首页 > 文章中心 > 无机非金属材料

无机非金属材料

无机非金属材料

无机非金属材料范文第1篇

【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第2篇

1.1构建有利于提高学生综合素质的实验教学体系

无机非金属材料专业实验教学的改革必须突破传统的实验教学模式,按照素质教育的要求,以提高学生的综合素质为目的,以培养创新能力为主线,采用核心化、多层次实验教学体系结构。核心化是指服从实验目标,以培养应用型、创新型人才为核心;多层次是指实验内容设置划分多个层次:基础无机非金属材料科学实验(基本技能和基本方法)、综合型实验(学科间交叉)、专业设计型实验。精炼基础(无机非金属材料科学基础实验、玻璃工艺实验、陶瓷工艺实验、水泥工艺实验)实验内容,使其与理论知识同步,以验证性实验为主,小综合实验为辅,既加深理论知识的理解,又培养实验基础技能与应用。在大三下学期增加综合型实验,此类实验内容为至少两个二级学科之间的交叉,这样可以巩固学生的实验技能,并且加强不同学科之间的关联,使学生能独立完成实验方案确定、原材料检测、材料制备、材料性能检测、材料结构分析等实验内容,锻炼学生解决实际问题的综合能力。在大四上学期,为了帮助学生就业以及进一步深造和后面的毕业论文打下基础,增加专业方向设计性实验,以设计为主,讲究与工厂实际内容和研究热点相符的研究型实验,以培养学生解决问题的能力,从而培养创新意识。另外,新的实验教学体系要加强对学生的个性发展,实验内容应设立必做实验项目、选做实验项目和研究性实验项目,以满足不同层次学生的需求,贯彻因材施教的原则。

1.2采用利于培养创新应用型人才的实验教学方法

(1)在实验教学中,改进实验教学方法,采用电子视听设备和多媒体网络技术等多种辅助教学手段,将原来分离的理论课及实验课教学合二为一,使原来课堂上枯燥乏味的专业课及实验课变得生动形象,易于理解。通过下载精品课程实验录像,展示实验仪器的内部结构及操作方法。通过自制和下载FLASH动画展示实验原理及实验过程中的细小变化,通过到企业拍摄的生产实况录像给学生一个真实的生产环境。通过多媒体辅助教学,能够将生涩、抽象、难懂的知识形象化,具体化,提高学生的学习兴趣和积极性。尤其对无机非金属材料专业中的大型及昂贵的工厂设备原理、设备、方法的理解与掌握起到了很好的辅助作用,为学生提供反复观摩实验过程,加深理解实验原理的机会。

(2)在实验过程中,改变实验指导方法,强化学生能力培养。采取“以学生为主体,以教师为主导”的教学模式,变“被动”实验为“主动”实验。使实验教学的各个环节、各个层次都能锻炼学生的动手能力,充分发挥学生的积极性和创造性。教师只提供指导,实验由学生自主完成。这样就要求学生实验前必须认真准备,查阅相关文献,自己设计实验方案和数据表格等。通过实验促进学生个性的发展和创新能力的培养,使学生成为主动实验的参与者、探索者。让学生解决实验中遇到的问题,提高实验效果,增长实验经验,锻炼实验技能。实验结束后要引导学生去思考实验中的问题。

1.3建立科学、公正的考核体系

实验教学的考核方式直接影响着学生参与实验的积极性。新的实验教学模式应改变传统以实验报告作为主要评分依据单一考核方式,对不同类型实验采取不同的考核手段,使考核更加客观公正,并且让不同类型的学生发挥各自的特长,亦可有效杜绝实验报告抄袭和雷同的现象。无机非金属材料工程专业实验教学的考核重点应是对学生综合实验技能的掌握程度、动手能力和解决实际问题能力的考核。对于基础性实验的考核以实际操作与实验报告为评价依据,其中实际操作现场考核,实验报告应为学生独立完成的,无固定模板,教师对其做出综合判断,两项综合评定为其最终成绩;对于综合性实验的考核,以答辩的形式评定成绩,采取抽签的形式,确定每个选择答辩评定成绩的学生必须答辩的实验题目和内容,答辩结束,要求学生针对答辩题目与内容提交自己答辩情况分析和最佳答辩结果书面报告。教师依据学生就实验内容设计与结果分析方法等问题的答辩和书面总结情况评定学生成绩。对于设计性实验的考核,可建议学生撰写相关的科技论文,通过引导学生针对所做的实验内容,有目的的查阅文献、分析问题,最终解决问题,以论文的形式呈交实验报告,全面锻炼学生的研究与创新能力。

