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篇1

【關(guān)鍵詞】無機(jī)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(jìn)的涂搪技術(shù)在搪瓷技藝中廣泛的被應(yīng)用。碳酸鈣是一類重要的無機(jī)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(diǎn)關(guān)注的問題。鑒于此，本文對無機(jī)非金屬材料的研制與性能表征進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的意義。

1、無機(jī)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(jìn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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?fù)電的高壓噴槍例，讓它擁有負(fù)電荷然后噴射出，被涂抹在帶有正電荷的凈坯上，從而構(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(dāng)粉末涂料通過靜電粉末噴槍給被涂物進(jìn)行涂抹時，帶電荷的粉末涂料被添加進(jìn)帶相反電荷的被涂物表層，之后被涂物進(jìn)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(fù)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(dá)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(jìn)，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(biāo)。因?yàn)檫@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?yàn)槿狈﹄姾啥袈湎聛?。所以，必須在粉末的外層覆蓋上一層高電阻的有機(jī)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(diǎn)：①在很好的光澤度、勻稱的色彩、相一致的瓷壁厚度上，這項(xiàng)工藝都擁有其獨(dú)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?yàn)閲姺凼依昧嘶厥昭b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(diǎn)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(jī)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(yù)水解玻璃料表層。

2、無機(jī)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(jī)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(jī)填料，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)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(xì)化、晶型多樣化和表明改性目標(biāo)發(fā)展[5]，讓它不僅有填充效果還有很好的補(bǔ)強(qiáng)性。為了適應(yīng)多用途，調(diào)節(jié)晶體的培育化學(xué)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(jī)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(dāng)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(jìn)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(tuán)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(dāng)粗糙，棱角不太分明。而在PEG6000的體系中，不但有方解石的特點(diǎn)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(rèn)識到無機(jī)非金屬材料的研制的經(jīng)過，因此對其性能表征進(jìn)行加強(qiáng)便顯得極為重要。然而，這是一項(xiàng)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(jī)非金屬材料的研制將能夠得到有效強(qiáng)化，進(jìn)一步為無機(jī)非金屬材料的發(fā)展奠定尤為堅實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料；石墨烯；制備；性能表征

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

無機(jī)非金屬新材料具有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、多功能等多種優(yōu)越性能，是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料，目前在各個工業(yè)部門以及空間技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)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(fù)合材料的制備及性能表征進(jìn)行分析，旨在對石墨烯及其他無機(jī)非金屬材料的制備和應(yīng)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(xué)嵌鋰性能，作為鋰離子電池負(fù)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(fù)極材，磷化銅優(yōu)點(diǎn)是初始放電容量高，電化學(xué)活性高；缺點(diǎn)是在充放電的過程中，由于脫鋰/嵌鋰產(chǎn)生的應(yīng)力使得磷化銅活性物質(zhì)形貌結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致放電容量的迅速衰減。磷化銅納米粒子與導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性較好的基體材料復(fù)合是改善材料電學(xué)性能的有效途徑。

石墨烯具有很高的柔性、優(yōu)良的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性，可以從結(jié)構(gòu)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(dǎo)電性，可以提高電子的傳導(dǎo)速率。因此，通過石墨烯復(fù)合磷化銅可以有效的提高其電學(xué)性能。

2 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復(fù)合材料制備

2.1一般材料：氯化銅（CuCl2?2H2O，AR，上海埃彼化學(xué)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(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；十六烷基三甲基溴化銨（CTAB，西安化學(xué)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(jìn)的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超純水對粗產(chǎn)品進(jìn)行洗滌，至pH約為6。最后進(jìn)行真空冷凍干燥等到固體氧化石墨烯。

2.3復(fù)合材料的制備：精確的稱量出10mg氧化石墨烯固體與準(zhǔn)確量取40mL氨水溶液（28%）加入到50mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜內(nèi)襯中，超聲分散2h，直到反應(yīng)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(yīng)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?dú)ぶ?，?40℃恒溫干燥箱中連續(xù)反應(yīng)12h。待反應(yīng)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(yīng)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(fù)合材料性能表征：樣品的物相和純度同樣用D/Max-3c型XRD進(jìn)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(jié)構(gòu)分析

Gr和Cu3P-Gr復(fù)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(yīng)0.850nm的層間距。當(dāng)溶劑熱反應(yīng)完成后，Gr在大約24.4°處出現(xiàn)一個較寬的峰，其對應(yīng)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(fù)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?qū)?yīng)Cu3P的標(biāo)準(zhǔn)卡片值（JCPDS號為71-2261）。其中復(fù)合物XRD中出現(xiàn)明顯的寬峰（圖1a黑框標(biāo)記處），這直接說明Cu3P錨定在石墨烯表面。EDS圖分析結(jié)果表明在復(fù)合物中僅存在Cu、P、O和C四種元素，這點(diǎn)與XRD圖分析結(jié)果一致。對存在的元素的含量分析發(fā)現(xiàn)，復(fù)合物中C：O接近11：1，這說明復(fù)合物中氧化石墨烯還原的程度較高。

3.2復(fù)合物的電學(xué)性能：石墨烯作為錨定點(diǎn)保留了其優(yōu)異的電學(xué)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(jié)構(gòu)，兩者協(xié)同提供更多的儲鋰空間。有效的提升了復(fù)合材料的充放電比容量，解決了單一組分材料的電學(xué)性能缺陷。

此外，Cu3P-Gr復(fù)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(jié)于Cu3P+3LiLi3P+3Cu這一反應(yīng)。同時，Cu3P-Gr復(fù)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(yīng)，且石墨烯優(yōu)異的電學(xué)性能提高了復(fù)合材料的整體導(dǎo)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(kuò)散速度。這一顯著提高，更加有利于復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用。

4 結(jié)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(fù)合材料，并對其結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌進(jìn)行了表征。石墨烯復(fù)合材料電學(xué)性能測試結(jié)果表明：復(fù)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(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

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[2]白樹林，趙云紅.石墨烯熱學(xué)性能及表征技術(shù)[J].力學(xué)進(jìn)展，2014，00：236-259.

篇3

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料；專業(yè)英語；教學(xué)改革

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

專業(yè)英語是學(xué)生、學(xué)者和工程技術(shù)人員獲取科研信息、掌握學(xué)科發(fā)展動態(tài)、參加國際學(xué)術(shù)交流的重要工具?！稛o機(jī)非金屬材料專業(yè)英語》課程是針對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)完公共英語課及必要的專業(yè)知識后開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解專業(yè)英語的結(jié)構(gòu)、詞匯、寫作方法及其與普通英語的異同點(diǎn)；掌握無機(jī)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(guān)的科技英文文獻(xiàn)和資料；掌握科技應(yīng)用文的書寫格式與寫作技巧。但是在目前的教學(xué)中仍存在一些問題，如教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段等。本文針對材料專業(yè)英語的教學(xué)現(xiàn)狀和存在問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度與模塊、教學(xué)方法幾個方面對無機(jī)非金屬材料專業(yè)英語教學(xué)改革進(jìn)行了初步探討。

一、針對教學(xué)內(nèi)容的改革：充實(shí)教學(xué)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(jī)非金屬材料專業(yè)英語》（化學(xué)工業(yè)出版社），教材的內(nèi)容基本覆蓋了無機(jī)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(jì)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(xué)術(shù)期刊和國際學(xué)術(shù)會議，課文載體的形式略顯單一。

經(jīng)統(tǒng)計，本專業(yè)的學(xué)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(shù)、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(chǔ)理論的教科書，而是能走在無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域的前言，查閱、撰寫各種與科技開發(fā)、生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的書籍、合同、專利、儀器使用說明書等文獻(xiàn)情報，以及其他進(jìn)行國際學(xué)術(shù)、科技及經(jīng)貿(mào)交流的資料。因此，在教材的基礎(chǔ)上需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計，對原教材中的課文進(jìn)行篩選，保留實(shí)用性強(qiáng)、較為新穎的課文，同時兼顧課文的范圍涵蓋無機(jī)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(xué)模塊。在此基礎(chǔ)上，補(bǔ)充其他形式的課文，包括專著文章、論文、專利、文摘、學(xué)術(shù)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(xué)進(jìn)度和教學(xué)模塊的改革：實(shí)施分階段教學(xué)

以往無機(jī)非金屬材料專業(yè)英語的教學(xué)主要依照無機(jī)非金屬材料的類型的劃分單元，即分別對各類無機(jī)非金屬材料進(jìn)行介紹。從材料的角度來看教學(xué)內(nèi)容覆蓋面較廣，但從英語教學(xué)的角度來看，始終停留學(xué)習(xí)性閱讀的教學(xué)層面，沒有對教學(xué)內(nèi)容作進(jìn)一步的深化，難以進(jìn)一步培養(yǎng)和拓展學(xué)生實(shí)際英語的應(yīng)用能力。因此，在教學(xué)改革中有必要按照由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，合理安排教材和擴(kuò)展內(nèi)容，實(shí)施分階段教學(xué)。結(jié)合材料專業(yè)英語教學(xué)的特點(diǎn)，將教學(xué)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(yīng)用階段。各教學(xué)模塊的教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)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(shè)置無機(jī)材料物理化學(xué)、陶瓷、玻璃、水泥與混凝土、耐火材料、寶石、無機(jī)材料工程七個單元。在教學(xué)中重點(diǎn)對課文中的背景知識及語言點(diǎn)作講解，結(jié)合課文和補(bǔ)充材料，使學(xué)生了解專業(yè)英語句法、詞法、結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，掌握無機(jī)非金屬材料中常見的英語詞匯和短語，培養(yǎng)學(xué)生閱讀專業(yè)資料的能力，為專業(yè)英語的實(shí)際應(yīng)用打好基礎(chǔ)。本階段的教學(xué)學(xué)時占整個學(xué)時的60%左右。

提高階段的教學(xué)內(nèi)容為常用英語科技應(yīng)用文的閱讀與寫作。英語科技應(yīng)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(xué)中結(jié)合材料專業(yè)的特點(diǎn)，選取說明書、專利、科技論文寫作三大科技應(yīng)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(chǔ)上介紹相關(guān)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(xué)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(chǔ)知識簡介、專利文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)兩大部分。英語科技論文部分由三大檢索簡介、論文的結(jié)構(gòu)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(xué)學(xué)時占整個學(xué)時的30%左右。

為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，在前兩個階段基礎(chǔ)上設(shè)計了綜合應(yīng)用階段。在此階段教學(xué)中，讓學(xué)生根據(jù)各自實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容撰寫英文摘要并作專題演講和進(jìn)行集體討論，從而對前期所學(xué)到的知識進(jìn)行靈活應(yīng)用，鍛煉寫作、口語能力，使專業(yè)英語的實(shí)際應(yīng)用能力進(jìn)一步提升。綜合應(yīng)用階段的教學(xué)學(xué)時占整個學(xué)時的10%左右。

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

三、針對教學(xué)方法的改革：采用多樣的教學(xué)手段

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

在本教學(xué)中，將PBL（Problem-based leaning）教學(xué)方法引入專業(yè)英語的教學(xué)中。PBL教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)等教學(xué)領(lǐng)域已被證明是一種有效的教學(xué)方法，該方法能夠調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。將PBL教學(xué)法引入專業(yè)英語的教學(xué)中，設(shè)計一些與專業(yè)密切相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)英語解決實(shí)際問題。例如根據(jù)課文內(nèi)容設(shè)定題目，如在“水泥與混凝土”這一單元中，要求學(xué)生就“什么是水泥”、“如何生產(chǎn)水泥”、“水泥的機(jī)械性質(zhì)如何”等問題進(jìn)行回答和討論；將學(xué)生分組，將他們在實(shí)習(xí)階段所參與的實(shí)習(xí)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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行提問和討論；按照本專業(yè)實(shí)驗(yàn)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(xué)中以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，改變過去以教師為中心的教學(xué)模式。

經(jīng)過以上三方面的改革，整個教學(xué)內(nèi)容的安排更加合理，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和課堂參與度，在了解理論知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量閱讀、翻譯和寫作實(shí)踐，使學(xué)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(chǔ)。

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篇4

【關(guān)鍵詞】質(zhì)子導(dǎo)電性；無機(jī)非金屬材料；發(fā)展；應(yīng)用

科技的高速發(fā)展，使更多高性能的材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用成為可能。無機(jī)非金屬材料以其優(yōu)良的耐腐蝕性等特點(diǎn)被應(yīng)用在防腐工程特別是管道防腐之中，這種材料其實(shí)又稱陶瓷材料，有傳統(tǒng)陶瓷與精細(xì)陶瓷之分。無機(jī)非金屬材料具有其他材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在聲、電、光、磁等方面都具有特殊的功能，其中質(zhì)子導(dǎo)電性無機(jī)非金屬材料十分具有研究價值。

1 質(zhì)子導(dǎo)電性的無機(jī)非金屬材料發(fā)展概述

關(guān)于質(zhì)子導(dǎo)體的研究早在20世紀(jì)初就已經(jīng)出現(xiàn)并尋找到了銀離子導(dǎo)體，其中還具有現(xiàn)今為止常溫下最高的導(dǎo)電率的導(dǎo)體。但是銀離子導(dǎo)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(dǎo)體給取代。銅離子導(dǎo)體中存在著迄今為止具有最高導(dǎo)電率的固體電解質(zhì)，因?yàn)槠渚哂信c銀離子導(dǎo)體相似的性質(zhì)，價格有比其低很多，故收到了人們普遍關(guān)注，之后又發(fā)現(xiàn)了其他的離子導(dǎo)體，質(zhì)子導(dǎo)電體是在20世紀(jì)70年代被發(fā)現(xiàn)的[1]。最近幾年全球都十分關(guān)注能源相關(guān)的研究領(lǐng)域，具有質(zhì)子導(dǎo)電性的無機(jī)非金屬材料在功能上又十分特別，所以對這一領(lǐng)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(dǎo)電性的無機(jī)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(dǎo)電體，它的構(gòu)造之中含有一些結(jié)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(dǎo)電。這一類型的導(dǎo)體如果在室溫的條件下，導(dǎo)電率會相當(dāng)高，而如果溫度在此基礎(chǔ)上升高，其結(jié)構(gòu)之中的結(jié)晶水很容易流失，導(dǎo)電率就會明顯的下降。

氫鍵型的質(zhì)子導(dǎo)體是通過氫鍵連接離子團(tuán)或者分子，使其形成鏈狀或者是骨架類的結(jié)構(gòu)，同樣可以在通電的條件下，利用質(zhì)子傳遞導(dǎo)電。氫鍵在高溫時容易遭到破壞，使其本來連接在一起的結(jié)構(gòu)分解，導(dǎo)電率會相應(yīng)的降低。

β-Al2O3類的質(zhì)子導(dǎo)體可以分為三種類型，而當(dāng)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(dǎo)電率，出現(xiàn)這種不同是由于結(jié)構(gòu)中的質(zhì)子能量降低，形成低能擴(kuò)散的途徑[2]，所有的類型在溫度升高時都會降低其導(dǎo)電的效率。

氫嵌入型的質(zhì)子導(dǎo)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(jìn)行定向的移動，從而導(dǎo)電。氫嵌入類型的導(dǎo)電體導(dǎo)電是通過電子進(jìn)行導(dǎo)電為主，其質(zhì)子的導(dǎo)電性很低，所以應(yīng)用的價值也不大。

晶格缺陷型的質(zhì)子導(dǎo)體，比之前的幾種具有質(zhì)子的導(dǎo)電性質(zhì)的無機(jī)化合物發(fā)現(xiàn)的要晚，那些含氫的導(dǎo)體在高溫的狀態(tài)下會降低其導(dǎo)電性或者導(dǎo)電性直接消失，所以不適合在高于300攝氏度的狀態(tài)下應(yīng)用。后來發(fā)現(xiàn)的氧化物燒結(jié)體在一定條件下呈現(xiàn)電子導(dǎo)電性，但是當(dāng)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(dǎo)電性就會降低，而質(zhì)子的導(dǎo)電性反而增加，溫度如果達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，就能夠基本上完全顯示質(zhì)子的導(dǎo)電性[3]。由于這種材料可以在高溫狀態(tài)下導(dǎo)電，所以在應(yīng)用價值方面很高，也在現(xiàn)實(shí)中得到相應(yīng)的應(yīng)用，并取得一定成就。

2 質(zhì)子導(dǎo)電性無機(jī)非金屬材料的應(yīng)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(fù)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?？梢杂脺y試電池對這種氫傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)，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?xì)浠衔锘蛘咚羝鹊??？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(yīng)用，比如在工業(yè)燒結(jié)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(yīng)用這種傳感器測定其中的氫含量。

2.3 燃料電池的應(yīng)用

燃料電池多采用氧離子導(dǎo)體作為其電解質(zhì)，現(xiàn)在的燃料電池也會采用質(zhì)子導(dǎo)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?yàn)橘|(zhì)子導(dǎo)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(jìn)行循環(huán)[4]。而且，如果從熱處理的角度來進(jìn)行考慮，燃料電池中具有碳?xì)浠衔锏?，如果產(chǎn)生氫氣就會當(dāng)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(yīng)用在蒸汽電解產(chǎn)生氫氣中

用質(zhì)子導(dǎo)電性的無機(jī)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(fù)極去的導(dǎo)電體。

2.5 氫分離與氫泵

可以利用質(zhì)子導(dǎo)電性的無機(jī)非金屬材料制作出氫泵，只需要進(jìn)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(yīng)用于蒸汽泵中

常溫常態(tài)下的水蒸氣可以通過在陽極進(jìn)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(yīng)，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(jìn)行這一方法的應(yīng)用研究。

2.7 氫化或者脫氫中的應(yīng)用

用具有質(zhì)子導(dǎo)電性的無機(jī)非金屬材料作為固體電解質(zhì)，與其他化學(xué)反應(yīng)比較，在進(jìn)行氫化和脫氫時，優(yōu)勢很明顯。被進(jìn)行氫化或者是脫氫反應(yīng)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(yīng)的速率進(jìn)行有效的控制，電極電勢不但可以控制氫的化學(xué)性，還可以控制催化性以及選擇性。

3 總結(jié)

具有質(zhì)子導(dǎo)電性的無機(jī)非金屬材料在應(yīng)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(guān)注程度的加深，這種材料在今后的前景將更加廣闊，相關(guān)研究會更全面系統(tǒng)，應(yīng)用也會更廣泛。

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篇5

關(guān)鍵詞： 無機(jī)非金屬材料專業(yè) 內(nèi)蒙古高校 教學(xué)方向 特點(diǎn)

近幾年新型材料迅速發(fā)展，無機(jī)非金屬材料從傳統(tǒng)的硅酸鹽材料水泥、耐火、玻璃和陶瓷材料，逐漸涵蓋了包括由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料，成為與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一，因此無機(jī)非金屬材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的支柱型產(chǎn)業(yè)，各工科院校都增設(shè)了無機(jī)非金屬材料專業(yè)。隨著國家西部大開發(fā)政策的推行，內(nèi)蒙古中西部呼包鄂地區(qū)的礦產(chǎn)資源為我國新型材料的發(fā)展注入了新的活力，除鋼鐵產(chǎn)業(yè)外，與煤礦資源、黏土礦、稀土礦和沙漠硅砂等相關(guān)的無機(jī)非產(chǎn)業(yè)也得到了蓬勃發(fā)展。因此，我國中西部高校無機(jī)非專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)宜與當(dāng)?shù)刭Y源和就業(yè)要求相適應(yīng)，具備自身的特點(diǎn)。

一、結(jié)合當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)及企業(yè)資源，因地制宜指引學(xué)生專業(yè)方向

內(nèi)蒙古地區(qū)擁有豐富的礦產(chǎn)資源，除金屬資源外，還有大量煤礦資源、黏土礦、稀土礦和沙漠硅砂等，這極大促進(jìn)了本地區(qū)無機(jī)非金屬材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如內(nèi)蒙古鄂爾多斯市達(dá)拉特旗三坰梁工業(yè)園區(qū)，地處蒙、陜、晉三省交匯處，陶瓷生產(chǎn)資源豐富，能源成本優(yōu)勢突出，高速公路、鐵路主干線貼近工業(yè)園，物流運(yùn)輸十分方便，吸引了大量企業(yè)進(jìn)駐，如陶瓷廠、電廠、氧化鋯粉體制備企業(yè)、稀土氧化物加工企業(yè)等。另外，內(nèi)蒙古地區(qū)地廣人稀，太陽能和風(fēng)能的開發(fā)成了熱點(diǎn)。這些企業(yè)及產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，需要引入大量高素質(zhì)無機(jī)非金屬專業(yè)人才。

內(nèi)蒙古中西部工科院校生源的50%來自內(nèi)蒙古，學(xué)生就業(yè)意向留在當(dāng)?shù)?，因此，該地區(qū)的無機(jī)材料專業(yè)應(yīng)有針對性地進(jìn)行培養(yǎng)，既滿足本地市場要求又解決學(xué)生就業(yè)問題。目前的主要方向包括水泥生產(chǎn)、建筑用陶瓷生產(chǎn)、稀土礦提取與加工、玻璃生產(chǎn)、耐火材料生產(chǎn)及光伏產(chǎn)業(yè)等，因此要根據(jù)學(xué)生興趣加強(qiáng)這幾方面的專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。

二、應(yīng)新技術(shù)發(fā)展要求，加強(qiáng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)

在專業(yè)人才培養(yǎng)方面，除了要求學(xué)生穩(wěn)扎穩(wěn)打地掌握基礎(chǔ)知識外，還要應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展要求，全面提高個人能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這就要求學(xué)生不僅夯實(shí)基礎(chǔ)學(xué)科的知識，如數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等方面的自然科學(xué)知識，以及專業(yè)學(xué)科知識如無機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)組成、材料的制備、材料的表征、材料的性能與應(yīng)用的基本理論、基本方法及相關(guān)的基本實(shí)驗(yàn)技能等，還要增加交流拓展類學(xué)科的知識，如外語、計算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用等，工程技術(shù)類知識，如工程制圖、工程設(shè)計基礎(chǔ)、電工電子學(xué)等方面的知識，從而具備一定的創(chuàng)新能力，在設(shè)計、制備、研究新材料等方面展現(xiàn)出一定的素質(zhì)。與此同時，除專業(yè)能力以外，學(xué)生還要具有良好的身體心理素質(zhì)，具備良好的專業(yè)品質(zhì)和與主要面向工作崗位相適應(yīng)的踏實(shí)敬業(yè)、吃苦耐勞、團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)素養(yǎng)。

三、加強(qiáng)應(yīng)用科學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)“上手快，留得住”的優(yōu)質(zhì)專業(yè)人才

工科院校的畢業(yè)生，普遍的就業(yè)對象是工礦企業(yè)，工作環(huán)境較枯燥和艱苦，很多學(xué)生的就業(yè)思想比較理想化，真正參加工作后往往覺得與想象差距太大，不能吃苦也不能堅持，對個人發(fā)展沒有規(guī)劃和定位，容易頻繁跳槽。加強(qiáng)應(yīng)用科學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)的價值和學(xué)習(xí)的目的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)造精神，使學(xué)生改變“眼高手低”的學(xué)習(xí)態(tài)度，增加專業(yè)知識，開闊視野，認(rèn)識到本專業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)和社會生產(chǎn)中的重要性。這就要求在教學(xué)環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教育，讓學(xué)生多進(jìn)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)動手能力，多進(jìn)企業(yè)和廠區(qū)了解現(xiàn)場環(huán)境及工作要求、與企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)接觸、與技術(shù)人員溝通，有目的有方向地進(jìn)行專業(yè)規(guī)劃，制訂學(xué)習(xí)計劃，增強(qiáng)專業(yè)信心，且不好高騖遠(yuǎn)。這樣，學(xué)生就業(yè)后就可以很快上手工作，并且在企業(yè)環(huán)境中穩(wěn)扎穩(wěn)打，開辟自己的職業(yè)生涯。

四、根據(jù)社會發(fā)展要求，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)環(huán)保意識

隨著社會發(fā)展，環(huán)境保護(hù)日益受到人們的關(guān)注，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時擁有良好的生活環(huán)境成為我國發(fā)展的新目標(biāo)。無機(jī)非金屬材料工業(yè)生產(chǎn)大多具有能耗高、排放污染大的缺點(diǎn)，如何保持產(chǎn)業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，又與環(huán)境相協(xié)調(diào)，成為企業(yè)發(fā)展的新目標(biāo)，同時對無機(jī)非專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。近幾年，內(nèi)蒙古中西部的生產(chǎn)企業(yè)逐漸在向廢物利用和節(jié)能減排方面發(fā)展。如水泥廠原料采用電石渣和煤矸石取代熟料，陶瓷廠采用粉煤灰和沙漠硅砂取代黏土和石英，并在相關(guān)領(lǐng)域取得發(fā)明專利。因此，在無機(jī)非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)過程中加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)教育是一條有效且必要的措施，讓學(xué)生認(rèn)識無機(jī)非金屬材料工業(yè)潛在污染的來源和危害，了解污染控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)污染控制的各種技術(shù)手段，掌握個人防護(hù)的技能，通過環(huán)境教育培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識，使學(xué)生樹立環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的觀念。

隨著我國“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，內(nèi)蒙古中西部的無機(jī)非材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步持續(xù)發(fā)展，各學(xué)科之間的交互作用越來越強(qiáng)，這對該地區(qū)本專業(yè)人才培養(yǎng)將提出更高的要求，由對口培養(yǎng)逐漸向適應(yīng)型教育轉(zhuǎn)變，因此無機(jī)非金屬材料專業(yè)的高校學(xué)生培養(yǎng)既要多樣化，又要具備地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，為促進(jìn)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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篇6

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料;建筑工程;材料應(yīng)用

中圖分類號：TU198+.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

Abstract: inorganic non-metallic materials due to its good material properties, has been widely used in China's building project. With the rapid development of science, people continuously improve the quality and performance requirements for building works. This article, based on the development of inorganic non-metallic materials, combined with its material properties, contact the characteristics of China's construction work, to explore the application of inorganic non-metallic materials in the construction works, want to be able to inorganic non-metallic materials in construction play a guiding effect.Keywords: inorganic non-metallic materials; construction; material application

無機(jī)非金屬材料的概述

無機(jī)非金屬材料的范疇

當(dāng)今所謂的無機(jī)非金屬材料科學(xué)是傳統(tǒng)硅酸鹽材料科學(xué)逐漸發(fā)展演變而來。自從20世紀(jì)40年以來，金屬材料、無機(jī)非金屬才來和有機(jī)高分子材料的研究越來越多，使得相關(guān)的材料產(chǎn)品也層出不窮，最終使得這三種材料成為社會各行各業(yè)的主要構(gòu)成材料。從一定意義上說，社會物質(zhì)的不斷豐富，很大程度上是不斷涌現(xiàn)的無機(jī)非金屬材料引起的。

無機(jī)非金屬材料的特性

在建筑行業(yè)，無機(jī)非金屬行業(yè)已經(jīng)有了不少的應(yīng)用。作為一種固體無機(jī)材料，無機(jī)非金屬材料具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)，極強(qiáng)的整體性。建筑對整體性和穩(wěn)定性材料有著很高的需求，這也就為無機(jī)非金屬材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用找到了市場依據(jù)。無機(jī)非金屬材料不易風(fēng)化，耐久性和有效性上有著突出的表現(xiàn)，并且能夠承受一般金屬材料不能承受的高溫，因此能夠作為良好的防火材料。在結(jié)構(gòu)上，無機(jī)非金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，具有良好防水能力，能夠有效地防止雨水或者地表水的滲透。同時，無機(jī)非金屬材料對酸堿的反應(yīng)不大敏感，這對于保證其長久的使用有著重要的意義。

國內(nèi)無機(jī)非金屬材料的現(xiàn)狀

1、高技術(shù)陶瓷材料

高技術(shù)陶瓷材料的主要原材料是人工合成的超細(xì)高純粉體，使用先進(jìn)的材料成型方法，結(jié)合當(dāng)代優(yōu)秀的燒結(jié)工藝和加工技術(shù)技術(shù)而得到的一種具有很高強(qiáng)度的新型無機(jī)非金屬材料。高技術(shù)陶瓷材料的性能好，附加值高，因此主要被應(yīng)用在頂尖的國防工業(yè)材料領(lǐng)域中。高技術(shù)陶瓷具有高硬度、高剛度、耐高溫、耐磨損的優(yōu)良特性，能夠用在集成電路、傳感器和機(jī)械零件等諸多領(lǐng)域。在建筑物的易損傷處使用高技術(shù)陶瓷材料能夠保證建筑整體強(qiáng)度。

2、納米材料

納米科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展為納米材料的研制提供了便利，納米材料是由極細(xì)的晶粒構(gòu)成的，晶粒的尺寸一般處于納米的尺度中。同微米晶體對比，納米材料在材料光學(xué)、材料力學(xué)和材料地磁學(xué)上都表現(xiàn)出了優(yōu)異的特帶你。因此在凝聚態(tài)物理材料研究的領(lǐng)域中，納米材料一直是一個熱點(diǎn)。

3、復(fù)合氧化物與化學(xué)傳感器材料

這種新型的無機(jī)非金屬材料的形態(tài)多種多樣，性能也各有千秋，功能也各具特色。目前對于這種材料的研究重點(diǎn)放在了一些具有特殊功能的材料上。例如：新型的半導(dǎo)體材料，能夠極度靈敏地感知有害氣體的材料等。多功能敏感材料有著對各種狀況相當(dāng)敏感的傳感元件，并且這些傳感元件的結(jié)構(gòu)都比較簡單、使用也相當(dāng)方便，價格一般不高。因此多功能敏感材料在火災(zāi)報警、汽車尾氣檢測等方面有著重要的應(yīng)用。

無機(jī)非金屬材料在建筑行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展方向

節(jié)能、降耗的方向發(fā)展

傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料常常是消耗能源的大戶，世界資源逐漸枯竭的今天，節(jié)能、降耗成為了主體。如何建設(shè)處高質(zhì)量的建筑，在很大程度上都是有材料工業(yè)供給的新型材料的決定的。因此新型無機(jī)非金屬材料在建筑行業(yè)會想節(jié)能、降耗的方向發(fā)展。重視資源節(jié)約型、質(zhì)量效益型、科技引導(dǎo)性的發(fā)展。例如：新型的墻體材料能夠在保證墻體的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，其優(yōu)良的耐久性能夠降低維護(hù)的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約，則中空玻璃的研制成功能夠大大減少材料的使用。目前，大量重復(fù)的建設(shè)和低壽命的設(shè)計已經(jīng)成為嚴(yán)重制約城市建筑建設(shè)的關(guān)鍵，因此現(xiàn)代化建筑就需要有高性能的無機(jī)非金屬材料作為支持，從而較大程度上提高建筑的耐久性和材料的使用壽命。

復(fù)合型方向

復(fù)合型材料有著單一材料無法比擬的優(yōu)良特性，擁有某些特殊的性能，這中優(yōu)良的特性滿足了建筑行業(yè)對材料的需要，合理使用復(fù)合型材料能夠保證建筑功能取向多功能化。在當(dāng)下的許多國家，例如：美國、西歐和日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，早已將無機(jī)非金屬材料技術(shù)的研究發(fā)展在科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略之中，并且處于有限發(fā)展的位置。美國就是這種現(xiàn)象的代表，為了鞏固和保持器在高技術(shù)局勢裝備方面的優(yōu)勢，美國先后制定了《國家關(guān)鍵技術(shù)報告》和《先進(jìn)材料與技術(shù)計劃（AMPP）》，其中將復(fù)合型材料技術(shù)列為六大關(guān)鍵技術(shù)的首列，而日本也發(fā)表了相關(guān)性質(zhì)的文件，支持和推動無機(jī)非金屬新材料的研究。復(fù)合型的發(fā)展方向使得材料的工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化成為可能，對于促進(jìn)無機(jī)非金屬材料技術(shù)的創(chuàng)新和成熟提供了基礎(chǔ)的條件。

小 結(jié)

在對無機(jī)非金屬材料進(jìn)行淺要概述之后，對我國的新型無機(jī)非金屬材料的研究成果進(jìn)行了介紹，對有著優(yōu)良特性的高技術(shù)陶瓷材料、納米材料和復(fù)合氧化物與化學(xué)傳感器材料進(jìn)行了相關(guān)特性的介紹，之后對無機(jī)非金屬材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行分析，認(rèn)為將會向著節(jié)能、降耗和復(fù)合型的方向發(fā)展，并且對于建筑行業(yè)的進(jìn)步和建筑功能多樣化前進(jìn)有著推動作用。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

材料學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)面比較廣，主要就業(yè)方向包括計算機(jī)、金融、教育和科技咨詢等領(lǐng)域。材料專業(yè)的畢業(yè)生可以從事高分子材料加工、高分子材料合成、信息材料、醫(yī)用材料、新型建筑材料、電子電器、汽車、航空航天、貿(mào)易等工作，還可以進(jìn)入研究院所、高等院校和海關(guān)、商檢等部門工作。

材料學(xué)專業(yè)的分類

通常來講，材料分為高分子、無機(jī)非金屬、金屬三大種類。從學(xué)科的角度來講，不同的學(xué)校所開設(shè)的材料學(xué)專業(yè)也不相同。除了傳統(tǒng)意義上的材料科學(xué)專業(yè)、有機(jī)高分子材料專業(yè)、無機(jī)非金屬材料專業(yè)、金屬材料專業(yè)之外，一些學(xué)校還增設(shè)了高分子復(fù)合材料專業(yè)、機(jī)械材料專業(yè)等。以北京航空航天大學(xué)的材料科學(xué)與工程學(xué)院為例，材料科學(xué)與工程學(xué)科為國家一級重點(diǎn)學(xué)科，下設(shè)材料科學(xué)系、材料物理與化學(xué)系、材料加工工程與自動化系、高分子及復(fù)合材料系等。

材料學(xué)專業(yè)就業(yè)知多少

從就業(yè)角度來講，金屬材料專業(yè)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，應(yīng)用面廣，就業(yè)面也相對較廣。復(fù)合材料因?yàn)椴┎杀婇L，在性能上結(jié)合了各種材料的優(yōu)勢，作為一種新型材料廣泛應(yīng)用于生物、航天領(lǐng)域，就業(yè)前景也很好。

總體就業(yè)前景分析

其一，材料學(xué)專業(yè)性強(qiáng)，受國家重視，高技術(shù)人才供不應(yīng)求。現(xiàn)代材料學(xué)科更注重研究各類材料及它們之間相互滲透的交叉性和綜合性特點(diǎn)。經(jīng)歷近半個世紀(jì)對材料微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)相關(guān)機(jī)制的探索和認(rèn)識，材料學(xué)研究的范圍得到巨大拓展，一些具有特殊功能的材料日益受到重視并快速發(fā)展，也為材料學(xué)的發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇和空間。這就需要有一定專業(yè)知識的人才投入到科研工作中，攀登材料科學(xué)的高峰。

其二，隨著時代的進(jìn)步，新型材料運(yùn)用更加廣泛，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展也需要很多新型材料的支持。根據(jù)我國當(dāng)前及未來發(fā)展的實(shí)際情況，材料學(xué)專業(yè)人才在各個行業(yè)需求量的增加為此專業(yè)的學(xué)生提供了很好的就業(yè)機(jī)會。

研究生階段課題方向的選擇很重要

據(jù)中國科學(xué)院學(xué)高分子材料專業(yè)研究生的王芬（化名）同學(xué)介紹，全班40個人，男多女少。雖然傳統(tǒng)意義上是要去中石油、中海油等對口單位，但目前她投簡歷的對象主要是民營企業(yè)，這些企業(yè)對研究方向沒有特別硬性的規(guī)定。

找工作的這段時間以來，王芬覺得材料學(xué)所有的專業(yè)中，金屬材料學(xué)專業(yè)的就業(yè)面還比較寬。找工作時，用人單位會看重求職者的教育背景、研究方向以及課題方向，尤其當(dāng)面試崗位是專職科研人員時，單位對專業(yè)方面的考量會針對畢業(yè)設(shè)計提出，因此研究生階段的課題選擇非常重要。她建議大家認(rèn)真對待畢業(yè)設(shè)計。

腳踏實(shí)地的研究精神不可少

航天某院工作人員高女士建議，在學(xué)校期間，材料學(xué)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該扎實(shí)學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識。她認(rèn)為專業(yè)理論基礎(chǔ)扎實(shí)與否，一方面決定了就業(yè)面的寬窄，更重要的是決定了未來工作發(fā)展?jié)摿Υ笮　Ｒ驗(yàn)榇蠹耶厴I(yè)后的工作與生活是比較忙碌的，很少再有機(jī)會系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

以高女士的就業(yè)經(jīng)歷為例，她認(rèn)為就業(yè)前應(yīng)該事先做好以下準(zhǔn)備：充分利用師兄師姐的經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)歷了解可能的工作方向，了解具體工作單位及崗位情況；面試前一定先盡可能了解面試的單位及崗位需求，做到有的放矢。

據(jù)哈爾濱玻璃鋼研究院人事部一名負(fù)責(zé)人介紹，材料學(xué)專業(yè)的學(xué)生，要具備適應(yīng)艱苦的工作條件的素質(zhì)，因?yàn)樽鰪?fù)合材料研究工作要經(jīng)常去實(shí)驗(yàn)室，更重要的是搞科研一定要坐得下來，能夠經(jīng)得起反復(fù)失敗和挫折的考驗(yàn)。

此外，在面試中，還應(yīng)該積極鍛煉個人表達(dá)能力，為自己增光。

走進(jìn)材料學(xué)專業(yè)

高分子材料——性能優(yōu)異，不可替代

高分子材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易改性、易加工特點(diǎn)，使其具有不可取代的優(yōu)異性能，廣泛用于科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域。很多天然材料通常是高分子材料組成的，如天然橡膠、棉花、人體器官等。人工合成的化學(xué)纖維、塑料和橡膠等也是如此。然而，一些高分子材料會含有毒性，使用、實(shí)驗(yàn)時要注意。

中科院高分子材料學(xué)研究方向的研究生王芬（化名）說：“我在本科時讀的是無機(jī)非金屬材料學(xué)，在研究生時根據(jù)導(dǎo)師的研究方向，選擇了高分子材料學(xué)，即有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料學(xué)，重點(diǎn)研究塑料、橡膠等，應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，為鉆井平臺進(jìn)行驅(qū)油。平日里我們大部分時間在實(shí)驗(yàn)室度過，研究對象為甲醛、乙醇、乙烷等化學(xué)物質(zhì)，一些化學(xué)物質(zhì)如甲醛會有毒性，因此要做好防毒設(shè)施?！?/p>

無機(jī)非金屬材料——基礎(chǔ)學(xué)科，必不可少

無機(jī)非金屬材料是與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一，主要研究建筑、水泥、陶瓷、玻璃等材料。目前比較受到關(guān)注的納米材料也屬于無機(jī)非金屬行列。

無機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多，用途各異，通常把它們分為普通的（傳統(tǒng)的）和先進(jìn)的（新型的）無機(jī)非金屬材料兩大類。新型無機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來的，具有特殊性能和用途的材料。它們是現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。常見的無機(jī)非金屬材料有水泥、 玻璃、 陶瓷等。

篇8

關(guān)鍵詞：環(huán)境；材料；可持續(xù)

為了保護(hù)環(huán)境，各國都在努力，然而，珍稀物種的滅絕、淡水資源的匱乏、全球氣溫的升高等環(huán)境污染問題依然存在，而且愈演愈烈，如何保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境的合理利用依然是世界性難題。為經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，國際材料界出現(xiàn)了一個新的領(lǐng)域——生態(tài)環(huán)境材料。

1環(huán)境材料的分類

生態(tài)環(huán)境的發(fā)展是從上世紀(jì)初才得到發(fā)展的，由于人們工業(yè)化的發(fā)展，造成了人們對環(huán)境的巨大破壞，因此人們逐漸認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要性，開始興起了生態(tài)環(huán)境材料的發(fā)展，逐漸的成為現(xiàn)在的重要課題。(1)金屬材料金屬制品行業(yè)包括結(jié)構(gòu)性金屬制品制造、金屬工具制造及金屬包裝容器制造、不銹鋼及類似日用金屬制品制造，船舶及海洋工程制造等。金屬材料作為使用最為廣泛的一種材料，人類文明的發(fā)展和社會的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時代之后出現(xiàn)的銅器時代、鐵器時代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時代的顯著標(biāo)志?，F(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前最有效的方法是開發(fā)其特殊功能，優(yōu)化使用，即低合金化，較寬的使用范圍，促進(jìn)金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性。(2)無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料也簡稱無機(jī)材料，無機(jī)非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統(tǒng)一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統(tǒng)的)和先進(jìn)的(新型的)無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料是工業(yè)和基本建設(shè)所必需的基礎(chǔ)材料。無機(jī)非金屬材料是20世紀(jì)40年代后，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展從傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來的，已與高分子材料和金屬材料并列為經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的三大材料。包括先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無機(jī)涂層、無機(jī)纖維等。(3)高分子材料高分子材料也稱為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再配有其他添加劑(助劑)所構(gòu)成的材料。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內(nèi)的高分子物質(zhì)，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優(yōu)越的性能——較小的密度、較高的力學(xué)、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。新型高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，被稱為現(xiàn)代高分子三大合成材料的塑料、合成纖維和合成橡膠已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必不可少的重要材料。現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，則向高分子材料提出了更高的要求，因而推動了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，這樣就出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。(4)天然資源環(huán)境材料在自然界中存在許多天然材料與自然環(huán)境具有極好的環(huán)境協(xié)調(diào)性，主要包括無機(jī)類的天然礦物環(huán)境材料和有機(jī)類的天然生物資源高分子環(huán)境材料。天然礦物環(huán)境材料對環(huán)境功能作用主要體現(xiàn)在礦物表面吸附性作用與礦物吸附劑、礦物孔道過濾性作用與礦物過濾劑和分子篩、礦物層間離子交換作用與礦物交換劑、礦物熱效脫硫除塵作用與礦物添加劑等方面。天然金屬礦物具有在水介質(zhì)中的微溶性化學(xué)活性作用與礦物反應(yīng)劑，也能在污染治理領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特的作用。(5)環(huán)境治理功能材料隨著人類生產(chǎn)活動和社會活動的增加，環(huán)境質(zhì)量日趨惡化，自工業(yè)革命以來，由于大量燃料的燃燒、工業(yè)廢棄物和汽車尾氣的排放等原因，曾發(fā)生多起與環(huán)境污染有關(guān)的公害事件，已經(jīng)引起了世界各國的重視。積極開發(fā)治理環(huán)境污染，恢復(fù)生態(tài)平衡是環(huán)境材料發(fā)展的重要方向之一。當(dāng)前材料領(lǐng)域普遍采用天然材料改性的新型環(huán)境功能材料和以廢治廢及資源化技術(shù)來解決日益嚴(yán)峻的資源短缺及環(huán)境污染等難題。

2環(huán)境協(xié)調(diào)性評價(LCA)

(1)環(huán)境負(fù)荷評估方法是LCA(LifeCycleAssessment)。LCA主要包括三個方面：①通過確定和量化與評估對象相關(guān)的能源、物質(zhì)消耗，廢棄物排放，評估其造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)，具有良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性。②評估能源、物質(zhì)消耗和廢棄物排放所造成的環(huán)境影響，零排放是不可能的，要在環(huán)境的允許范圍內(nèi)，可開發(fā)可不可發(fā)的盡量不開發(fā)。③辨別和評估改善環(huán)境的機(jī)會，用最小的投入保證最大的收獲。(2)材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價(MLAC)材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價是將LCA的基本概念、原則和方法應(yīng)用到材料的環(huán)境負(fù)荷評價中，與材料或產(chǎn)品的設(shè)計相結(jié)合。由于與材料相關(guān)的環(huán)境污染占的比重大，對材料進(jìn)行環(huán)境協(xié)調(diào)性評價就顯得非常重要。典型材料的評價，是眾多產(chǎn)品評價的基礎(chǔ)，對典型材料進(jìn)行MLAC可以減少評價的重復(fù)。評價材料的優(yōu)劣要根據(jù)這一背景，建立新的評價體系，補(bǔ)充新的評價內(nèi)容。其研究范圍不斷擴(kuò)大，從傳統(tǒng)的包裝材料，容器等產(chǎn)品領(lǐng)域轉(zhuǎn)向各種金屬、高分子、無機(jī)非金屬和生物材料，從傳統(tǒng)側(cè)重于結(jié)構(gòu)材料的評價轉(zhuǎn)向?qū)δ懿牧系脑u價。

3結(jié)語

21世紀(jì)是經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的世界，世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展必須以自然資源和環(huán)境協(xié)調(diào)性為基礎(chǔ)。人類社會面臨能源、資源危機(jī)和環(huán)境污染，這些問題嚴(yán)重威脅著人類及生物的生存環(huán)境，甚至關(guān)系到生物世界的生存。所以，我們必須充分考慮其環(huán)境協(xié)調(diào)性，加強(qiáng)材料的協(xié)調(diào)性設(shè)計，廣泛應(yīng)用環(huán)境材料。

參考文獻(xiàn)：

[1]王天民.生態(tài)環(huán)境材料[M].天津大學(xué)出版社,2000.

篇9

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)與工程專業(yè) 新創(chuàng)新型人才 培養(yǎng)模式

【中圖分類號】G647【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)06-0031-02

一、引 言

現(xiàn)階段我國高等教育從“知識傳授”向“能力培養(yǎng)”轉(zhuǎn)變,從“精英教育”向“大眾教育”轉(zhuǎn)型,單一的學(xué)科發(fā)展很難培養(yǎng)出社會適應(yīng)性好、厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才。[1]材料科學(xué)與工程專業(yè)作為我校的優(yōu)勢學(xué)科,擔(dān)負(fù)著服務(wù)西部地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重任。探索如何培養(yǎng)適應(yīng)服務(wù)西部、面向全國的厚基礎(chǔ)、寬口徑材料類人才是學(xué)校人才培養(yǎng)方面的重點(diǎn)研究課題。

過去在材料類專業(yè)人才培養(yǎng)中,按工種(行業(yè))分割專業(yè)的單一培養(yǎng)模式已很難適應(yīng)當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展及畢業(yè)學(xué)生就業(yè)模式發(fā)生的變化。[2]國家通過四次專業(yè)大調(diào)整、四次材料學(xué)科專業(yè)目錄調(diào)整和修訂,在學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展上已從單一的材料物理;材料化學(xué);金屬、非金屬材料;高分子材料領(lǐng)域向交叉融合的方向發(fā)展,較大程度的拓寬了專業(yè)知識面。[3]隨著材料科學(xué)與工程專業(yè)規(guī)范、專業(yè)目錄的制定,學(xué)科知識體系趨向多學(xué)科、交叉融合發(fā)展,新材料的研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)與材料的應(yīng)用管理之間的有機(jī)聯(lián)系正成為發(fā)展的主要趨勢,這些變化將導(dǎo)致材料類專業(yè)教學(xué)體系、教育手段、教學(xué)方法與內(nèi)容等諸多因素發(fā)生變革,勢必導(dǎo)致專業(yè)教育模式的重大轉(zhuǎn)變。

近年來,依托材料工程領(lǐng)域國家級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè),我校材料科學(xué)與工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式的探索上取得了很大的發(fā)展。建立了以材料的結(jié)構(gòu)與成分、合成與加工、服役行為和性能四個基本要素為核心的知識體系,以材料科學(xué)與工程一級學(xué)科招生,按材料科學(xué)、材料工程、材料應(yīng)用三個專業(yè)方向培養(yǎng)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。從培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系設(shè)置等方面突出“科工貿(mào)并舉,理工管滲透”的辦學(xué)特色,體現(xiàn)了各學(xué)科間的相互融合和支撐,有利于培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)的創(chuàng)新復(fù)合型人才。

二、我校材料科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展歷程

我院材料科學(xué)與工程專業(yè)最早可追溯到1956年開辦的“混凝土及建筑制品”專業(yè),即為后來的“水泥”專業(yè)前身,1979年撤銷。1970年增設(shè)了西北地區(qū)唯一一家“耐火材料”專業(yè),1993年,經(jīng)原國家教委批準(zhǔn),又增設(shè)了“無機(jī)非金屬材料”專業(yè)。1999年國家專業(yè)大調(diào)整,將“硅酸鹽工程”專業(yè)和“無機(jī)非金屬材料”專業(yè)合并為“無機(jī)非金屬材料工程”專業(yè)。學(xué)院為了較大程度地擴(kuò)大學(xué)生知識面,結(jié)合我院本專業(yè)發(fā)展歷程,當(dāng)時的“無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)”按一二年級統(tǒng)一培養(yǎng),三年級分為“水泥、無機(jī)即耐火材料、建材”三個模塊培養(yǎng),這就成為當(dāng)前新創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的前身。2002年“無機(jī)非金屬材料工程”專業(yè)調(diào)整,將其提升為“材料科學(xué)與工程”專業(yè)一級學(xué)科招生。三、新創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

1.培養(yǎng)模式的確定

全國200多所普通高校都設(shè)有材料科學(xué)與工程專業(yè),其主要教育模式有三類:①基地班/試點(diǎn)班模式;②一、二年級統(tǒng)一開課,不分專業(yè),三、四年級按二級學(xué)科分專業(yè)進(jìn)行教學(xué);③按照一級學(xué)科招生,按二級或三級學(xué)科進(jìn)行培養(yǎng)。

結(jié)合我校辦學(xué)實(shí)際,以及我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)改革,從2002年開始我校材料科學(xué)與工程專業(yè)按材料科學(xué)與工程一級學(xué)科招生,以原有無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)為背景,下設(shè)的材料科學(xué)、材料工程、材料應(yīng)用自主設(shè)立辦學(xué)方向,這是獨(dú)立于前三種教育模式之外的,具有我校特色的辦學(xué)模式。這一培養(yǎng)模式的建立對其它開設(shè)有材料類專業(yè)的本科院校具有一定的參考和示范作用。

2.培養(yǎng)目標(biāo)的定位

依據(jù)材料“四要素”,堅持“以無機(jī)非金屬材料為主,向金屬材料滲透,與土木建筑學(xué)科交叉融合”為特色的辦學(xué)思想,在本科培養(yǎng)方案及課程設(shè)置制定中,將一級學(xué)科分為三個專業(yè)方向培養(yǎng):即材料科學(xué)、材料工程與材料應(yīng)用。

材料科學(xué)方向重點(diǎn)培養(yǎng)具有從事材料性質(zhì)研究和新材料研發(fā)方面知識的高級專門人才;材料工程方向重點(diǎn)培養(yǎng)掌握各種材料工業(yè)化的生產(chǎn)技術(shù)、工藝過程和系統(tǒng)控制等方面知識的高級專門人才;材料應(yīng)用方向重點(diǎn)培養(yǎng)具有材料的應(yīng)用推廣、流通中的材料管理、性能檢測、商務(wù)活動等能力的高級專業(yè)人才。

3.培養(yǎng)方案的修訂

學(xué)校在2004版、2008版培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上,圍繞教學(xué)改革的主導(dǎo)思想,結(jié)合社會人才市場的需要,按照材料科學(xué)與工程專業(yè)3個方向具體培養(yǎng)目標(biāo),對教學(xué)計劃進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的研討與修訂,我校材料科學(xué)與工程專業(yè)2009版培養(yǎng)計劃更加突出三個辦學(xué)方向各自的辦學(xué)特色。

(1)材料科學(xué)方向以高溫陶瓷材料為背景,注重材料性能及結(jié)構(gòu)表征研究、新材料研發(fā),兼顧材料工藝設(shè)計與開發(fā),以高溫陶瓷材料和冶金工程專業(yè)的交叉融合為特色。

(2)材料工程方向以無機(jī)非金屬材料為背景,注重與材料的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)相關(guān)的理論及技術(shù),以生態(tài)建筑材料新工藝、新設(shè)備開發(fā)為特色。

(3)材料應(yīng)用方向以建筑材料為背景,注重建筑材料在土木工程中的應(yīng)用,相關(guān)理論和技術(shù)以及土建施工過程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料與土木工程及工程管理專業(yè)交叉融合為特色。

4.課程設(shè)置體系的構(gòu)建

結(jié)合學(xué)校學(xué)分制改革,材料科學(xué)與工程專業(yè)2009版培養(yǎng)方案對原有培養(yǎng)方案總學(xué)分進(jìn)行了壓縮,課程設(shè)置由必修課、選修課(公選課、限選課、任選課)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)3部分組成,其中適當(dāng)壓縮必修課(尤其是專業(yè)必修課),增加了專業(yè)類選修課,提高了實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重,更加注重擴(kuò)大學(xué)生知識面,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新能力。2009版培養(yǎng)計劃中必修課、選修課、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)三者比例為53∶22∶25。

課程體系設(shè)置在充分滿足三個培養(yǎng)方向所需的共同理論與實(shí)踐基礎(chǔ)的同時,還按照三個方向各自的特點(diǎn)處理好各個方向之間的交叉、滲透和融合。三個方向具有相同的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課,如:數(shù)理化、制圖、英語以及材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料研究方法等公共基礎(chǔ)及專業(yè)基礎(chǔ)課;在專業(yè)課模塊中,開設(shè)具有各自特色的專業(yè)方向課和專業(yè)方向選修課,在滿足學(xué)生興趣的同時,擴(kuò)大學(xué)生的知識面。

為了規(guī)范課程內(nèi)容及知識體系,學(xué)校以材料科學(xué)與工程專業(yè)規(guī)范為依據(jù),結(jié)合材料四要素,確定了知識領(lǐng)域、知識單元和知識點(diǎn)三個層次的知識體系。由知識點(diǎn)的任意組合來確定教學(xué)大綱,使課程體系更具體,實(shí)現(xiàn)課程設(shè)置、教學(xué)大綱的規(guī)范化,克服了任意設(shè)課、課程名稱與教學(xué)內(nèi)容不符等弊端。

5.教學(xué)手段、方法的改進(jìn)

隨著現(xiàn)代化教學(xué)手段不斷成熟,多媒體課件、各類專業(yè)課程網(wǎng)站逐漸走進(jìn)課堂,多媒體動畫將繁雜的公式、實(shí)驗(yàn)等以動態(tài)化的形式向?qū)W生講授。通過近幾年的努力,我院《材料工程基礎(chǔ)》、《土木工程材料》已獲評省級精品課程,《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料物理性能》獲評校級精品課程。并在原有“材料與標(biāo)本陳列館”的基礎(chǔ)上,結(jié)合先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字技術(shù),建設(shè)“材料與礦物數(shù)字博物館”網(wǎng)站,提高材料類相關(guān)學(xué)科及課程的教學(xué)質(zhì)量。在雙語教學(xué)方面,2007年開始在專業(yè)選修課部分增加雙語內(nèi)容,為了讓學(xué)生更快的了解材料學(xué)科的前沿發(fā)展,學(xué)校在2009版培養(yǎng)方案中將雙語課程提升為專業(yè)必修課,極大地促進(jìn)了雙語教學(xué)的開展。

6.創(chuàng)新平臺的搭建

近年來,學(xué)校利用多年來在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域所積累的雄厚的科研實(shí)力和完備的科研設(shè)施條件,不斷為本科教學(xué)搭建平臺。以“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的培養(yǎng)模式,科研帶動教學(xué),加強(qiáng)本科生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。學(xué)院依托“省部共建西部建筑科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”;“國家級材料工程領(lǐng)域人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)”;8個國家級、省部級以上工程中心;10個校企工程中心和12個校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè),聽取來自科研、生產(chǎn)一線的校外專家意見,著力實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與社會的發(fā)展需求緊密結(jié)合,解決好青年教師和學(xué)生實(shí)踐能力不強(qiáng)的問題,提高師資總體水平,改進(jìn)實(shí)習(xí)基地及實(shí)驗(yàn)室條件。確保既有“科工貿(mào)并舉,理工管滲透”的培養(yǎng)方向,又具有培養(yǎng)知識面寬、基礎(chǔ)雄厚、綜合實(shí)力、實(shí)踐能力較強(qiáng)的復(fù)合型、創(chuàng)新型材料類本科專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

四、結(jié)束語

1.我校材料科學(xué)與工程專業(yè)本科按照材料科學(xué)與工程一級學(xué)科招生,按材料科學(xué)、材料工程、材料應(yīng)用三個專業(yè)方向培養(yǎng),從培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系設(shè)置等方面突出“科工貿(mào)并舉,理工管滲透”的辦學(xué)特色,體現(xiàn)了各學(xué)科間的相互融合和支撐,有利于培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)的創(chuàng)新復(fù)合型人才。

2.我校材料科學(xué)與工程專業(yè)按照材料的四要素確定了合理的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及課程教學(xué)體系,并按照學(xué)科發(fā)展不斷完善培養(yǎng)方案、規(guī)范課程教學(xué),促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

3.學(xué)校通過創(chuàng)新平臺的搭建,使教學(xué)內(nèi)容及實(shí)踐環(huán)節(jié)更貼近社會發(fā)展的需要,按照“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的培養(yǎng)模式,以科研帶動教學(xué),同時促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的提高,有助于培養(yǎng)知識面寬、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力較強(qiáng)的創(chuàng)新型材料類專業(yè)本科人才。

參考文獻(xiàn)

1 張勝利、張小絨.厚基礎(chǔ)寬口徑培養(yǎng)高素質(zhì)人才――關(guān)于高校本科教育培養(yǎng)模式的思考.中國林業(yè)教育,2007(4):11～14

篇10

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)，綜合實(shí)驗(yàn)，教學(xué)改革，實(shí)踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0036-02

近年來，我國高等院校辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，如何培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、綜合能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才已成為高等院校培養(yǎng)學(xué)生的新要求。材料測試綜合實(shí)驗(yàn)是我校無機(jī)非金屬材料專業(yè)本科生的必修專業(yè)課，其主要目標(biāo)是使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握各種測試儀器的基本原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用。本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是材料測試方法學(xué)習(xí)的重要組成部分。通過本門課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生掌握偏光顯微鏡和部分大型儀器設(shè)備的操作方法、樣品制備、晶體的鏡下特征、圖譜解釋、數(shù)據(jù)處理等；學(xué)會利用X射線衍射儀、紅外光譜儀、熱分析儀等大型儀器設(shè)備解決材料的物相組成及結(jié)構(gòu)鑒定等問題，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和綜合分析能力。高等教育經(jīng)歷了十多年的大眾化發(fā)展，如何創(chuàng)新教育教學(xué)方法、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、構(gòu)建完善的課程體系，以提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新型人才是目前我國高等教育的教學(xué)改革重點(diǎn)[1]。材料測試綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是基于上述宗旨，不僅要為學(xué)生提供將材料測試方法理論教學(xué)付諸實(shí)踐的機(jī)會，同時還要在實(shí)踐教學(xué)的過程中提升學(xué)生動手能力以及分析問題、解決問題的綜合能力[2]。針對以上目標(biāo)，為了讓學(xué)生能夠更好地掌握無機(jī)材料的測試分析方法并形成系統(tǒng)化的認(rèn)識，我們著重從以下幾方面入手對材料測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行探討。

一、材料測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的設(shè)想

高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)是高等教育適應(yīng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與轉(zhuǎn)型的必然要求，因此在材料測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的設(shè)計與實(shí)施過程中，我們確立了以高素質(zhì)綜合型人才為目標(biāo)的培養(yǎng)模式[3，4]。根據(jù)我校無機(jī)非金屬材料專業(yè)設(shè)置情況，首先結(jié)合材料測試方法理論課教學(xué)內(nèi)容，令實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，進(jìn)一步鞏固學(xué)生對各種測試方法理論的掌握；針對無機(jī)非金屬專業(yè)的特點(diǎn)制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如加大對礦物材料的測試分析環(huán)節(jié)比例，設(shè)計建立多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，加大綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)比例；著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。對于一些實(shí)驗(yàn)程序復(fù)雜、耗時較長的實(shí)驗(yàn)可以開展多個小組的學(xué)生合作完成注重學(xué)生協(xié)同合作精神的培養(yǎng)。

二、材料測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革具體措施

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新與優(yōu)化。由于材料測試方法內(nèi)容廣泛，新儀器、新方法層出不窮，發(fā)展迅速，因此在內(nèi)容選擇上更要突出重點(diǎn)，增設(shè)研究性實(shí)驗(yàn)、分析方案設(shè)計實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，把材料測試實(shí)驗(yàn)教學(xué)由讓學(xué)生學(xué)會使用儀器和測定數(shù)據(jù)，上升到讓其學(xué)會如何運(yùn)用儀器設(shè)備對材料進(jìn)行深入分析的新高度。加大綜合性、專業(yè)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)比例，綜合性實(shí)驗(yàn)課時占到總實(shí)驗(yàn)課時的65%～75%。此外，針對我校無機(jī)非金屬材料專業(yè)辦學(xué)特點(diǎn)，我們在測試儀器的基本操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，還增設(shè)了許多針對無機(jī)礦物材料的研究性實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置不僅能夠確保學(xué)生掌握儀器基本操作方法，而且體現(xiàn)了專業(yè)特點(diǎn)，增強(qiáng)了課程與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，有利于培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要。只有持續(xù)不斷地更新與優(yōu)化，方可令材料測試實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)高層次綜合型人才方面發(fā)揮更大的作用。

2.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)測試前的專項(xiàng)講解。在實(shí)驗(yàn)前的講解過程中，應(yīng)從以教授知識為主的傳統(tǒng)被動教學(xué)方法向啟發(fā)思維、探索知識的主動教學(xué)方法逐漸轉(zhuǎn)變，形成“實(shí)踐引導(dǎo)、自主思考”的教學(xué)模式。在激發(fā)學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的興趣的基礎(chǔ)上，闡明實(shí)驗(yàn)的目的與意義、操作要點(diǎn)以及在現(xiàn)實(shí)生活、工業(yè)、科研等領(lǐng)域的應(yīng)用及國內(nèi)外的相關(guān)前沿知識。讓學(xué)生在對儀器設(shè)備有了充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上，了解當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)，以拓寬學(xué)生的知識面。同時還要清楚地了解相應(yīng)理論課的授課內(nèi)容。這樣方可令實(shí)驗(yàn)前僅有的10～15分鐘講解過程對整體實(shí)驗(yàn)起到有效的指導(dǎo)作用，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的學(xué)習(xí)、操作效率也會隨之提高。

3.重視學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)踐能力的欠缺往往會成為綜合型人才培養(yǎng)的阻礙，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力最直接、最有效的方法，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的主要途徑。我們在教授每種儀器使用的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，都應(yīng)有意識地保留一次培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，課時大約占實(shí)驗(yàn)總課時的1/4～1/3。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中，不單讓學(xué)生熟練掌握儀器的基本操作方法、使用流程，同時要讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，督促學(xué)生認(rèn)真思考、分析相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，鞏固和加深對不同材料測試方法原理的理解。

4.重視實(shí)驗(yàn)后的分析討論。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須帶領(lǐng)學(xué)生對本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各類實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及科學(xué)問題加以分析討論，探討實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理論解釋以加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，訓(xùn)練學(xué)生從多層次、多角度、多方位思考、分析和解決問題。加深學(xué)生對各種材料測試方法的認(rèn)識，讓學(xué)生自己思考、討論，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)與結(jié)果使學(xué)生更有效地掌握知識。逐漸構(gòu)建學(xué)生的從現(xiàn)象認(rèn)識本質(zhì)、從規(guī)律探索抽象的主動學(xué)習(xí)思維，增強(qiáng)學(xué)生的綜合分析能力。這樣的教學(xué)過程不僅能提高學(xué)生的自學(xué)能力、知識遷移能力，而且還能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力、分析和解決問題能力等，是培養(yǎng)高層次綜合型工程技術(shù)人才的重要手段。

學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)是我國目前高等院校人才培養(yǎng)過程中關(guān)注的重點(diǎn)。本文針對無機(jī)非金屬材料專業(yè)本科生的材料測試綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了探討，分別從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新與優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)強(qiáng)化、學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)以及實(shí)驗(yàn)后的分析討論四方面對進(jìn)行了闡述，旨在通過這些改進(jìn)措施使學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)方法，提升學(xué)生的實(shí)踐動手能力及綜合素質(zhì)，進(jìn)而為培養(yǎng)、造就高層次、高質(zhì)量、綜合型的無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域人才提供培訓(xùn)手段。

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