導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇無機非金屬材料，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

引言

這些年，干法靜電噴涂是一類先進的涂搪技術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)制品的關鍵填充劑與助劑。搪瓷性能的好壞直接關系到搪瓷粉末的發(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?，讓它擁有負電荷然后噴射出，被涂抹在帶有正電荷的凈坯上，從而構成了均衡的瓷粉層，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?？偠灾褪?，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)中關鍵的一類，而且也是一類非常關鍵的無機非金屬材料，是工業(yè)品中的關鍵填充劑與助劑。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晶形狀相互變化，以此獲得亞穩(wěn)定狀態(tài)的結晶形狀。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

[1] 徐子陽. 低溫無底釉耐酸搪瓷釉的研制[J]. 玻璃與搪瓷. 2005（02）

[2] 徐元萍. 表面活性助劑硅油對搪瓷及陶瓷光澤度的影響[J]. 中國搪瓷. 2003（Z2）

[3] 竇安民. 靜電干粉搪瓷[J]. 中國搪瓷. 2002（04）

[4] 戴琦. 耐熱高強搪瓷[J]. 玻璃與搪瓷. 2001（05）

篇2

在現(xiàn)代高等教育中，實習是不可或缺的教學環(huán)節(jié)[1]。通過實習課程，第一能夠讓學生對本專業(yè)的生產(chǎn)設備、車間及工作狀態(tài)有一個直觀的認識[2]；第二能夠幫助學生理論聯(lián)系實際從而加深對所學理論知識的理解[3]；第三，能夠提升學生的工程實踐能力；第四，能夠培養(yǎng)學生的團隊精神，鍛煉學生的團隊合作能力[4]。重慶科技學院無機非金屬材料專業(yè)的實習課程體系包括認識實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習三部分，經(jīng)過多年的建設，已取得了很大的成績，實習目標明確，實習方案可行，與一批現(xiàn)代陶瓷、水泥混凝土、新能源材料企業(yè)建立了聯(lián)系，簽署了實習合作協(xié)議，已培養(yǎng)了十余屆合格的本科畢業(yè)生。但由于該專業(yè)建立時間較短，積淀不足，且行業(yè)環(huán)境[5]及學生特點也在發(fā)生變化，導致該專業(yè)的實習教學環(huán)節(jié)仍然純在或者新出現(xiàn)了一些問題，限制了教學質(zhì)量的進一步提高。

1實習教學中存在的問題

1.1落實實習企業(yè)難

我校是一個二本院校，社會知名度和影響力有限，很難聯(lián)系到大型企業(yè)實習單位，只能到一些中小型企業(yè)去實習，而現(xiàn)在的中小企業(yè)大多為民營企業(yè)，他們出于安全、技術保密等因素考慮，接納我們實習的意愿往往不高，這導致了我們聯(lián)系實習單位非常困難。有些企業(yè)雖然也同意我們?nèi)嵙?，但只讓學生走馬觀花的看一遍生產(chǎn)線，從進車間到出車間總共不到兩個小時，這種實習方式很難讓學生有較大的收獲。

1.2學生在實習過程中學習的積極性不高

學生剛進入工廠實習時，由于好奇和新鮮感，還是有一定的興趣的，但實習開始幾天后很大一部分學生就失去了積極性。這是因為，目前的實習方式，大體包括兩類，一類是只能看，不能動手操作的參觀實習，另一類是雖然能夠動手操作，但往往只讓做一些簡單、重復且較繁重的工作；另外，學生在實習過程中只能接觸到車間里的操作工人，這些工人基本都是一些農(nóng)民工，無法回答學生提出的一些問題。有些企業(yè)雖然同意學生在里面實習幾周，但實習三四天以后，學生發(fā)現(xiàn)該看的都看完了，剩下的時間再實習不過是重復同樣的事情，無法將實習再深入下去，因此很快失去了熱情。

2解決措施

面對這些存在的問題，我們既要發(fā)揚已有的好的方法及模式，又要敢于嘗試改革創(chuàng)新，從而推動無機非專業(yè)實習教學質(zhì)量的提高，為培養(yǎng)高素質(zhì)的工程應用型人才奠定基礎。筆者有多年帶實習的經(jīng)歷，結合本專業(yè)實習的具體特點，再參考相關文獻資料中報道的提高實習質(zhì)量的辦法，總結出了以下幾條適應我校無機非專業(yè)實習的改革措施。

2.1充分發(fā)揮校友的作用來聯(lián)系實習企業(yè)

我校無機非金屬材料專業(yè)已有10余屆的畢業(yè)生，很多校友從事于本專業(yè)領域的工作，部分優(yōu)秀友現(xiàn)已成為單位的骨干或領導，這些校友是學校的寶貴財富，通過他們聯(lián)系實習企業(yè)必然事半功倍。但本專業(yè)建立以來，只開過一次校友會，這是不夠的。我們應該通過多種方式加強學校與校友之間的聯(lián)系和合作，使校友資源能夠為專業(yè)建設發(fā)展提供實質(zhì)性的幫助。首先，校友聚會的頻次應該加大，至少5年一次；第二，每年的畢業(yè)答辯，可以請一些校友作為企業(yè)老師參與進來，這樣既可以提高答辯的質(zhì)量，也可以加強同校友之間的聯(lián)系；第三，教師的一些科研項目，也可以邀請校友參與進來。

2.2以產(chǎn)學研為紐帶加強與企業(yè)的聯(lián)系

我校無機非金屬材料專業(yè)擁有熱等靜壓爐、高真空鎢絲爐、全自動壓機、原子力顯微鏡、維氏硬度計等先進的儀器設備，同時，還具有一定的人才優(yōu)勢，如擁有一批本專業(yè)領域的博碩士教師，這是一般的中小企業(yè)所不具備的；企業(yè)熟悉市場，了解市場的需求是什么，同時，企業(yè)具有產(chǎn)品規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的能力，這是高校不具備的。因此，兩者是具有合作基礎的，企業(yè)提出需求，學校則以科研課題的方式來協(xié)助企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品或者改進產(chǎn)品。在校企合作中使企業(yè)獲得實實在在的好處，那么企業(yè)自然愿意接納學校去實習。

2.3改革實習方式與考核方式

本專業(yè)現(xiàn)在的實習方式是，進廠前學生先在互聯(lián)網(wǎng)上查一下該企業(yè)的資料，對該企業(yè)有一個簡單的認識，進廠后，分組在各個崗位輪流實習，以參觀實習為主，少數(shù)企業(yè)允許學生做一些簡單的工作。這種實習方式不能夠激發(fā)學生的積極性?？梢杂商釂柺缴a(chǎn)實習方式[6]來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實習方式，進廠前不僅要讓學生通過互聯(lián)網(wǎng)查閱實習廠家的資料，老師還要通過PPT或視頻的方式為學生介紹該企業(yè)及相應產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及應用等，然后將學生分組，讓每組提出至少十個問題，學生需要在實習的過程中自己去尋找這些問題的答案。對學生進行考核時，他們所提出的問題和對問題的解答，都要作為打分的依據(jù)?；谥貞c科技學院為二本院校這一實際情況，我們應該堅定不移的走應用型大學的建設道路，要將辦學與本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)特點相結合，發(fā)揮自身的人才優(yōu)勢和設備優(yōu)勢，為本地區(qū)企業(yè)的轉型升級做出的貢獻，切實的做到產(chǎn)學研結合，那么實習單位聯(lián)系困難的困境就會迎刃而解。在實習過程中，要讓學生帶著問題去實習，同時力爭做到將實習考核滲透到實習過程中，而不是簡單的只以最后那份實習報告作為評分的唯一依據(jù)。

參考文獻

[1]陳平，陳俊，趙艷榮，等．地方高校無機非金屬材料專業(yè)實踐教學體系教學改革研究[J]．教育教學論壇，2015，(3)：85-86．

[2]武元鵬，李星，李海敏，等．新能源材料與器件專業(yè)生產(chǎn)實習教學探索[J]．廣東化工，2016，43(318)：149-150．

[3]王金香．無機非金屬材料專業(yè)生產(chǎn)實習教學模式的改革探討[J]．徽化工，2016，42(2)：107-108．

[4]李穎，王海闊．基于學習成果的認識實習教學模式創(chuàng)新與改革[J]．河南化工，2015，32(7)：61-63．

篇3

我國的經(jīng)濟發(fā)展為目前的無機非金屬材料工程專業(yè)的改革提供了方向，做好基礎性、根本性、原則性的工作任務是目前應該完成的要求，教學體系的改革首當其沖。當前專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)政治上合格的，在無機非金屬材料學科領域內(nèi)有廣闊而扎實的理論基礎、適應能力強、具有創(chuàng)新精神和技術開發(fā)能力的高級專門人才。無機非金屬材料工程專業(yè)的課程體系改革應該從以下三個方面著手：首先加強科學基礎以及計算機基礎技術的學習，隨著科技的發(fā)展，科學技術無疑成為了影響社會生產(chǎn)的第一要素，強化學生的自然科學基礎能力同時結合計算機技術的適用，在加強其對自然科學本質(zhì)理解的情況下，顯著提高其運用科學技術解決基本問題的能力和速度；其次是重視對工程基礎的學習，在無機非金屬材料工程專業(yè)中，基礎知識的學習能提高學生的工作適應能力，掌握了工程技術的共同理論、共同技術，即使就業(yè)工程中專業(yè)知識有所偏差，也能利用基礎知識彌補，強化學生適應人才市場缺口的問題；最后，建立完善的學科專業(yè)知識實踐教學平臺，為了培養(yǎng)更全面的應用型人才，針對地方經(jīng)濟發(fā)展以及人才缺口方向，加大對實踐教學環(huán)節(jié)的重視有利于讓學生走入工作崗位就能迅速為企業(yè)創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)價值，理應成為本次教學課程改革的重點，因此強化無機材料科學基礎、熱工基礎以及水泥等研究方法和實驗等實踐環(huán)節(jié)至關重要。具體到應用步驟，應加大對每一個環(huán)節(jié)的檢查力度，教師做出相應的實踐要求，一環(huán)扣一環(huán)，分步完成。保證學生的實踐環(huán)節(jié)無論是設計或是草圖繪制等階段都有配套的記錄，以便于對實踐教學質(zhì)量的控制。同時，讓學生運用所學知識進行實驗，從事實驗操作并對實驗結果進行數(shù)據(jù)處理、誤差分析，有助于觀察問題、解決問題能力的提高。

2建構應用型人才培養(yǎng)體系

首先，建立一支教學水平高、技術能力硬、思想素質(zhì)好的師資隊伍，形成應用型學科的專兼職教學建設?！氨苄芤粋€，將熊熊一窩”，一位高水平的教師給學生帶來的好處是其他方面無法比擬的。教師不但要具有淵博的理論知識，更應該在實踐教學上給學生正確的指導，從一開始就避免學生走入操作的誤區(qū)。同時，學?？梢耘c相關大型企業(yè)建立起互動關系，建立教學激勵機制，鼓勵教師與一線工作者多多交流，培養(yǎng)教師的創(chuàng)新能力；聘用基層工作經(jīng)驗豐富的技術骨干在學校擔任客座講師，讓企業(yè)的技術人員向其講解各個生產(chǎn)線的優(yōu)缺點，保證本專業(yè)學生能夠迅速掌握一線工作中的先進技術和經(jīng)驗，以幫助其迅速掌握學習中的要領，從而適應工作的需要。其次，積極開展與當?shù)氐钠髽I(yè)相互合作，建立一批質(zhì)量較高、相對穩(wěn)定的校外技術實訓基地；將校外實訓基地建立在當?shù)氐南嚓P企業(yè)內(nèi)部，充分利用生產(chǎn)技術骨干和先進的生產(chǎn)設備；同時利用學校的實驗室，“材料制備技術”、“工程測試技術”、“材料表征技術”三大課程實驗及“專業(yè)綜合實驗”為建設重點，充分利用校內(nèi)外的教學資源，把實驗室打造成技術培訓和理論知識結合的基地以滿足應用型人才的培養(yǎng)工作。最后，要革新學生考核體系，開展校內(nèi)證書認證制度過去的一卷考核體系已經(jīng)不適應當前學習的需要，考生在考試前簡單突擊一下就能隨意應付過去，為了讓學生從深入理論研究，可以開展論文考察等形式，高屋建瓴的從應用的角度掌握理論的知識。目前，專業(yè)證書代表了各專業(yè)的等級水平，也得到了社會的承認。學校可順應潮流構建校內(nèi)證書認證制度，建立獎勵機制，將職業(yè)資格證書引入人才培養(yǎng)機制，以鼓勵學生多多考取專業(yè)資格證書，強化基礎專業(yè)的理解，拓展相關知識的學習。

篇4

中圖分類號： TB321 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

無機非金屬新材料具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、多功能等多種優(yōu)越性能，是高技術產(chǎn)業(yè)不可缺少的關鍵材料，目前在各個工業(yè)部門以及空間技術、電子技術、激光技術、光電子技術、紅外技術發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。本文以石墨烯為例，對磷化銅納米粒子修飾石墨烯復合材料的制備及性能表征進行分析，旨在對石墨烯及其他無機非金屬材料的制備和應用有所幫助。

1 石墨烯與磷化銅性能分析：磷化銅存在特殊的電化學嵌鋰性能，作為鋰離子電池負極材料極具潛力，而且其體積容量幾乎是石墨的4倍。作為鋰離子電池負極材，磷化銅優(yōu)點是初始放電容量高，電化學活性高；缺點是在充放電的過程中，由于脫鋰/嵌鋰產(chǎn)生的應力使得磷化銅活性物質(zhì)形貌結構發(fā)生變化，導致放電容量的迅速衰減。磷化銅納米粒子與導電性、熱穩(wěn)定性較好的基體材料復合是改善材料電學性能的有效途徑。

石墨烯具有很高的柔性、優(yōu)良的導電性和熱穩(wěn)定性，可以從結構上限制磷化銅在充放電過程中的體積膨脹與收縮，同時石墨烯具有很好的導電性，可以提高電子的傳導速率。因此，通過石墨烯復合磷化銅可以有效的提高其電學性能。

2 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復合材料制備

2.1一般材料：氯化銅（CuCl2?2H2O，AR，上海埃彼化學試劑有限公司）；白磷（P4，AR，天津富宇化工有限公司）；石墨粉（國藥集團化學試劑有限公司）；十六烷基三甲基溴化銨（CTAB，西安化學試劑廠）；水（二次蒸餾水）。

2.2氧化石墨烯的制備：使用天然的石墨粉，采用改進的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超純水對粗產(chǎn)品進行洗滌，至pH約為6。最后進行真空冷凍干燥等到固體氧化石墨烯。

2.3復合材料的制備：精確的稱量出10mg氧化石墨烯固體與準確量取40mL氨水溶液（28%）加入到50mL的聚四氟乙烯反應釜內(nèi)襯中，超聲分散2h，直到反應釜中的固體物質(zhì)完全分散，溶液變的均勻。加入50mg十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）超聲至CTAB完全溶解，將50mg氯化銅（CuCl2?2H2O）加入反應釜中，磁力攪拌30min。期間超聲分散注意水溫保持室溫。加入100mg黃磷（YP），將內(nèi)襯密封至不銹鋼釜殼中，在140℃恒溫干燥箱中連續(xù)反應12h。待反應完成后，取釜，自然冷卻至室溫。得到的黑色粗產(chǎn)物用苯、無水乙醇、蒸餾水依次洗滌數(shù)次，來除去副反應生成的雜質(zhì)。最后將清洗完全后的產(chǎn)物，在60℃真空干燥箱內(nèi)恒溫干燥6h，完成后，收集樣品待用。

3 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復合材料性能表征：樣品的物相和純度同樣用D/Max-3c型XRD進行檢測；樣品的形貌分析利用日本HitachiS-4800型場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）、透射電子顯微鏡（TEM，F(xiàn)EITecnaiG2F20S-TWIN）觀察。

3.1結構分析

Gr和Cu3P-Gr復合物的XRD圖見圖1所示。

通過圖1可知，GO位于10.4°的（002）特征峰（圖1a插圖）對應0.850nm的層間距。當溶劑熱反應完成后，Gr在大約24.4°處出現(xiàn)一個較寬的峰，其對應的層間距為0.365nm，這說明在該溶劑熱體系下GO被還原成Gr。復合物中主要的（112），（202），（211），（300），（113）和（212）晶面分別出現(xiàn)在36.0°，39.1°，41.6°，45.1°，46.2°和47.3°，能夠對應Cu3P的標準卡片值（JCPDS號為71-2261）。其中復合物XRD中出現(xiàn)明顯的寬峰（圖1a黑框標記處），這直接說明Cu3P錨定在石墨烯表面。EDS圖分析結果表明在復合物中僅存在Cu、P、O和C四種元素，這點與XRD圖分析結果一致。對存在的元素的含量分析發(fā)現(xiàn)，復合物中C：O接近11：1，這說明復合物中氧化石墨烯還原的程度較高。

3.2復合物的電學性能：石墨烯作為錨定點保留了其優(yōu)異的電學性能，同時與納米Cu3P粒子相互交疊加大了夾層間距和更豐富的微孔結構，兩者協(xié)同提供更多的儲鋰空間。有效的提升了復合材料的充放電比容量，解決了單一組分材料的電學性能缺陷。

此外，Cu3P-Gr復合材料和單一組分Cu3P都在0.75V左右出現(xiàn)了明顯的充放電平臺，這可以歸結于Cu3P+3LiLi3P+3Cu這一反應。同時，Cu3P-Gr復合材料比單一組分Cu3P充放電平臺更長更平穩(wěn)，這說明石墨烯的加入有效的減少了納米Cu3P粒子所帶來的體積效應，且石墨烯優(yōu)異的電學性能提高了復合材料的整體導電能力，縮短了鋰離子傳輸?shù)木嚯x，提高鋰離子脫嵌過程的擴散速度。這一顯著提高，更加有利于復合材料的實際應用。

4 結論

本文以石墨烯、氯化銅、白磷為原料成功制備出Cu3P修飾的石墨烯復合材料，并對其結構、尺寸和形貌進行了表征。石墨烯復合材料電學性能測試結果表明：復合物的放電容量及循環(huán)性能優(yōu)于單一組分的石墨烯、磷化銅，循環(huán)性能突出，具有一定的應用價值。

參考文獻

[1]張立彬，王金清，楊生榮，孔祥正.石墨烯-聚酰亞胺復合薄膜的制備及性能表征[J].高分子學報，2014，11：1472-1478.

篇5

1師資建設方面

無機非金屬材料工程專業(yè)實驗師資建設應遵循年齡結構均衡、職務結構合理和學歷結構高層化的建設原則，在師資隊伍發(fā)展方面，注重引進人才，同時從科研和教學兩方面培養(yǎng)青年教師。材料實驗中心現(xiàn)有專職教師5人，應加大人才的引進，鼓勵高學歷及高職稱教師參與專業(yè)實驗教學及實驗室建設和管理，鼓勵實驗室人員不斷深造和充電，加強自身修養(yǎng)和業(yè)務水平，鼓勵實驗室人員積極參與科學研究。力求經(jīng)過幾年的努力，使教師年齡結構日趨合理，教師學歷和學位層次明顯提高，職稱結構平穩(wěn)，師資隊伍結構全面優(yōu)化，現(xiàn)已形成一支富有奉獻和創(chuàng)新精神、治學嚴謹、相對穩(wěn)定的教師隊伍。

2專業(yè)實驗課程體系建設

無機非金屬材料工程專業(yè)實驗課程體系建設要從培養(yǎng)無機非金屬材料行業(yè)生產(chǎn)一線的工程應用型本科人才出發(fā)，以素質(zhì)教育為主題，以工程教育為主線，把人才培養(yǎng)與社會需求緊密結合起來，把材料學科及產(chǎn)業(yè)發(fā)展與傳統(tǒng)辦學特色緊密結合起來，把材料科學與材料工程緊密結合起來;把培養(yǎng)工程意識和工程能力與培養(yǎng)學習習慣和學習能力有機結合起來，把適應近期就業(yè)的針對性專業(yè)訓練與適應職業(yè)變換的能力教育有機的結合起來［3］。在無機非金屬材料專業(yè)實驗課程體系建設中要注重以下幾點:⑴以“深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為宗旨，根據(jù)無機非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)目標、要求，構建“大材料”學科共同的知識和技能平臺實驗室;⑵注重我院專業(yè)特色，充分體現(xiàn)土木工程材料的特點;⑶實驗課程設計不完全依附理論教學，充分體現(xiàn)實驗教學自身的作用;⑷增加綜合設計性實驗，充分體現(xiàn)學生的創(chuàng)新性;⑸編寫自己的實驗指導書，注重啟發(fā)性教學，加強探索性引導;⑹專業(yè)實驗課程應及時體現(xiàn)無機非金屬材料的最新進展。

3實驗室建設

無機非金屬實驗室的建設要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計劃開展，考慮到我院的經(jīng)濟狀況，可采取整體規(guī)劃，逐年完善的方針進行建設。經(jīng)過近幾年的發(fā)展建設，無機非金屬專業(yè)實驗室已有初步的雛形，但實驗室建設仍然面臨場地不足、設備老化、設備配置不合理、設備購置混料等一系列問題?？紤]到我院土木建筑材料的特色，要加強這方面的建設，首先建設一條模擬水泥生產(chǎn)線，并開辟一塊土木工程材料原料堆放場地。最后還要加強材料性能評價實驗室的建設，爭取配備一些先進的性能測試設備，爭取在未來的幾年內(nèi)把無機非金屬實驗室建設成配置有大量國內(nèi)外先進的實驗設備，可進行先進材料的制備、結構分析、材料性能評價等實驗，實驗教學條件已達到省內(nèi)一流先進水平的現(xiàn)代化實驗室。

4實驗室管理建設

加強實驗室管理建設，是提高實驗教學質(zhì)量的保證。在實驗室管理建設中，要規(guī)范與完善規(guī)章制度，在實驗室工作中建立激勵機制。完善實驗室和儀器設備的責任制管理制度。分別制訂實驗室和儀器設備的責任制管理制度，由專人負責對貴重儀器和低值儀器設備分別進行分類管理。單價5萬元以上的貴重儀器，除實行專人責任制管理外，并逐件建立儀器檔案，儀器檔案上交由學院綜合檔案室統(tǒng)一管理，既使貴重儀器實現(xiàn)了全院資源共享，也強化了管理。建立激勵機制，實行工作業(yè)績與晉升職稱、津貼分配等掛鉤的考核制度，有力地促進了實驗室的管理建設。結合學院的有關規(guī)章制度，每學期進行一次考核，根據(jù)量化的考核標準，把考勤情況、實驗室教學和科研工作量以及工作效率等綜合考核結果，直接與個人的晉升職稱、津貼分配等直接掛鉤，鼓勵多勞多得，優(yōu)質(zhì)優(yōu)酬。加強開放實驗室的管理機制［4］，制定具體開放流程，理清責任。實驗室開放時，必須有指導教師值班，負責做好教學秩序、器材供應、實驗室安全等管理工作，并認真做好實驗室開放記錄。學生進入實驗室實行登記制度，在實驗室進行實驗應遵守實驗室的各項規(guī)章制度。損壞儀器設備的需按有關規(guī)定處理。

篇6

在本世紀70年代， 逐步發(fā)展形成的現(xiàn)代生物技術（ 亦稱生物工程技術）， 從廣義上說， 它包括人類對動物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。隨后80年代， 美國和口本便分別召開了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技術創(chuàng)制新材料”等專題學術研公寸會。由此可見， 現(xiàn)代生物技術在材料學與上程中的應用前景頗為看好。例如現(xiàn)代生物技術在金屬材料行業(yè)中的系統(tǒng)應用已經(jīng)成功地形成生物冶金分支學科。所謂生物冶金或稱細菌冶金， 即細菌萃取金屬或生物浸出金屬， 是一種利用細菌的氧化作用把不溶性金屬化合物轉變成可溶性化合物， 再用濕法冶金從溶液中回收金屬的方法。又如開發(fā)研究生物降解高分子材料， 及時防止和解決當今世界上極為嚴重的“白色污染”的決定性措施， 亦是現(xiàn)代生物技術在有機高分子材料行業(yè)中的應用熱點。至于現(xiàn)代生物技術在尤機非金屬材料行業(yè)的應用前景， 是又可望又可即的。

1 生物提純硅酸鹽礦物原料

生物提純是指現(xiàn)代生物技術利用生物浸出法在非金屬礦選礦過程中的應用。這種技術的應用原理主要就是利用微生物能夠讓金屬礦物進行液化的功能， 使得生物技術在礦物融濾過程中得到廣泛的應用。由于這些鐵雜質(zhì)一般都以黃鐵礦的形態(tài)存在于硅酸礦物質(zhì)中， 人們可以利用氧化鐵硫桿菌和其他菌類對黃鐵礦變成可溶性化合物， 在形成這一反應時。根據(jù)調(diào)查顯示， 這種真菌可以對高嶺土壤中鐵的含量至少降低4 %左右， 并且讓高嶺土的白亮度有很大的提高， 這成為陶瓷和造紙行業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量關鍵的因素。根據(jù)上述分析， 現(xiàn)代生物技術將會為硅酸鹽礦物原料。

2生物礦化過程

生物礦化過程是在一定的細菌分泌和特殊機質(zhì)的作用下的成礦過程， 也是在特定的機質(zhì)下長成晶體結構。以珍珠貝的珍珠層為例， 珍珠層的結構是由霞石的碳酸鈣晶體組成， 并在這種情況下形成了大小不一的螺旋形， 由于這種基質(zhì)的網(wǎng)絡結構中存在不規(guī)則的鈣物質(zhì)， 能夠使碳酸鈣在一定的距離成核并且按照自身的生長規(guī)律形成霞石螺旋。碳酸鈣的生物礦化過程既是一個化學過程， 也是一個生物過程，這是兩者共同作用過程的結果。日本研究人員還培育出一種海藻和一種單胞藻， 它們都可以聯(lián)系生產(chǎn)處石灰石顆粒， 每天這些形狀的石灰石最佳生產(chǎn)率為15毫克每升和90 毫克每升， 并可以對回收后的細胞進行再生產(chǎn)。根據(jù)上述材料表明， 人類可以在人工手段下實現(xiàn)細胞固定化技術， 并利用生物的成礦能錄生產(chǎn)石灰石質(zhì)納木材料和生物裝飾材料， 也可能利用生物的成礦功能進行復合材料的生產(chǎn)。

3 用稻殼制備高純度高性能碳化硅

從仿生學的角度來看， 人們可以利用稻殼制造出高濃度、高性能的碳化硅。主要的步驟為： 首先， 將稻殼進行碳化， 使稻殼中的纖維素進行分解， 形成不定性碳化物； 其次， 在還原性和惰性的條件下， 對稻殼進行高文煉燒下形成碳化硅。在稻殼中所存在的二氧化硅凝膠會與多糖基質(zhì)進行緊密的結合， 多糖的談話會在二氧化硅的表層發(fā)生， 并且二氧化硅一直處于高化學活性的多孔和微粒狀態(tài)下， 因此， 在對它進行煉燒時，可以最快速度與二氧化硅產(chǎn)生反應。德國的一位建筑師利用自己設計的一種水下裝置放到海中， 在經(jīng)過兩到三個月的時間用過海藻作用可以產(chǎn)生2 5尺長、五尺寬、2寸厚的生物大理石材料板。近期， 日本的工業(yè)技術研究所成功利用稻殼制備出碳化硅的新工藝， 這種技術與原來的硅石和煤氣還原法相比， 同時達到了降低成本和實現(xiàn)了對稻殼的最大利用。在稻殼中存在碳、二氧化硅等有效化學成分， 這就具備了形成碳化硅的先決條件， 但是一旦在發(fā)生反應時磷成分過多時， 就無法形成碳化硅， 那么就必須研究減少磷產(chǎn)生的方法。這種工藝的原理是以弱酸性緩沖劑進行爆破性處理， 在多種酶的作用下可以溶出碳， 然后再對其進行氧化處理， 在無氧加熱條件下形成高濃度、高性能的碳化硅。

4 生物混凝土

在很早以前， 我國就應經(jīng)學會利用存在于粘土中的細菌對粘土進行發(fā)酵來增強它的可塑性。目前， 我國很多學者都預言幾千年后老鼠建造洞穴的材料將用比混凝土還牢固的白蟻排泄物。這種材料是天然的高分子非金屬材料的符合混凝土， 也是細菌作用下形成的生物混凝土。與此同時， 在日本也有相關報道曾預言提出這種單材質(zhì)發(fā)酵技術的應用。新型生物混凝土具有多層結構：第一層是防水層，能夠防止雨水滲入，避免對建筑結構造成破壞；第二層是生物層，能夠收集雨水以供植物生長，例如它可以為微型藻類、菌類、地衣和苔蘚等提供天然生物屏障；第三層是覆蓋層，能夠讓雨水通過這一層滲入生物層，并可防止水分流失。與傳統(tǒng)混凝土相比，這種新產(chǎn)品的最大優(yōu)勢是既能吸收二氧化碳，改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量；又可美化墻體，改變城市色彩單一的外觀面貌；還能提升建筑物的保溫性，降低能源消耗。

5 生物鐵氧體功能陶瓷材料

在常溫條件下， 可以利用海洋水中想磁性細菌合成比較均勻的磁性微粒， 磁性微粒通常情況下也被稱為生物鐵氧體功能陶瓷材料， 它與人工制成的磁微粒材料相比， 它的表面積比較大， 而且表面部位被堅硬的有機薄膜覆蓋， 在這種情況下很難將鐵浸。

6 結語

將現(xiàn)代生物技術應用到非金屬材料領域中比較重要的工程， 這也將大大推動生物非金屬材料工業(yè)的發(fā)展和進步。我們必須積極探索現(xiàn)代生物技術的作用， 抓住現(xiàn)代生物技術的特點， 現(xiàn)代生物技術作為一種低能耗、高效益的新興技術， 必將在非金屬材料領域大面積的應用， 以推動我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展。

參考文獻：

[1]朱躍釗，盧定強，萬紅貴，韋萍，周華，歐陽平凱. 工業(yè)生物技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 化工學報，2004（12）.

篇7

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）13-0116-02

專業(yè)英語是學生、學者和工程技術人員獲取科研信息、掌握學科發(fā)展動態(tài)、參加國際學術交流的重要工具。《無機非金屬材料專業(yè)英語》課程是針對無機非金屬材料工程專業(yè)學生在學完公共英語課及必要的專業(yè)知識后開設的一門專業(yè)基礎課。通過該課程的學習，使學生了解專業(yè)英語的結構、詞匯、寫作方法及其與普通英語的異同點；掌握無機非金屬材料專業(yè)常用的英語詞匯，能較順利的閱讀、理解和翻譯有關的科技英文文獻和資料；掌握科技應用文的書寫格式與寫作技巧。但是在目前的教學中仍存在一些問題，如教學內(nèi)容、教學方法、考核手段等。本文針對材料專業(yè)英語的教學現(xiàn)狀和存在問題，從教學內(nèi)容、教學進度與模塊、教學方法幾個方面對無機非金屬材料專業(yè)英語教學改革進行了初步探討。

一、針對教學內(nèi)容的改革：充實教學內(nèi)容，豐富課文載體形式

目前本課程采用的教材為杜永娟主編的《無機非金屬材料專業(yè)英語》（化學工業(yè)出版社），教材的內(nèi)容基本覆蓋了無機非金屬材料專業(yè)的重要內(nèi)容，但課文絕大部分來自20世紀80年代末和90年代以來的出版物，內(nèi)容略顯陳舊。另一方面，課文與閱讀材料來自英文原版教科書、專著、國際著名學術期刊和國際學術會議，課文載體的形式略顯單一。

經(jīng)統(tǒng)計，本專業(yè)的學生畢業(yè)后除35%～45%就讀研究生繼續(xù)深造外，有55%～65%的畢業(yè)生直接參加工作，主要從事技術、管理、新產(chǎn)品開發(fā)等方面的工作。他們最需要的英語能力不是閱讀英文基礎理論的教科書，而是能走在無機非金屬材料領域的前言，查閱、撰寫各種與科技開發(fā)、生產(chǎn)實踐密切相關的書籍、合同、專利、儀器使用說明書等文獻情報，以及其他進行國際學術、科技及經(jīng)貿(mào)交流的資料。因此，在教材的基礎上需要對教學內(nèi)容進行重新設計，對原教材中的課文進行篩選，保留實用性強、較為新穎的課文，同時兼顧課文的范圍涵蓋無機非金屬材料的重要內(nèi)容，以此作為基本專業(yè)知識階段教學模塊。在此基礎上，補充其他形式的課文，包括專著文章、論文、專利、文摘、學術會議通訊、經(jīng)貿(mào)合同、各種產(chǎn)品說明書等，豐富課文載體的形式。

二、針對教學進度和教學模塊的改革：實施分階段教學

以往無機非金屬材料專業(yè)英語的教學主要依照無機非金屬材料的類型的劃分單元，即分別對各類無機非金屬材料進行介紹。從材料的角度來看教學內(nèi)容覆蓋面較廣，但從英語教學的角度來看，始終停留學習性閱讀的教學層面，沒有對教學內(nèi)容作進一步的深化，難以進一步培養(yǎng)和拓展學生實際英語的應用能力。因此，在教學改革中有必要按照由淺入深、循序漸進的原則，合理安排教材和擴展內(nèi)容，實施分階段教學。結合材料專業(yè)英語教學的特點，將教學內(nèi)容分為三個階段，包括基本專業(yè)知識階段、提高階段和綜合應用階段。各教學模塊的教學內(nèi)容和重點如下表所示：

其中基本專業(yè)知識階段主要圍繞教材中的課文，設置無機材料物理化學、陶瓷、玻璃、水泥與混凝土、耐火材料、寶石、無機材料工程七個單元。在教學中重點對課文中的背景知識及語言點作講解，結合課文和補充材料，使學生了解專業(yè)英語句法、詞法、結構的特點，掌握無機非金屬材料中常見的英語詞匯和短語，培養(yǎng)學生閱讀專業(yè)資料的能力，為專業(yè)英語的實際應用打好基礎。本階段的教學學時占整個學時的60%左右。

提高階段的教學內(nèi)容為常用英語科技應用文的閱讀與寫作。英語科技應用文范圍較廣，涉及說明書、合同、專利、簡歷、求職信、圖表、科技論文、信函等。在本教學中結合材料專業(yè)的特點，選取說明書、專利、科技論文寫作三大科技應用文作為主要內(nèi)容，介紹其基本內(nèi)容、文體要求和一般格式，在此基礎上介紹相關的寫作方法與技巧，分析科技英語寫作中常見的問題，從而鍛煉學生的翻譯和寫作能力。其中說明書部分包括說明的基本組成、說明與說明書書寫的原則、說明與說明書的文體要求、說明書常用句型幾個部分；專利部分包括專利基礎知識簡介、專利文獻的結構兩大部分。英語科技論文部分由三大檢索簡介、論文的結構安排與撰寫、投稿及與編輯的聯(lián)系三大部分組成。提高階段的教學學時占整個學時的30%左右。

為了培養(yǎng)學生的綜合能力，在前兩個階段基礎上設計了綜合應用階段。在此階段教學中，讓學生根據(jù)各自實習、實驗內(nèi)容撰寫英文摘要并作專題演講和進行集體討論，從而對前期所學到的知識進行靈活應用，鍛煉寫作、口語能力，使專業(yè)英語的實際應用能力進一步提升。綜合應用階段的教學學時占整個學時的10%左右。

按照上述三個階段進行教學，可使學生由淺入深地掌握無機非金屬材料專業(yè)英語的知識，既重視基礎，又具有培養(yǎng)和拓展學生實際應用英語能力的能力和空間，形成有機關聯(lián)的一個整體。

三、針對教學方法的改革：采用多樣的教學手段

目前專業(yè)英語的教學方法仍主要采用以教師講授為主的教學方法，這種傳統(tǒng)的教學方法已不能滿足本科教育的需要。因此有必要對教學方法進行改革。

在本教學中，將PBL（Problem-based leaning）教學方法引入專業(yè)英語的教學中。PBL教學方法在醫(yī)學等教學領域已被證明是一種有效的教學方法，該方法能夠調(diào)動學生的主動性和積極性，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。將PBL教學法引入專業(yè)英語的教學中，設計一些與專業(yè)密切相關的問題，引導學生利用專業(yè)英語解決實際問題。例如根據(jù)課文內(nèi)容設定題目，如在“水泥與混凝土”這一單元中，要求學生就“什么是水泥”、“如何生產(chǎn)水泥”、“水泥的機械性質(zhì)如何”等問題進行回答和討論；將學生分組，將他們在實習階段所參與的實習內(nèi)容寫成摘要，再通過專題演講的形式在課堂上介紹給大家，再引導學生進行提問和討論；按照本專業(yè)實驗室某種儀器的英文說明書掌握儀器的使用方法等。在課堂教學中以學生為主體、教師為主導，改變過去以教師為中心的教學模式。

經(jīng)過以上三方面的改革，整個教學內(nèi)容的安排更加合理，提高了學生學習的積極性和課堂參與度，在了解理論知識的基礎上進行了大量閱讀、翻譯和寫作實踐，使學生能真正以英語為工具，熟練地獲取和交流本專業(yè)所需的信息，為將來在專業(yè)工作中使用英語打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]陳洪美.蘆笙高等學校材料類專業(yè)英語教學現(xiàn)狀與改革[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2011，（31）.

[2]王能利，柏朝暉，盧利平.無機非金屬材料工程專業(yè)英語教學改革與實踐[J].長春理工大學學報（社會科學版），2009，（03）.

[3]趙鍇，羅曉東，董季玲.PBL教學模式在材料加工類專業(yè)英語教學改革中的探討[D].第5屆教育教學改革與管理工程學術年會論文集，2012.

[4]要玉宏，王正品.從本科畢業(yè)設計看材料類專業(yè)英語教學改革[J].新課程研究，2011，（213）.

[5]姚愛華，葉松，林健，王德平.材料專業(yè)英語教學的現(xiàn)狀及其改革的幾點建議[J].教育教學論壇，2013，（16）.

[6]鄧雁希.材料專業(yè)英語教學改革探討[J].中國科技信息，2010，（23）.

[7]皮錦紅.材料專業(yè)英語教學改革初探[J].南京工程學院學報（社會科學版），2008，8（3）.

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（1）傳統(tǒng)無機非金屬材料方向（硅酸鹽及耐火材料），培養(yǎng)學生利用高新技術提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在節(jié)能減排的技術改造中發(fā)揮作用。

（2）新型無機非金屬材料方向。加強學生對“廣泛材料”了解、認識、掌握的培養(yǎng)模式，通過對先進陶瓷材料、復合與功能材料、薄膜與微晶玻璃、材料表面改性等課程學習，在自主擇業(yè)中能快速適應新材料領域的工作環(huán)境。我專業(yè)在這兩個培養(yǎng)方向上，形成了以國家、企業(yè)需求為牽引，將材料基礎研究與新材料應用開發(fā)相結合的特色發(fā)展模式。

2以應用型人才培養(yǎng)目標為中心，優(yōu)化無機非金屬材料工程專業(yè)課程體系

根據(jù)市場需求和學科發(fā)展，即主動適應社會發(fā)展，做到“一個專業(yè)，兩個方向，自主選擇”?！白灾鬟x擇”，即強調(diào)學生個性發(fā)展，增加選修課和選修覆蓋面，使學生有更大的自主選擇空間。在此指導思想下，對無機非金屬材料專業(yè)課程體系進行優(yōu)化。

1）公共基礎平臺。按照教育部工科大學生培養(yǎng)要求由學校統(tǒng)一設置，分為必修課和選修課，該平臺提供了工科大學生應掌握的基本知識和人文素質(zhì)。

2）專業(yè)基礎平臺。分為必修課、無機非金屬材料工程一級學科基礎課程、無機非金屬材料工程二級學科基礎課程。該平臺的設置可使學生掌握材料工程師所需的基礎知識和基本理論，為后續(xù)課程學習奠定基礎，對學生考研也有很好的作用。

3）專業(yè)課平臺。分為：

（1）專業(yè)方向限選課，此為無機非金屬材料工程專業(yè)的特色，學生在三年級自主選擇，分傳統(tǒng)無機非金屬材料方向和新型無機非金屬材料方向進行學習。

（2）專業(yè)任選課，專業(yè)任選課中的基礎課程可以使學生加強材料工程專業(yè)知識。無機非金屬材料專業(yè)學生就業(yè)的企業(yè)，既有新材料企業(yè)，也有水泥、玻璃、陶瓷等傳統(tǒng)企業(yè)，因此在第六學期開始開設就業(yè)針對性強的課程，能有效增強學生就業(yè)能力。

4）實踐平臺。分為：通識實踐課、學科實踐課、專業(yè)特色實踐課（分兩個專業(yè)方向）、畢業(yè)設計（論文）。

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）44-0130-02

材料是社會文明的一個重要標志，也是當今社會各個國家與地區(qū)發(fā)展基礎工業(yè)和開發(fā)新技術、新行業(yè)的源泉和動力。新材料的開發(fā)和使用，不僅需要材料研究的創(chuàng)新性思維，而且需要材料科學與技術人才的創(chuàng)新精神。當前，隨著材料學的快速發(fā)展，將對材料人才提出了更多更高的要求，由原先的單一技術型人才逐步轉變?yōu)榫哂卸鄬哟?、多學科交叉的復合型人才[1，2]。復合材料學科近年的發(fā)展也反映了社會對材料的要求，人們對多功能材料的需求和要求也在不斷提高，這加重了對學習材料人的要求，對于各類材料的結構原理及其制備技術需要更多的了解。無機非金屬材料不僅是復合材料專業(yè)的必選課程，而且也是一門材料學科的綜合性課程。該課程主要講解無機非金屬材料的定義、分類，以及無機非金屬材料的共性與個性；無機非金屬材料中原料的制備、配合料的計算、成型、干燥和燒成等生產(chǎn)工藝以及介紹無機非金屬材料現(xiàn)在的發(fā)展狀況與研究方向。復合材料專業(yè)開設無機非金屬材料課程的目的是讓學生能夠了解無機非金屬材料的基本知識，在學習復合材料專業(yè)的同時，拓展自己的學科知識，深化自己的專業(yè)領域，這對于增強學生就業(yè)競爭能力具有重要意義。

一、復合材料專業(yè)開設無機非金屬材料的必要性

無機非金屬材料是一門歷史悠久的學科，在人類發(fā)展的歷史上扮演著重要角色。在當今社會，無機非金屬材料在建筑、航空航天、交通、電子科技以及能源等方面有著不可替代的作用，是國民經(jīng)濟的重要基礎。復合材料作為一門新型學科，需要與其他專業(yè)進行交流融合，無機非金屬材料與有機高分子材料、金屬材料并稱為材料界三大材料。通過對無機非金屬材料課程的學習，不僅能夠掌握無機非金屬材料的組織結構特點、制備工藝和性能特點，而且可以將其和復合材料進行對比聯(lián)系，從而更加快速地學習復合材料。單一的材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會的要求，人們更加需要復合型材料，而無機非金屬復合材料的出現(xiàn)適應了社會的要求。例如在石灰漿中摻入麻繩或其他纖維用作涂墻的材料，用鋼筋、水泥、砂、石塊制成鋼筋混凝土，等等，這些都是生活中常見的無機非金屬復合材料，所以在復合材料專業(yè)中開設無機非金屬材料，不僅有利于學生學習復合材料，在以后的社會工作競爭中也有很大的作用。

二、復合材料專業(yè)開設無機非金屬材料課程的教學現(xiàn)狀

無機非金屬材料課程作為復合材料專業(yè)的一門專業(yè)必選課，由于它涵蓋了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等內(nèi)容，因此它比復合材料專業(yè)中開設的其他課程更加復雜。無機非金屬材料多是離子鍵、共價鍵或離子―共價混合鍵，導致材料的性能及結構特征各有特點，并且制備過程中原料的比例或制備工藝也會對材料產(chǎn)生巨大的改變，學生在學習過程中容易將其混淆，使得教學達不到預料的結果。教學中大多數(shù)注重理論教學，不注重實踐教學，讓學生對無機非金屬材料的了解只停留在理論知識。此外，作為一門選修課，學生對其重視程度也沒有復合材料必修課高，在學習過程中態(tài)度也會有所下降，學習效率也會降低，那么開設無機非金屬材料課程的初衷也沒有達到。

三、復合材料專業(yè)開設無機非金屬材料課程教學方法的探索

（一）教學內(nèi)容的優(yōu)化

由于無機非金屬材料課程包含的內(nèi)容較多，有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等內(nèi)容，如果每一種材料都詳細講解，課時量必然不夠，因此需要以某一種材料為主線，根據(jù)無機非金屬材料的相同點和不同點進行穿插講解。此外，在教學過程中由于教學內(nèi)容較多，往往采用“填鴨式”教學，將所有的知識一股腦的塞進學生的腦中，這樣導致學生不僅沒有了解無機非金屬材料，還對教學內(nèi)容產(chǎn)生厭倦，所以在教學過程中還要注重知識點的連貫性和層次性，準確把握重難點。在教學過程中可以借助于生活中的事物來幫助記憶，比如可以根據(jù)樹的模型，將樹干比作無機非金屬材料的組成、結構和性能。學生通過了解不同的組成，推斷出將會產(chǎn)生怎樣的結構，從而導致相應的性能，這樣可以讓學生抓住材料的本質(zhì)，學習起來也就得心應手。然后，再由樹干發(fā)散到枝干，逐一講解無機非金屬材料課程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制備工藝等，將內(nèi)容逐漸具體化，使學生更加輕松地學習無機非金屬材料課程，讓學生由淺入深，逐步了解無機非金屬材料，從而達到掌握無機非金屬材料課程的知識。

（二）教學方法的創(chuàng)新

無機非金屬材料是一門具有較強理論性的課程，因此在課堂教學時，首先要調(diào)動學生的學習積極性，讓學生能夠跟著教師的步伐在上課開始提一些簡單的問題，不僅能讓學生快速進入學習狀態(tài)，也可以檢驗學生課下的復習情況。其次，記筆記對于學習無機非金屬材料是非常重要的，它不僅可以讓學生建立自己的學習方法，也方便課下的復習。另外，實踐教學是必需的，無機非金屬材料是一門理論與實踐相結合的課程，實踐教學不僅能夠讓學生掌握課本知識，還可以增強學生對無機非金屬材料的理解[3]。實驗是實踐教學的主要途徑，實驗可以培養(yǎng)學生的動手能力，激發(fā)學習興趣。托爾斯泰曾經(jīng)說過：“成功的教學，所需的不是強制，而是激發(fā)學生的學習興趣”。此外，課堂多媒體教學的作用也很大，觀看材料的微觀組織結構視頻可以讓學生更加清晰的了解無機非金屬材料的制備過程。

（三）考核方式的改革

學習無機非金屬材料的目的是要讓學生掌握無機非金屬材料的種類、組成、共性和個性，掌握原料的制備過程和原料選擇對無機非金屬材料性能的影響，掌握陶瓷、玻璃和水泥的生產(chǎn)工藝流程等內(nèi)容。在考核學生的學習結果時往往采用考試的方法，這樣的方法會導致學生死記硬背課本內(nèi)容，給學生造成巨大的思想負擔，不利于培養(yǎng)學生的學習主動性和積極性，所以考試不是一種好的考核方法。采用論文考核也不是一種好的方法，現(xiàn)如今網(wǎng)絡的發(fā)達造成了利用網(wǎng)絡資源抄襲的現(xiàn)象，這樣的考核也不能達到開設無機非金屬材料課程的初衷。學習無機非金屬材料一方面是為了讓學生了解更多的材料學內(nèi)容，拓展自己的視野；另一方面，通過對無機非金屬材料課程的學習可以更好地學習復合材料，因此，可以將兩者結合起來進行考核。將學生分成若干組，每一組負責完成一種無機非金屬材料設計，最后對每組成果進行評價。這樣既可以檢驗學生對無機非金屬知識的了解，也能開發(fā)學生的創(chuàng)新能力，從而真正體現(xiàn)這門課程的教學成果。

四、結語

無機非金屬材料課程一方面能夠讓學生了解無機非金屬材料的基礎知識，另一方面能夠從無機非金屬材料學習中更好地學習復合材料。本文針對當前無機非金屬材料課程在復合材料專業(yè)教學中所面臨的問題，結合復合材料專業(yè)開設無機非金屬材料的必要性和教學現(xiàn)狀，對教學內(nèi)容、教學方法和考核方式等方面提出了一些建議，期望以此推進復合材料專業(yè)的發(fā)展，為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。

參考文獻：

篇10

科技的高速發(fā)展，使更多高性能的材料的發(fā)現(xiàn)和應用成為可能。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注能源相關的研究領域，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，它的構造之中含有一些結晶水，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上升高，其結構之中的結晶水很容易流失，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構，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構分解，導電率會相應的降低。

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)這種不同是由于結構中的質(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)下應用。后來發(fā)現(xiàn)的氧化物燒結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，所以在應用價值方面很高，也在現(xiàn)實中得到相應的應用，并取得一定成就。

2 質(zhì)子導電性無機非金屬材料的應用

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?？梢酝ㄟ^電動勢的計算得出空氣中水蒸氣的含量，也可以在工業(yè)中加以應用，比如在工業(yè)燒結的過程中，為了提高熔融金屬的品質(zhì)，去除其中的氫，就可以應用這種傳感器測定其中的氫含量。

2.3 燃料電池的應用

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，通過空氣中的氧氣生成水或者是氫氣等等?？梢岳眠@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用研究。

2.7 氫化或者脫氫中的應用

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

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

【參考文獻】

[1]張義順，李小雷.傳統(tǒng)無機材料的現(xiàn)狀及新材料的發(fā)展趨勢[J].焦作工學院學報（自然科學版），2000（6）：471-474.