1.4增加无机非金属材料专业实验室安全课程

笔者在美国访学期间对美国大学实验室安全教育系统(EHS)印象深刻,其教育形式多样,内容齐全,非常值得我们借鉴。为此,无机非金属材料专业实验教学新模式中应引入类似美国EHS管理系统。无机非金属材料实验室要强制实行安全训练课程及考试制度,实行硬性的安全教育和实验室准入制度。在进入实验室之前,每个学生都必须进行安全培训与考核,最好相关部门建立一套安全教育网络学习系统,设立包括一般实验安全、安全用电、防火、逃生以及如何使用有毒有害、易燃易爆的实验品等在内的多个专门培训课程,并通过考核作为进入实验室的前提条件,考试不合格者禁止进入相关实验室,必须重修合格后才准进入实验室。另外,还可以借鉴美国高校的做法,拍摄不同内容的专题安全教育影片,放到相关网络系统中,供有需要的人员下载或在线观看和使用。

2结语

无机非金属材料范文第3篇

【关键词】无机非金属 课程教学 教学模式

【基金项目】本论文受江西省高等学校教学改革研究课题,2013“卓越计划”背景下无机非金属材料工程专业课程创新改革研究(编号:JXJG-13-7-14)项目资助。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0232-01

随着现代无机非金属材料领域的迅猛发展、知识体系的扩充及翻新、学科之间竞争的加剧、交叉学科的涌现以及工业领域对人才素质要求的提高,无机非金属材料行业的发展面临着更多挑战,同时对高校教育,尤其是无机非金属材料专业的学生在专业课程的学习和掌握方面提出了更高的要求。此外,在我国高等教育进入大众化教育阶段,“就业难”现象的凸显再一次印证了我国高等教育不应单纯关注于人才的数量,在人才培养质量,尤其是高级应用技术性人才质量的保证方面,任重而道远。因此,无机非金属材料专业想要达到或满足相关的标准,解决目前所面临的问题,必须对本专业的课程进行相应改革。

无机非金属材料概论是无机非金属专业的基础课程,该课程具有涵盖内容广、综合性强、学科交叉特性突出、知识系统丰富等特点,它主要研究无机非金属材料的成分和制备工艺、组织结构及材料性能之间的相关关系,包括玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料、复合材料及新型陶瓷材料等。传统的教学模式主要采用接受性学习的方式授课,抽象化的授课方式增加了学生对相关知识的掌握难度。同时,学生长期处于被动接受知识状态,对其思维能动性和创造性均不利。此外,在课程设置方面,教学内容继续沿用过去传统的精英教学模式,单一、僵化的教学方法和手段不利于调动学生的积极性;课程实验及工程实践经验的缺乏进一步导致学生对相关知识是理解和掌握仅停留于理论阶段,不利于学生发散性思维的培养。总之,对目前教学方式进行改革,引入新的学习方式,着重培养学生的自主意识和发散思维能力;以问题为导向,通过探索式学习、合作式学习、自主式学习、探讨式学习等方式,将传统的以教师为主导的课堂,变成学生主导,教师统筹的“气氛”课堂,最终实现知识点的梳理和问题的解决。“气氛”课堂不仅仅限于对知识的理解和掌握,它更注重教师与学生的情感、态度以及价值观的实现,重视个体的主体性和创造性价值的培养。在“气氛”课堂中,小组合作学习教学法是一种非常实用的教学方式,所谓小组合作学习教学法,是指根据一定的合作性程序和方法促使学生在异质小组中共同学习,从而利用合作性人际交往促进学生认知、情感的教学策略体系[1]。在这种教学方式中,教师创造情景、学生在相互合作与对话中主动构建知识。教师作为问题的设计和开发者,在学生学习过程中发挥着促进者和合作者的角色,而学生通过相互帮助、协作和理解,最终促成问题的解决[2]。因此,以“气氛”课堂取代传统精英教学方式,将为目前所面临诸多问题提供新的解决方案。

在传统的无机非金属材料概论课堂教学过程中,教师往往只注重理论授课。但是,作为工科专业教学中的重要内容,学生的应用能力和工程能力的培养往往被忽视。因此,在掌握扎实理论知识的前提下,提高学生的工程素质和实践能力对学生就业率的提高有非常重要的影响。由于“无机非金属材料概论”属于认知性基础课程,鉴于本课程的特殊性,在教学过程中,引入动画、视频和模拟仿真技术等现代教学手段,将抽象的理论知识、处理工艺进行直观的展示,学生对相关知识点和工艺有更直观的认识[3]。此外,通过增加生产技能实训、无机非金属材料工艺实训、无机非金属材料课程设计与实践等环节,能够进一步对所学基础知识进行加深和巩固。

总之,在无机非金属材料概论的教学实践过程中,针对目前无机非金属材料专业面临的一些问题,我们对本课程的教学方式作了一定的探索与改革,良好的教学效果也印证了改革的可行性。因此,今后我们对相关教学方法进行推广,以期改进学生的学习方式、提升学习能力,为满足“卓越工程师培养计划”而努力。

参考文献:

[1]刘明龙. 大学课堂合作学习绩效及其影响因素研究[D]. 陕西:陕西师范大学,2009

[2]刘宏波.近十年无机非金属材料工程专业的教学改革[J]. 广州化工,2016,44(8):201-202

[3]王春香,李之锋,蒋鸿辉等.卓越计划背景下无机非金属材料专业课程改革初探[J].大学教育,2016(1):129-130

无机非金属材料范文第4篇

关键词:特色改革;地区文化;办学特色;专业实践体系构建

无机非金属材料工程专业是一门实践性与应用性很强的学科。在国内,一直以来无机非金属材料工程专业都存在雷同的培养模式,大多院校都开设《工厂设计》《材料专业实验》《热工基础与设备》《粉体工程》《无机材料科学基础》《无机材料测试技术》等专业基础课程和实践课程,无特色的专业教育模式导致学生的核心竞争力不强。

为了培养具有实践能力和创新精神的高级技术应用型人才,众多开设该专业的院校在培养计划中实践环节的体系构建、实践课程中实践内容及教学大纲的修改等方面提出了一些实践改革措施。哈尔滨理工大学提出从毕业设计和课程设计环节入手,推动深化专业平台课程体系的改革;重庆大学提出优化现有实验课程、构造能培养学生创新思维的设计型实验等改革方式;沈阳化工大学提出通过增设开放性实验和增加综合设计性实验创新性的方式进行实践环节教育的培养模式探索等。

一、结合地区文化和办学特色制订改革方针

事实上,无机非金属材料是一个庞大的材料体系,包括水泥、玻璃、陶瓷、纳米粉体等,有传统无机非金属材料和新型无机非金属材料之分。因此,在制订专业培养计划时若能根据各自的发展特点及侧重方向,在开设专业基础课程的同时注重专业课程和实践体系的特色建设,能够帮助培养出针对性更强的工程师人才。

景德镇陶瓷学院依托于“瓷都”的地区特色,是以“陶瓷”为办学特色的本科工科院校,其无机非金属材料工程专业相应制订了围绕“陶瓷材料”的培养模式,在传统专业课程之外,开设了如“陶瓷工艺学”“建筑陶瓷工艺学”“特种陶瓷工艺学”“工厂设计概论”等“陶瓷”相关特色课程。因此,专业实践体系的改革和创新应结合本校的教学特色,以此作为实践环节的改革创新立足点,充分发挥学院地区文化和专业特点,才能更好地实现培养“应用型”本科工程人才的目的。

二、以多媒体数据库为基础的实践体系特色改革

无机非金属材料工程专业主要是培养具备无机非金属材料工程学科的基本理论、基本知识和基本技能,能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事材料生产、工程设计、科学研究、技术开发和经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

因此,在专业培养上,可以根据材料的制备与加工特点,收集材料成型加工和制备的生产工艺流程和仪器设备相关的多媒体数据,建立相关数据库。多媒体数据库的建立将丰富专业软件力量,同时将多媒体教学文件融入专业课程和实践环节教学中,课堂教学将更加丰富,实现以多媒体数据库为基础的实践体系特色改革。

以本校为例,根据“陶瓷”专业特色,针对建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用瓷、特种陶瓷行业,经多媒体后期处理,结合Flash相关技术,研制出一套静动态结合、囊括各类陶瓷生产工艺和陶瓷生产仪器设备的多媒体教学课件,并以此建立无机非金属材料工程专业的多媒体数据库,开展以多媒体数据库为基础的专业实践环节改革。实践主要从两方面入手,首先在专业课程的实践改革方面,可以将多媒体数据库融入专业基础课程中,如《建筑陶瓷工艺学》《陶瓷工艺学》《特种陶瓷工艺学》《工厂设计概论》的课程中,并调整和修订四门课程的教学大纲和课程计划,制订出更加适合应用实践型工程技术人才培养模式的专业教学课程新体系。

在专业实践课程改革方面,调整《认识实习》的相关实习内容,制订《认识实习》教学大纲。《认识实习》课程一般开设于专业课程之前,学生还未接触到专业课程的学习,常导致实习过程走马观花、印象不深、认识不够等问题。将多媒体数据库加入到《认识实习》的课程内容中,让学生进厂参观实习前,根据实习项目首先开展统一的多媒体认识实践过程,有效地提高了认识实习实践环节的教学效率。同时,可以增设《多媒体开放性实验》这门独特的专业实践课程作为专业选修课程。将多媒体数据库与陶瓷工厂模型结合,制订《多媒体开放性实验》教学大纲、授课计划和管理细则,供学生在课堂之外进一步深入学习和消化相关专业知识。也能帮助学生在涉及工厂设计,如《毕业设计》等实践环节中有效合理地开展相关工作,做到有物可依,有规可循。

三、以专业基础课程为基础的专业实践体系的构建

当前,大多数学校都面临实践性教学环境条件不足,与企业的产学合作教学不到位,工程教育培养的人才与工程实践脱节,不适应工业、工程一线的需要等问题。

学校设有专门的实习类别课程,如,认识实习和生产实习。认识实习常常开课较早,学生还未接触到任何专业课程之前就下到各个工厂进行感性认识,这种做法的利弊是可以让学生首先对本专业有个感性的认识,但却容易导致学生走马观花,且一般学生人数较多,往往造成学生实习的盲目性,一般都会造成认识不深的情况。生产实习也有相同的问题,常常开课较早,与专业理论知识脱钩,学生抓不住重点。

因此,就专业实践环节,应适当调整实践实习的开课时间,要配合相关专业课程的理论教学时间,同时应新增教学实习课程,教学实习在很多工科院校都有设立,该实习是专门为课堂教学服务的。

专业课程中尤其是与材料生产制备加工有紧密联系的课程,如,大多数院校都开设的《工厂设计概论》《热工基础与设备》等,应配备相应的教学实习内容。该教学实习类似于认识实习,但却内容与形式截然不同,学生通过分组在生产企业进行分散实习,在1~2个星期的时间内全部待在工厂,期间需完成所在车间的“工厂设计”、标出主要设备的位置和型号、分清各个工位及工作内容、了解所在车间的工艺流程及易出现的生产问题,让学生带着问题深入现场。这样既能将专业课程与实践完美地结合,同时又能让学生在教学实习中完成工厂设计相关内容,也为学校解决了毕业生毕业设计环节的相关问题。

四、工程型人才培养模式在专业实践环节的特色构建

随着高等教育大众化,传统单一“大锅饭”的教育方式显然不适应现代专业的建设和发展及多层次学生的培养需求。对于不同层次的学生应提出不同的培养方案,因材施教。

对于培养研究型人才可以沿用目前采用3+1的培养方式,对培养应用型的工程骨干人员来说,可推行2.5+1.5的培养方式改革,增加实践环节的教学周期至1.5学年。具体体现在对专业课程进行学时的修整和课程的整合,精简专业基础课和专业课程的教学内容,培养出更加符合学生个性化特点及发展要求的各层面社会人才。

在1.5的培养模式下增加实验室专业实践教学内容。实践可以根据地区特色,发挥所长。以本校为例,依靠“瓷都”的特色,构建系列以普通陶瓷为主即以“坯、釉”相关为主要实验项目,增加《釉料配方实训》《坯料配方实训》《烧成实训》《陶瓷装饰技能实训》等实践教学环节。通过聘用有经验的教师,根据现有市场上对“坯、釉”的要求有针对性地设计实验,让学生学得更有实用性,激发学生兴趣。同时开展专题实习,针对实验中存在的问题,选择一些突出问题,让学生通过现场分析研究、查资料,甚至通过简单的工艺实验,来提出解决这些问题的切实可行的方案,找到解决问题的关键,让实验做得更具目标性和设计性。

总之,在整个教育改革过程中要突出实践性,但一定要抓住“具备基本的理论基础知识”这条主线不放,不能过于“实践”,因此需要制定有针对性的培养计划和教学大纲。以教育学生、教育好学生,全面调动学生兴趣为本次教育改革的主导思想,以教育出既满足市场需求又具备一定的专业基础知识的学生为改革的最终目标。

参考文献:

[1]马雷,马伟民,张永明,等.无机材料专业实践教学的探索.中国现代教育装备,2011(21):81-83.

[2]汤卉,董丽敏,吴泽.21世纪无机非金属材料专业实践教学探索.黑龙江高教研究,2004(4):86-87.

无机非金属材料范文第5篇

【关键词】金属材料;能源状况;相关技术

0 引言

人类的发展历史证明,在人类生存和发展中,主要的物质基础就是材料,现代文明基础的重要支柱就是材料工业和能源。材料工业的发展在人类社会发展中占据着比较重要的位置,人们常常将主要的材料体系分为四个:一是金属材料;二是有机高分子材料;三是无机非金属材料;四是复合材料等。无机非金属材料是由比较传统的硅酸盐材料形成的,对于现代来说,无机非金属材料得到了较大规模的扩展,涉及从最早的硅酸盐领域到现在的碳化物、卤化物以及磷酸盐等等多个方面的领域。

1 无机非金属材料的结构以及特性

无机非金属材料的相关元素结合力主要分为三种,一是离子键;二是共价键;三是离子共价键的结合。这种化学键具有的高键较强的特点,就会给材料带来一些主要的特性,一是熔点高;二是具有较高硬度;三是较强的耐磨损性能;四是很高的强度;五是较好的抗氧化性能,六是良好的导电性能;七是较好的透光性;八是铁电性能;九是铁磁性能;十是具有一定的压电性能。

2 无机非金属材料的发展

无机非金属材料主要分为两大类,一是比较传统的无机非金属材料;二是新型无机非金属材料。传统的无机非金属材料主要有四类:一是水泥和一些相关的制品;二是玻璃和一些相关的制品;三是日常能够遇到的陶瓷;四是电瓷和磨料等等,它们不仅和人们的生活有密切的联系,同时还和生产有着联系,也是工业以及基础建设过程中不能缺少的材料之一。新型无机非金属材料不仅具有一些比较特殊的功能,同时也是具有一定用途的材料,它是现代新技术和产业、生物工程中都不能缺少的物质基础,主要有非晶体材料、人工晶体等等。无机非金属材料都是在高温的情况下才能够制成的,产生高温的主要来源就是能源,由此可以看出,无机非金属材料在一定程度上和能源相关的工业具有一定的联系。

3 相关行业技术状况的分析

随着人类文明以及科学技术不断的发展,无机金属材料工业也在不断的发展起来,我们主要介绍一下无机非金属材料在相关能源行业技术状况。

3.1 陶瓷工业

随着经济不断的发展,先进技术得到了比较广泛的使用,发展了具有现代技术的窑车式隧道窑,不仅产品的质量得到了比较大的提高,还降低了能源损耗,同时也减少了工人的劳动强度,对生活的环境起到了一定的改善作用,并在窑车的基础上进行不断的改造,最后推出了像步进窑以及气垫窑等等。辊道窑的使用,促进了烧成的速度,辊道窑在进行烧成的过程中,要求也是比较严格的,使其实现了全自动控制的相关操作,在一定程度上对人力资源起到了节省的作用。使用高质量的燃料对其进行烧成,并会烧制成高质量的产品,大多数的厂家都会抛弃传统的燃料,转而使用比较洁净低污染的燃料,减少了对环境的污染。

3.2 水泥工业

随着对水泥生产的工艺进行不断的改善和发展,产生了充分利用现代技术的科学管理方法,同时制造出新型的干法回转窑系统,水泥的生产开始朝向高质量、低料消耗和低热消耗以及低电消耗等方面发展。随着水泥窑单机生产的规模不断扩大,产生了一种新的干型法水泥回转窑生产的相关系统,它在水泥生产的整个过程中占有着比较重要的位置,可以进一步对生产的能耗进行降低,促进了生产效率的提高,符合低消耗生产的发展规律。由此可以看出,传统的无机非金属材料已经朝向低污染、高增长的方向发展。

3.3 新型无机非金属材料

针对新型无机非金属材料来说,虽然在用量上不是很大,但它所具有的特殊性能会在一定程度上满足各种比较特殊的需求,随着经济和科技不断的发展,人们对其进行了比较深刻的研究,在一定程度上扩宽了其发展的领域。现在的使用范围主要分为:一是纳米材料上的应用;二是梯度材料上的应用;三是超导陶瓷材料上的应用;四是电压陶瓷材料上的应用;五是生物陶瓷材料上的应用以及仿生材料上应用;六是复合新技术材料生的应用等等。

3.4 无机非金属能源材料

从无机非金属能源材料和与其相关比较密切的能源工业方面来看,无机非金属材料在工业上用的主要就是燃料以及电能,燃料主要是在工业的生产上进行应用,电能主要在新型的无机非金属材料生产的过程中进行有效的应用。相对来说燃料是一次性能源,而无机非金属行业经常用到的燃料主要是煤、天然气、以及城市煤气等等。煤的燃烧会给环境带来一定的污染,而天然气对环境污染的程度相对来说是比较小的。

4 总结

大多数的无机非金属工业在生产的过程中,使用的都是非清洁的燃料,在生产消耗上有较大的浪费,热效率相对来说也是比较低的,由此可以看出,能源是不能够进行持续发展的,在一定程度上也会给环境带来污染。同时生产过程中使用的也是一些不可再生的资源,这样就会导致资源枯竭的可能,所以要找到一种新的能源进行替补,才能保护我们赖以生存的环境,促进国民经济健康发展。

【参考文献】

[1]徐宏,黄伟,程存康,古宏晨.钛乙二醇盐的制备及其在聚酯缩聚催化与原位功能复合中的应用[C]//北京:科技、工程与经济社会协调发展――中国科协第五届青年学术年会论文集,2004,25(12):130-138.

[2]吴冬梅.悬浮液进样电感耦合等离子体原子发射光谱在无机非金属材料分析中的应用[D].华东师范大学,2007,23(02):135-140.

[3]靳正国.天津大学材料学院无机非金属材料系简介[C]//北京:复合材料:生命、环境与高技术――第十二届全国复合材料学术会议论文集,2002,28(13):138-142.