发机构少等等。21世纪对无机非金属材料需要量大,质量要求也越来越高。在激烈的市场竞争下,国内材料型企业要想生存与发展,必须提高企业研发、生产、销售高科技材料的能力,积极参预国际材料市场的竞争,提高自身的核心竞争力。

3 国内无机非金属材料的应用与发展建议

3.1 国家的角度

国家政府应加大对国内建材工业的产业化结构调整力度,合理引导企事业单位步入材料市场的正轨,从宏观经济、宏观行政手段使国内无机非金属材料的应用与发展正规化、可持续化。

3.2 法律的角度

政府应制定相关的法律法规,防止无机非金属新材料研发结果被侵权的现象,充分利用法律手段严惩不法分子对材料领域的破坏行为。同时,要尽快制定适应我国科研体制改革的法律法规,保证无非金属新材料的研发与生产。

3.3 人才的角度

国家与企业都应加快有关材料人才的培养速度,不断优化教育资源,以最新材料相关知识和研发体系来培养无机非金属材料新人才。

4 结语

目前,国内无机非金属材料在国民经济建设的作用越来越重要。国内无机非金属材料的发展和应用是国内特色社会主义经济体制改革的重要标志之一,无机非金属材料的发展与应用已远远超出其自身的范畴,它带动了国内各个科学领域的创新,推动了国内科学技术的快速发展。

参考文献

[1] 张义顺.传统无机材料的现状及新材料的发展趋势[J].焦作工学院学报,2000(19).

无机非金属材料工程范文第5篇

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: