无机非金属材料工程专业电子简历(共9篇)
1.无机非金属材料工程专业电子简历 篇一
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无机非金属材料工程专业实践教学探讨 作者:邓建国 刘东亮
来源:《科技创新导报》2011年第15期
摘 要:培养工程应用型人才是21世纪普通高校发展的方向,而实践教学是其重要环节。四川理工学院材化学院从实践教学体系的构建和实施两方面进行了细致的探讨,为普通高校结合自身特点,培养具有工程能力的应用型人才进行了探索。
关键词:无机非金属材料实践教学探讨
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0132-02
四川理工学院材化学院无机非金属材料专业建于1993年,依托材料科学与工程一级学科。一直以来无机非金属材料专业设置各本科院校都存在同质的办学模式,为了形成竞争力,必须走特色办学之路。实践教学是高等学校根据专业培养目标的要求,有计划地组织学生以获取感性知识,进行基本技能训练,提高实践能力,培养创新精神,增强独立工作能力和科研能力的各种教学形式的统称,包括实验、工程实训、课程设计、科研活动、专业实习、毕业论文(设计)等形式的实践课程。对于以培养应用性人才为主的一般本科院校,实践教学在整个教学过程中有着非常重要的地位,起着其他教学形式不可替代的作用。为此,结合我院材料科学与工程的学科优势,注重构建和优化无机非金属材料专业实践教学体系,依托“材料腐蚀与防护四川省高校重点实验室”这一有利平台,建立具有本校特色的实践教学体系。实践教学体系构建
地方工科类院校主要培养应用型人才,应用型人才主要从事将科学理论转化为可操作应用的工程方案或设计图纸,注重工程技术的素质培养,也就是说更重视工程技术能力的培养。培养学生能将理论与实际结合,应用所掌握的知识和技术解决实际问题和一定的创新能力。因此,我们将无机非金属材料应用型人才实践教学体系目标定位为:“具备基本理论、基本技能和专业知识,能在无机非金属材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事技术开发、工艺和设备设计、技术改造及生产经营管理,适应社会主义市场经济需要的、具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才”。要满足应用型人才的培养目标,科学的实践教学体系的构建是完成这个目标的重要保证。我校实践教学体系的构建,采用顶层设计,整体优化的方法。实践教学由人文课程的研讨和实验教学、课程设计、实习和毕业设计等环节构成。体系包括两个并行的子系统:人文课程的学习、研讨与社会实践内容构成社会人文系统;工程训练、实验、实习、课程设计、毕业设计构成工程技术系统。两个子系统分别构成两条并行的连续培养路线。体系明确教学要求和考核办法,教学内容前后衔接、循序渐进、由简单到复杂、层次分明,并且有很强的连接性和完整性。结合我校特点构建工程技术系统涵盖四部分,如图1示。实践教学体系的实施
我校无机非金属材料专业实践教学由通识教育平台实践教学课程、理工学科基础教育实践平台课程和专业教育实践平台三个部分构成,专业实践、毕业实践与基础实践、通识实践各占47%和53%。为使实践教学体系得以充分实施,我们从教师队伍建设、实践教学教材建设、实践教学环节着手,为应用型人才培养奠定坚实的理论基础和物质保障。
2.1 教师队伍建设
实践教学环节的教师既要具备扎实的理论知识和较高的教学水平,又要有丰富的实践经验和很强的专业实践能力。因而建设一支“双师型”的教师队伍,是实践教学教育提高质量、办出特色的基本保证。本专业在十多年的办学实践中,有40%教师来自企业第一线,具备“双师型”资格,有丰富的实践经验。而其余60%的教师,特别是中青年教师强化专业实践锻炼,一是安排到企业第一线进行一年挂职锻炼;二是在生产实习和毕业实习环节安排带队实习,丰富生产现场知识。另外,聘请既有实践技能又有理论水平的企业专家担任客座教授。通过以上措施95%的教师具有了丰富的实践教学经验。
2.2 实践教学教材建设
根据我校本专业以“应用型人才”为培养目的特点,我们强化了实践环节的教学内容。原所用实践教材大多为上世纪九十年代前后出版,随着科学技术的进步,新材料、新理论、新工艺不断产生,而教材由于编写、出版有一个过程,且内容往往滞后于科学技术的发展。同时,为充分利用“材料腐蚀与防护四川省高校重点实验室”平台资源,体现我校无机非金属材料专业特色,培养出切合时代和市场需求的应用型人才,因此教材的建设变得尤为重要。基于此编写了《粉体材料》、《无机非金属材料工程专业实验》、《工厂设计概论》等系列教材建设。在教材的编写中重点突出基础性、宽口径、前沿性、工程应用性,如:《无机非金属材料专业实验》教材由专业基础实验平台和专业实验平台两部分构成。前者重点突出材料科学与工程一级学科各专业实验的共性,依托四川省高校腐蚀与防腐重点实验室平台,以材料科学与工程专业一级学科编写了“利用DFM扫描模式对粉体材料的形貌进行观察”、“SPM图像的定性及定量分析”、“用X射线荧光光谱仪分析无机材料样品成分”、“差示扫描量热仪测无机材料的热失重”等十二个通识型实验,拓宽实验平台;后者调整本专业的主要理论、材料制备、工艺、工程设计等诸方面的实验内容,以综合性、创新性实验:“陶瓷工艺综合性实验”、“玻璃的彩饰综合实验”、“纳米粉体的制备及其表征”等编入教材,重点突出创新性实验平台特色,融入无机非金属材料最新技术、成果于实验指导书。而《工厂设计概论》采用大量工厂设计实例,一从理论上强化工程实践性,同时结合教学过程每章布置课后设计练习,通过学习学生对工厂设计从全局到局部有详细的掌握,提升同学们的工程设计应用能力。
2.3 实践教学环节建设与管理
建立符合现代工程教育的无机非金属材料专业人才培养体系是专业改革目标,现代工程由“研究→开发→设计→制造→运行→管理”等环节组成工程链,每个环节都存在大量的技术、经济和社会等问题。应用型人才是具有专业基本知识和基本技能实际应用能力的人才,熟悉工程链中所涉及的基本技术。这就要求培养学生掌握基本的专业实践技能,关键是要具有综合职业能力和全面素质。为此我们建立了校内实践教学和校外实习结合的实践教学模式。
2.3.1 校内实践教学建设与管理
校内实践教学包括实验教学、课程设计和毕业设计(论文)。实验教学是培养应用型高级专门人才的基本实践环节,包括基础课实验教学和专业课实验教学,基础课实验教学除本专业常规设置实验《物理化学实验B》、《工程制图C上机》等9门实践课程外,本专业充分利用“材料腐蚀与防护四川省高校重点实验室”的平台优势,综合材料科学与工程相关课程实验于《无机非金属实验》专业基础实验平台中,丰富学生在金属材料和高分子材料专业的基本实验技能。近几年为了强化实践教学,在实验室建设方面进行了大量投入,新增建5000m2实验楼,购置了扫描探针、透射电子显微镜、差热分析仪、X荧光衍射仪等先进仪器设备1000余万元。在专业基础实验课和专业实验培养方向课中,设置涵盖无机非金属材料工程专业基本理论的验证实验、基本技能培养的综合实验、提高创新能力的开放性实验,同时,改革实验课时,使专业实验课时由原来的45学时增加至75学时,强化专业实验学时数。在实验教学管理上,采取由专职实验教师和专业老师共同指导实验模式,由专职实验教师进行实验前准备与平常开放实验的管理,由具有丰富专业知识教师负责实验的具体指导,教师间分工协作,大大强化实验过程的管理,同学们加深了对专业知识的认识。
课程设计是实践教学中重要的一个环节,是对大学四年学习的专业知识的综合能力的考察,尤其是对专业平台课程知识的一次很好的检验。为了强化课程设计实践教学环节,在第六学期设置“无机材料配方及工艺设计”、第七学期设置“无机材料热工设备设计”课程设计,结合信息技术、计算机技术等先进技术开展课程设计,使学生在整个设计过程中学到最新最实用知识。另外,在“无机材料配方及工艺设计”设计中充分应用CAD设计技术和计算机辅助计算技术,简化传统过程中配方计算的繁复性,提高配方计算的准确性和效率。同时,课程设计选题多样化,灵活化,紧贴时代特色,根据无机非金属材料专业的人才培养目标,结合涵盖的专业方向进行立题,如:透明陶瓷配方与工艺设计等。在开展课程设计教学时,授课方法应科学、合理、恰当,采用启发式,讨论式,研究式的指导思路。在设计过程中,加强对设计环节的检查与监督,一般问题个别纠正,普遍问题及时通报,引导全体同学进行修正。通过采取以上措施,同学们锻炼了动手、动脑能力,工程素养得到提高,理论和实践得以紧密地结合。
毕业设计(论文)实践教学是学生大学四年的最后环节,是实践教学的重要一环。毕业设计(论文)题目的选择必须符合专业培养目标。设计(论文)内容涵盖大学四年所学课程的基本内容,设计(论文)尤其是要突出考虑专业平台课程的内容,使学生经毕业设计(论文)实践环节后,其综合运用所学知识解决工程实际问题的能力得到锻炼和提高。毕业设计(论文)在选题的类型上采用理论课题、实际课题、教师的科研课题、厂校合作课题,或者与就业去向相关的课题等,指导教师根据学生的不同情况和特点,安排不同的设计题目。在毕业设计(论文)实践教学的管理上,指
导教师的方法应科学、切实、有针对性,从思想上确立学生的主体地位,放手让学生独立完成。当题目确定后,指导教师要根据学生的不同情况和特点,制定不同的毕业设计(论文)进度和指导方案,并进行全程质量跟踪。具体可分为几个阶段:第一,资料查阅调研阶段,要求学生以书面的形式完成不少于3000字的综述性报告,对课题涉及的领域现状、水平、发展态势,本课题的设计思路,涉及的相关理论等进行论述,了解学生对该课题理解的深度和设计思路,方案是否可行;第二,实验阶段,监督学生对实验原料的选购、配方的设计、实验进行情况、设备使用的熟练程度、实验结果、实验数据的真实性及处理手段是否合理;第三,论文撰写的检查,对论文写作内容安排是否合理、书写格式是否正确、采用的理论是否恰当、实验结果的分析是否准确等内容进行监督检查,及时发现问题,及时解决。由于采取了全程监督检查,从而保证了毕业设计的效果和质量。
2.3.2 校外实习基地建设与实习管理
校外实习是本科生在校四年学习的一个重要的、必不可少的教学内容,是学生将理论知识联系实际的一个纽带,也是学生在校的唯一一次时间最长、接触面最广的实践活动,对学生认识社会、转化思想、具有十分重要的意义。按照应用型人才培养的途径,由于我校该专业平台课程涵盖面广、涉及知识多,因此,在选择实习企业时充分考虑这一点。我校该专业一开始就建立了稳定的具有行业代表性的实习实训基地,如:乐电天威硅业科技有限责任公司、自贡红星电瓷有限公司等企业单位,现我校的校外实习实训基地已达20余个。选择多样化实习基地,可拓宽专业知识面,加深对专业平台课程知识的理解,同时,校外基地为学生提供了在实际生产和工作中进行应用能力培养的机会,也有利于学生毕业后尽快胜任工作岗位。为达到预期的实习效果,由具有丰富生产实践经验教师担任指导老师,在实习管理上采取:在校内首先由指导教师讲解实习安全要求,进入工厂后由工厂安全员强调本厂实习安全注意事项,保证实习正常进行;其次,针对实习企业指导教师向同学提出具体要求,包括了解企业概况,熟悉工厂布局、车间布局、企业管理,掌握生产工艺、产品规格种类及质量要求等方面内容,上述内容记入实习日志。另外,在实习期间以实习内容组织形式丰富多样的知识竞赛,提高同学们实习兴趣,巩固实习内容,几年来实习效果明显,在乐电天威毕业实习后公司一次性招聘本专业学生达15人。
通过实施上述两方面的实践教学,可以提高人才培养的质量,达到应用型人才培养的要求。2008年涵盖无机非金属材料工程专业的材料科学与工程专业获得了“四川省高等学校省级教学团队”称号。结语
加强无机非金属材料专业工程应用型人才培养是适应市场,满足21世纪人才的需求。经上述实践教学的探索,我校该专业毕业生每年就业率在95%以上,显示了借助重点实验平台,合理构建实践教学体系培养工程应用型人才的优势。
参考文献
[1] 张联盟.材料科学与工程专业教学改革研究与实践[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003.[2] 张长森.应用型本科无机非金属材料专业教学改革探索[J].边疆经济与文
化,2007(04):122~125.[3] 魏兆胜.新建工科院校应用型工程教育探讨[J].中国冶金教育,2004(5):9~14.[4] 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[J].黑龙江高教研究,2004(4):86~87.[5] 宋晓岚,杨华明,王海东等.无机非金属材料专业创新人才培养的教学体系优化与实践[J].理工高教研究,2007,26(2):91~93.
2.无机非金属材料工程专业电子简历 篇二
关键词:无机非金属材料工程,实验教学,就业率,优化
一、前言
自1999年高校大规模扩招以来, 在校大学生数量一直呈递增态势, 大学生就业形势一年比一年严峻。教育部部长袁贵仁在2010年全国普通高校毕业生就业工作视频会议上直言:国际金融危机对我国就业的不利影响还没有消除, 如果说2009年是我国经济最困难的一年, 2010年可能是最复杂的一年, 整个宏观层面就业形势就很严峻。那么, 2010年的毕业生人数630万, 再加上往届没有实现就业的学生, 需要就业的毕业生数量之大可想而知。在就业压力大的宏观形势下, 即使作为就业面较广的工科专业无机非金属材料工程也无法回避这个问题, 无机非金属材料工程专业传统就业主要集中在水泥、陶瓷、玻璃等建材领域。在金融危机后国家加大对于基础设施的投入, 扩大内需, 使行业对于毕业生需求有一定的增长, 可是由于毕业生整体基数过大, 仍导致近两年毕业生就业压力陡增。严峻的新形势对我们这样一所地方性的工科院校的培养体系提出了迫切改革的要求, 需要分析当前专业实验教学方面存在的问题, 并在此基础上寻找提高学生就业能力的突破口。
二、当前实验教学现状
1. 实验课时不足, 公共实验室开放时间有限。
无机非金属材料工程专业作为典型传统工科专业, 实验教学异常关键, 实验教学应该在学生课程培养体系中占有非常大的比重, 可由于受传统的实验教学依附理论教学思想的束缚, 各开设无机非专业的高校普遍存在实验课实际课时数不足的情况, 另外一方面学校公共实验室资源有限且对学生开放时间却相对有限, 使学生真正能实际操作的机会非常有限, 导致大部分学生动手能力不强, 理论与实际脱钩。
2. 学生参与积极性不高, 教学方法和手段有待改进。
实验教学需要介绍包括实验目的、实验意义、实验原理、仪器设备和实验方法等主要内容。无机非金属材料专业实验中所使用的仪器设备的体积和尺寸一般较大, 无法在实验教学中将其内部结构一一解说清楚, 加之受实验场地的限制, 在实验教学中每组学生较多, 这对实验内容的讲述造成了困难。因此, 以上内容的介绍往往要借助于理论课的课堂教学。而在课堂上介绍仪器设备和实验步骤, 通常只能是口头讲述并配合示意图的方式, 纸上谈兵, 枯燥乏味, 造成教师讲解和学生理解的困难, 学生容易产生厌烦的情绪, 往往忽视实验过程中的重要细节, 导致实验教学效果不够理想。
3. 硬件设施落后, 实验设备缺乏。
由于实验教学附属于理论教学的老观念, 再加上近些年高校扩招, 学生基数增加整体增加迅猛, 这导致很多高校需要加大基础建设力度, 在资金总数相对有限的情况下, 导致给予本科学生实验教学的专项设备经费有限, 专业实验设备严重不足。部分高校存在老设备超期服役、年久失修的问题, 很大一部分无法正常运转。新设备台套数有限, 根本无法满足新形势下实验教学的要求。尽管近两年学校投人了很大财力购置了一批新的仪器设备, 可台套数依然比较少, 无法满足本专业实验教学的需要。
4. 实验教学内容陈旧与生产实际脱钩严重。
当前, 在很多高校的实验教学内容中, 传统的、陈旧的实验过多, 实验内容跟企业生产, 企业研究热点脱钩, 学生在学校学的, 看到过的, 参加过的, 实验过的都跟到用人单位后面对的情况完全不一样, 全部要重头来, 不能科学反应科学发展与生产实际结合。也直接导致学生参与实验的积极性不高。在传统的实验教学体系中, 验证性实验所占比重过高, 综合、设计性实验比重过低。
三、具体优化思路
1. 增加公共实验室开放时间, 提高学生动手能力。
虽然实验室资源相对有限的局面短时候不可能得到好转, 可是如果能尽可能充分整合现有资源, 在保证实验室管理到位的基础上, 增加公共实验室开放时间, 增加实验学时数, 增大专业实验在课程培养体系中的比重, 也能让学生有更多的动手机会。增加课程实验, 让学生在学习理论知识的同时通过课程实验加深对所学知识的掌握。增加设计性、综合性实验的比重, 让学生自己参与进来, 自己决定自己做什么实验, 怎么做实验, 最大限度地提高学生的学习积极性。让更多的学生能在就业时体现自身的综合专业素质。
2. 开辟第二课堂, 动员学生参与科研项目。
充分利用专业教师科研室资源, 为学生创造第二课堂。鼓励学生进实验室, 由于专业教师的研究领域比较宽泛, 横向科研项目贴近企业生产实际, 纵向科研项目研究方向更靠近科研前沿, 所以学生利用空余时间跟教师从事相关领域研究工作可以极大拓展学生的思路, 开拓视野, 当前我们采用从大三开始允许学生进实验室的方式, 增加学生同老师的交流, 并为学生提供更好的学习和动手机会, 在帮助老师完成科研项目的同时, 更好地历练自身的综合能力, 也为学生以后有更好的发展潜力打下坚实的基础。
3. 改革实验教学方法, 整合实验内容, 增加综合性实验比重。
在实验教学过程中。通过改革教学方法与手段, 在专业实验中增加综合性、设计性实验比重, 以调动学生思考和动手的积极性。如我校开设的材料工学实验, 从最开始实验选题, 到选原料、定配方、成型、烧结、表征、分析, 全部学生自己动手完成。真正体现以人为本, 让学生自己查阅资料, 来理解原理、准备实验、操作过程、分析现象、讨论结果、创新方法等, 这样既使学生了解了所学相关知识, 也锻炼了他们的综合能力。
4. 改革实验考核方法。
全面评价学生素质。目前的实验考核主要以实验报告作为考核依据。老师根据学生实验报告填写的内容给学生打分, 没有独立的考核体系, 学生实验有没有做, 做得好不好, 在做实验的基础上有没有去进一步的思考都体现不出来, 不能完全反映出学生能力的实际情况。所以应该对其考核方法进行改革, 探索出一套新型考核方法, 着重考核学生的综合能力, 可以对学生的知识掌握情况、知识应用能力、动手能力、研究问题能力、创新能力、科研态度等进行全方位地考核, 各个考核指标所占的分值数比例应根据所培养人才的目标来确定。
5. 强化校企合作, 坚持走出去, 引进来。
在当前严峻的就业形势下, 学校应该主动坚持走出去的思路, 利用各种机会到企业调研, 了解企业对于人才的需求。我校无机非专业就一直坚持走出去和引进来的发展思路, 每年都充分利用专业老师带学生外出实习的机会到相关企业实地考核调研, 了解企业对于人才的需求, 及时调整培养方案, 找到学生培养的切入点。同时邀请行业内相关企业家到课堂, 为学生讲解企业发展趋势和企业对技术人才的要求与期望, 让学生在毕业前能真切了解到企业对专业人才的具体要求, 以便他们提前准备, 提高毕业生就业率。近三年, 我校无机非金属材料工程专业实际就业率为100% (含考研) , 一直排名全院第一。
实验教学改革是一个系统工程, 真正坚持落实到位, 除了学校专业负责实验教学的教师有持续的积极性, 更需要学校相关职能部门的大力支持, 需要学校资源的整合, 虽然我们取得了一些成绩, 但是仍有很多待完善的环节, 今后我们应继续加强实验教学改革, 加强实验室和实习基地建设, 走产、学、研相结合之路, 紧跟社会需求, 培养出更多掌握扎实的无机非金属材料工程领域的基础知识, 了解材料科学与工程学科的相关专业知识, 具有专业所必需的计算、实验、测试、计算机应用等方面的能力, 能在无机非金属材料的制备、加工及应用等领域从事生产控制、技术改造、技术开发、技术管理、工艺设计、新产品研发等方面的工作, 适应社会主义市场经济发展的高层次、高素质、德智体全面发展的高级工程技术人才。
参考文献
[1]周永强, 赵家林, 唐万侠, 等.无机非金属材料专业实验课程体系的整体优化[J].理工高教研究, 2003, 22 (5) .
[2]杨明波, 杨惠, 唐丽文, 等.材料科学与工程专业实验课程体系的改革[J].实验技术与管理, 2007, 24: (1) .
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[4]赵晓旭, 汤卉.中国高等学校无机非金属材料专业本科教学现状调查与研究分析[J].高教改革研究与实践, 2003, (12) :156-160.
[5]汤卉, 文山, 等.面向21世纪新型无机非金属材料专业平台课程体系的设计与探索[J].黑龙江高教研究, 2003, (6) :89-91.
3.无机非金属材料工程专业电子简历 篇三
关键词:无机非金属材料;实验室开放;教学研究;综合性实验
无机非金属材料专业主要培养具备无机非金属材料特别是建筑材料科学与工程方面的知识,能够从事该领域的科学研究、技术开发、工艺和设备设计、建筑施工、监理、技术及经营管理等方面的高级工程技术人才。学生通过系统学习及专业训练,掌握该领域的基础理论、专业知识和基本技能,研究无机非金属材料及其复合材料的组成、结构与性能之间的关系,探索无机非金属材料的制备、加工工艺技术及性能测试评价。笔者结合无机非金属专业的特点和毕业生的就业方向,探讨和研究无机非金属材料专业的专业课实验教学,从调整课程设置、修改教学内容、改进考核方法、加大实验室的开放力度等几个方面进行了探讨性研究,提出了改革方案,为无机非金属材料工程专业实验教学改革提供了理论依据。
一、专业实验课的设置及实验内容
在20世纪90年代,高等学校的课程设置和教学内容都进行了改进,无机非金属材料专业经过调整后,把原有的胶凝材料、水泥工艺学、混凝土工艺学等专业课程的实验课的内容,统一调整为无机材料测试技术专业课的实验内容,由于无机材料测试技术课程实验学时较少,删除了现在无机行业使用较少的材料实验内容,如,石灰的消解温度、产浆量;石膏的性质、细度的比表面测定方法等实验内容,增加了一些新型材料的实验内容,这样能使学生及时掌握无机材料科学发展的方向,也增强了学生适应社会的能力。但是新型材料的发展,离不开基础材料,基础材料在无机材料的发展中起着重要作用,新材料及复合材料的实验也是在基础材料实验的基础上有所发展的,拼命地追求新材料的实验内容,忽略了基础实验和传统的实验内容,使得无机非金属材料专业学生在完成本科毕业论文阶段明显感觉到实验动手能力不足,在毕业后的工作中,表现出缺乏基础实验技能的训练。所以,基础材料的实验教学在实验课教学中尤为重要,专业实验课的实验内容更应重视基础材料的内容。
二、专业实验实行独立设课,引导学生重视实验课
高等学校的学生存在一个普遍的现象,重视理论课和考试课,忽视考查课和实验课。这种现象是中国应试教育模式的延伸,在这种教育模式下,学生习惯了考试,不适应考核与考查。只有把实验课与专业课分开,独立设置成一门课程,进行单独考核,单独计入学分,才能引起学生足够的重视,从而提高学生的专业技能。
在建筑领域对无机非金属材料的研究越来越广,各种新材料、复合材料大量更新。实验内容和实验工作量越来越大,在原来的基础上增加实验内容远远满足不了实验课的需求,所以无机材料专业的专业实验课应独立设课。课程时间设置成一段时间(一周或两周),课程应分三个阶段,第一阶段:学生必修实验内容(基础实验);第二阶段:教师布置实验内容(综合性、设计性实验内容);第三阶段:学生自主设计实验内容。通过这三个阶段的学习,学生能够把本科阶段的专业课以及专业基础课的内容贯穿起来,形成一个系统的知识链。
三、加大实验室的开放力度,培养学生的动手能力
要满足实验课独立设课的要求,实验室必须进行全面的开放,满足学生的实验需求。
在学生实验集中阶段,首先选一些验证性实验内容,并同时开放所有的实验室,学生可随时选做必修实验内容的任意一个,但是在规定时间内必须完成所有的必修内容。在这一阶段,要求学生熟悉必修试验项目涉及的实验仪器、原理、操作方法及国家的相关技术规程,掌握必修实验材料的技术性质。通过这一阶段的实践,使学生掌握基础材料的实验方法和评定方法,培养学生的动手能力。在第一阶段结束后,提交实验报告,教师布置下一阶段实验任务,这一过程也是必修内容,教师给定几个综合性试验或者设计性试验题目,学生分组选择后进行实验方案的设计,经教师同意后进行试验并写出实验报告。这一过程提高了学生的实验方案设计能力。最后,由学生根据自己的兴趣爱好提出实验题目、设计实验内容,经教师同意认可后,自行进行试验并提交报告。
学生经过这样一个过程后,使理论知识和实践技能有了衔接,同时也是对各门专业课知识的一个系统的总结,不但提高了理论水平,而且提高了学生的动手能力。
四、注重学科交叉渗透,开设综合性实验,提高学生的专业素质
无机非金属材料学涉及多学科领域,所以在专业实验教学过程中,应注重学科知识的交叉渗透。利用综合性试验项目,把许多相关的学科知识进行融合,使学生掌握相关知识,把理论与实践进行衔接。
在国家开展本科教学水平评估以来,学校为了提高本科教学质量,要求本科毕业设计题目是一人一题,不允许出现雷同论文。本科毕业设计时间持续一个学期,由教师命题,学生自主选择,然后根据自己的论文题目,设计实验方案。由于论文命题都是结合教师的科研内容和研究方向定的,所以实验内容除无机材料学外,还包括有机化学、无机化学、声、光、电、力学等多学科的方方面面。这时大多数学生显得很盲目。使学生在专业试验阶段掌握这些相关的实验内容,开设综合性试验、设计性试验就显得尤为重要。综合性、设计性试验能使学生对所学知识和感兴趣的知识进行整合和改进,在实验过程中掌握实践技能,培养学生的专业素质。
专业实验课改革和实践是一项长期的工作,它涉及相关学科的方方面面,是一项系统而艰巨的任务,必须寻求各方面的支持和帮助。无机非金属材料工程专业的毕业生分布在科研、生产、检测等不同领域,要使毕业生都能在自己的岗位上熟练地发挥自己的特长,充分发挥自己的潜能,是我们教学研究要达到的目的。为了达到这一目的,就要不断进行教学研究,探索无机非金属专业的教学改革和建设,培养学生理论联系实际的能力,增强分析问题、解决问题的能力,开发学生的潜在能力,把学生培养成实用型人才。
参考文献:
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[4]彭永臻.环境工程实验专业基地建设的研究与实践[J].实验室技术与管理,2006(7):5-7.
4.无机非金属专业毕业生简历 篇四
黄女士正在求职中 应届毕业生|女|25岁|大连工业大学|本科|无机非金属材料 查看联系方式基本资料出生年月: 1988年10月 工作年限: 应届毕业生 毕业院校: 大连工业大学 毕业年月: 7月 最高学历: 本科 所学专业: 无机非金属材料 居 住 地: 辽宁省 大连市 甘井子区 籍 贯: 海南省 省直辖县级行政单位 万宁市求职概况 / 求职意向职位类型: 全职 期望月薪: 2500-3000元 期望地点: 重庆市 市辖区 九龙坡区,重庆市 市辖区 沙坪坝区,重庆市 市辖区 沙坪坝区 期望职位: 管理类 行政类 无机非金属方向 意向概述: 我主要想在企业做些管理类或行政工作,工作地点尽可能不要太偏僻。我的爱好是打羽毛球、听音乐、跑步。一周至少有一天的休息时间和工作时间尽可能有规律。本人已经过了国二和英语六级,但英语还有待提高,如有工作需要,会选择继续学习。教育经历9月 - 207月 大连工业大学无机非金属材料本科所获奖项月 学校综合奖学金 --工作实践经验2011年7月 - 2011年8月 在研发中心做一些关于釉的基础实验佛山市欧神诺陶瓷股份有限公司
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5.无机非金属材料工学专业词汇 篇五
一、水泥与混凝土
(一)产品
1.Portland cement 硅酸盐水泥
18.curing
养护
24.decomposition 分解
25.chemical processes 化学过程
27.fineness 细度
28.chemical composition 化学成分32.hydration reaction 水化反应
33.microstructure 微观结构
二、玻璃
(一)产品
1.flat glass
平板玻璃
2.quartz glass 石英玻璃
5.float glass 浮法玻璃
19.glass-ceramics
微晶玻璃
23.prescription glass
(二)生产
51.glass component
玻璃组分
95.bubbl气泡
三、陶瓷
(433个词)
任课教师:徐晓虹○+邢伟宏
2.concrete
混凝土
40.organic chemistry
有机化学
41.inorganic chemistry 无机化学
42.surface chemistry 表面化学
50.harden 硬化
59.clinker
熟料
60.cement-water ratio
灰水比
24.parent glass 原玻璃
76.fusing
熔化
bubble 77.fusing point
熔化温度
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Inorganic Nonmetallic Materials Principles
(一)产品
14.fine ceramics
精细陶瓷 12.structural ceramics
结构陶瓷 15.engineering ceramics
工程陶瓷
13.advanced ceramics 先进陶瓷
7.conductive ceramics 导电陶瓷
(二)生产
14.slip casting 注浆成型 56.heat densification
热致密化
57.self-propagatinghigh-temperature synthesis
42.twice firing
二次烧成
54.plasma furnace 等离子炉 自蔓延高温合成 55.reacti on sintering 反应烧结
五、性能
1.elasticity 弹性
16.soundness
安定性
3.hardness
硬度
23.density
密度
4.surface tension 表面张力
26.flexural strength 弯曲强度
5.viscosity
粘度
28.modulus of elasticity
弹性模量
6.thermal shock resistance 耐热震性
孔隙率 9.strength
强度
29.porosity
耐腐蚀性
11.refractoriness under load 荷重软化温度
Corrosion resistance
14.durability 耐久性
34.compressive strength
抗压强度
35.bending strength
抗弯强度 15.moisture 湿度
6.无机非金属材料专业生产实习报告 篇六
实习目的:通过在邯郸市金宇建设工程检测有限公司短短一个月的实习,认识钢筋力学性能检测(屈服强度、抗拉强度、伸长率等)、土工试验、水泥抗折检、砼强度检测、砼配合比检测、水泥强度检测等一些基本情况,和课本中学到的结合起来,掌握各种试验原理和过程,以及试验设备的工作原理和作用,为所学专业课的以后研究工作作铺垫
实习概况:
(一)公司简介:我实习的单位——邯郸市金宇建设工程检测有限公司,其前身为邯郸市邯三建筑有限公司试验室,成立于1970年。2005年6月经深化改制,组建了邯郸市金宇建设工程检测有限公司。本公司主要承担建筑工程材料及制品的常规检测,所开展的检测项目,均执行现行规范和标准,检测设备齐全(钢筋抗拉试验机、试块抗压试验机、抗折机、振动仪等),计量合格,资料管理规范。本公司一贯坚持公平、公正、公平的工作态度,科学规范的进行检测。
(二)实习内容:
虽说只是实习,但生活的方式却已完全不同于学校里的生活,而是转变成了正式的上班一族:早上8 :30上班一直到下午6:00下班,我小小的肩上也开始扛着法律责任,凡事得谨慎小心,否则随时可能要为一个小小的错误承担严重的后果付出巨大的代价,再也不是一句对不起和一纸道歉书所能解决。此次实习,主要实习的内容是
1、学习钢筋力学性能检测(屈服强度、抗拉强度、伸长率等),土工试验,水泥抗折检,砼强度检测,砼配合比检测,水泥强度检测等;
2、通过做实验,分析理论和实际的区别与联系;
3、认真整理材料检测委托单。
(1)混凝土试块
制作:对于混凝土拌合物做得是坍落度试验,当不大于70mm的混凝土宜用振动压实,大于70mm的宜用捣棒人工捣实。
养护:在温度为20±5℃静置一昼至二昼夜,在湿度为95%以上温度为20±2℃的标准养护下养护。试件表面应保持潮湿,从搅拌加水开始计时,标准养护龄期为28d。
抗压强度:一般来说,尺寸为150mm×150mm×150mm。在我了解并
掌握TYA—2000型压力机的操作规程后,我尝试着做了一组试验,试块尺寸为100mm×100mm×100mm,测得的破坏强度分别为376.17KN、427.91KN、429.25KN,通过公式fcc=F/A知f1=37.6Mpa,f2=42.8Mpa,f3=42.9Mpa。根据强度值的确定规定,最终抗压强度为39.1 Mpa
(2)钢筋
工程上主要用以下的连接方式
1、绑扎搭接: 要求搭接长度要够,28以上的钢筋一般不让搭接;
2、焊接包括闪光对焊(没横向裂纹,电源连接处无焊伤)和电渣压力焊(焊包大于4mm,电源连接处无焊伤)两种;
3、机械连接:通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。先套筒要合格,钢筋剥肋、连接,剥肋不能过长,另外机械连接也需要现场取样复试。
我实习的单位主要进行这几种钢筋的检测。万能试验机是不可或缺的。其操作步骤:
1、接好电源线,按“电源”按钮,指示灯亮
2、开动油泵拧开送油阀使台板上升约10mm,然后关闭送油阀。如果台板已在升起位置,则不必先开动油泵送油,仅将送油阀关好即可。
3、将试样的一端夹于上钳口中,对于配有液压夹头的机型,则按下控制盒上的“上紧”按钮,夹紧试样。
4、在台板已上升,送、回油阀都关闭的情况下,调整指针对准度盘零点。(应在没有加压的条件下操作)
5、启动升降电机调整拉伸试验空间,将试样垂直夹持好。对于配有液压夹头的机型,则按下控制盒上的“下紧”按钮,将试样垂直夹持好。
6、按试验要求得加力速度,缓慢的拧开送油阀进行加力试验。试样断裂后关闭送油阀。如下一组试验间隔较长时间,还应停止油泵工作。
7、打开回油阀卸力后,将从动针拨回零点。
8、取下断裂后的试样。对于配有液压夹头的机型,先按“上松”按钮使上钳口松开,再按“下松”按钮松开下钳口,分别取下断裂的试样。测量断口距接头的尺寸。
钢筋的焊接和机械连接哪个抗拉强度高?一般来说,机械连接强度高,焊接毕竟是高温的,对钢也会产生化学变化。钢筋机械连接的抗拉力来自于套筒与所连接钢筋的摩擦力,一般连接处的抗拉能力要强于钢筋本身的抗拉强度。
(3)土的含水率试验
测定两组数据的差值:当含水率小于40%时为1%;当含水率大于等于40%是为2%,在此范围内土的含水率合格。土的含水率不合格的原因主要在于压实度。影响压实度的原因如下:
1、含水量对压实度的影响。土的含水量小时,土颗粒间的内摩阻力大,压实到一定程度后,某压实功不能反映土的抗力,压实所得干密度小,当土的含水量增大到一定时,水在土颗粒间起着润湿作用,使摩阻力减小,可以得到较大的干密度。对含水量过大的土、沙砾土、无机结合料稳定土等路面材料进行碾压时,便常会发生“软弹”现象而不能压实。
2、碾压层的厚度和碾压遍数的影响。碾压层过厚,非但下层的压实度达不到要求,而且层的上部的压实度也受到不利的影响。碾压遍数多,可以使干密度增加,但到一定值继续增加,干密度增长率直至不再增加。
3、集料级配对压实的影响。均匀颗粒的砂及单一尺寸的砾石和碎石,都难以压实,在检查基层时发现,粗集料过多或细集料过多,都不能达到压实的标准。
(4)混凝土配合比
根据委托单位要求配置C30混凝土,选用矿渣硅酸盐水泥Ps32.5;采用单粒级级配石子16—31.5mm的碎石,砂子采用中砂,要求坍落度为35—50mm。确定混凝土配制的强度:fcu.o≥fcuk+1.645σ,确定单位用水量、砂率及混凝土的最大水灰比和最小水泥用量(以饱和面干骨料为基准进行计算),进行混凝土的试配,采用机械搅拌(搅拌量≥搅拌机额定搅拌量的1/4),机械捣固的方法。首先进行试拌,以检查拌合物的性能,得出基准配合比,强度试验的采用三个不同的配合比。制作三组试件(3×3)块,标准养护28d,对于施工需要通常同时制作几组试件,供快速检验或较早龄期试压(通常为7天),以便提前定出混凝土配合比供施工使用,但应以标准养护28天强度的检验结果为依据调配和比。经计算配合比为水泥:砂子:石子:水=1:1.71:3.17:0.52(砂率为35%,水灰比0.52),坍落度为44mm。
泵送混凝土配合比计算时:
1、水灰比不能太大,否则浆体的粘度太小,制成的混凝土容易离析;
2、水泥用量(含矿物掺合料)不宜过小,否则含浆量不足,即使在同样坍落度情况下,混凝土显得干涩,不利于泵送;
3、混凝土含气量多大,在泵送时这些空气在混凝土中形成无数细小的可压缩体,吸收泵压达到高峰阶段的能量,降低泵送效率,严重时会引起堵泵,所以对泵送混凝土含气量的限值是4%。对于大体积混凝土在配合比设计的角度,主要采取四条措施:
1、采用水化热低的水泥;
2、采用能降低早期水化热的混凝土外加剂;
3、采用掺合料;
4、采用一切措施增加骨料和掺合料用量,降低水泥用量。
(三)心得体会
每天早晨骑着自行车到那先是打扫卫生,干净舒适的环境工作效率高。在我实习的期间,斟茶倒水更是不在话下,帮人家跑腿什么的也是经常的,所以在这里,身体力行,对于生活的体现显然又是更上一层楼了。当然自己还存在着不足,有时候因为辛苦会有点想要放弃,意志不够坚强,立场不够坚定,有时候老板稍微指责两下自己就有点不顺气,自己的脾性还是待加强。我在实习的过程中,既有收获的喜悦,也有一些遗憾。也许是实习日子短有些工作的认识仅仅停留在表面,有些事未能够亲身感受、具体处理一些工作,所以未能领会其精髓。每日重复单调繁琐的工作,时间久了容易厌倦。但一个小小的错误可能会给公司带来巨大的麻烦或损失,还是得认真完成。
在学校时,老师总强调我们要培养自己的自学能力,实习后才能深刻体会到老师的良苦用心。所以必须在工作中勤于动手慢慢琢磨,不断学习不断积累。遇到不懂的地方,自己先想方设法解决,实在不行可以虚心请教他人,而没有自学能力的人迟早要被企业和社会所淘汰。
7.无机非金属材料工程专业电子简历 篇七
一、结合当地矿产及企业资源, 因地制宜指引学生专业方向
内蒙古地区拥有丰富的矿产资源, 除金属资源外, 还有大量煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等, 这极大促进了本地区无机非金属材料产业的发展。 如内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗三垧梁工业园区, 地处蒙、陕、晋三省交汇处, 陶瓷生产资源丰富, 能源成本优势突出, 高速公路、铁路主干线贴近工业园, 物流运输十分方便, 吸引了大量企业进驻, 如陶瓷厂、电厂、氧化锆粉体制备企业、稀土氧化物加工企业等。 另外, 内蒙古地区地广人稀, 太阳能和风能的开发成了热点。 这些企业及产业的迅猛发展, 需要引入大量高素质无机非金属专业人才。
内蒙古中西部工科院校生源的50%来自内蒙古, 学生就业意向留在当地, 因此, 该地区的无机材料专业应有针对性地进行培养, 既满足本地市场要求又解决学生就业问题。 目前的主要方向包括水泥生产、 建筑用陶瓷生产、 稀土矿提取与加工、玻璃生产、耐火材料生产及光伏产业等, 因此要根据学生兴趣加强这几方面的专业素质培养。
二、应新技术发展要求, 加强创新型人才的培养
在专业人才培养方面, 除了要求学生稳扎稳打地掌握基础知识外, 还要应新技术的发展要求, 全面提高个人能力, 增强学生的创新能力。 这就要求学生不仅夯实基础学科的知识, 如数学、物理学和化学等方面的自然科学知识, 以及专业学科知识如无机非金属材料的结构组成、 材料的制备、 材料的表征、材料的性能与应用的基本理论、基本方法及相关的基本实验技能等, 还要增加交流拓展类学科的知识, 如外语、计算机及信息技术应用等, 工程技术类知识, 如工程制图、工程设计基础、电工电子学等方面的知识, 从而具备一定的创新能力, 在设计、制备、研究新材料等方面展现出一定的素质。 与此同时, 除专业能力以外, 学生还要具有良好的身体心理素质, 具备良好的专业品质和与主要面向工作岗位相适应的踏实敬业、吃苦耐劳、团结协作的职业素养。
三、加强应用科学和实践教学, 培养“上手快, 留得住”的优质专业人才
工科院校的毕业生, 普遍的就业对象是工矿企业, 工作环境较枯燥和艰苦, 很多学生的就业思想比较理想化, 真正参加工作后往往觉得与想象差距太大, 不能吃苦也不能坚持, 对个人发展没有规划和定位, 容易频繁跳槽。 加强应用科学和实践教学, 使学生认识到科学的价值和学习的目的, 激发学生的学习兴趣, 培养创造精神, 使学生改变 “眼高手低”的学习态度, 增加专业知识, 开阔视野, 认识到本专业在国民经济和社会生产中的重要性。 这就要求在教学环节中, 加强实践环节的教育, 让学生多进实验室培养动手能力, 多进企业和厂区了解现场环境及工作要求、与企业领导接触、与技术人员沟通, 有目的有方向地进行专业规划, 制订学习计划, 增强专业信心, 且不好高骛远。 这样, 学生就业后就可以很快上手工作, 并且在企业环境中稳扎稳打, 开辟自己的职业生涯。
四、根据社会发展要求, 增强学生专业环保意识
随着社会发展, 环境保护日益受到人们的关注, 经济发展的同时拥有良好的生活环境成为我国发展的新目标。 无机非金属材料工业生产大多具有能耗高、排放污染大的缺点, 如何保持产业的继续发展, 又与环境相协调, 成为企业发展的新目标, 同时对无机非专业人才的培养提出了新的挑战。 近几年, 内蒙古中西部的生产企业逐渐在向废物利用和节能减排方面发展。 如水泥厂原料采用电石渣和煤矸石取代熟料, 陶瓷厂采用粉煤灰和沙漠硅砂取代黏土和石英, 并在相关领域取得发明专利。 因此, 在无机非金属材料专业人才培养过程中加强环境保护教育是一条有效且必要的措施, 让学生认识无机非金属材料工业潜在污染的来源和危害, 了解污染控制的相关标准, 学习污染控制的各种技术手段, 掌握个人防护的技能, 通过环境教育培养学生的环境意识, 使学生树立环境保护和可持续发展的观念。
随着我国“一带一路”发展战略的推进, 内蒙古中西部的无机非材料相关产业将进一步持续发展, 各学科之间的交互作用越来越强, 这对该地区本专业人才培养将提出更高的要求, 由对口培养逐渐向适应型教育转变, 因此无机非金属材料专业的高校学生培养既要多样化, 又要具备地区适应性强的特点, 为促进本地区经济发展作出贡献。
参考文献
[1]吴敏薇.在无机非金属材料教学中实施STS教育的探索[J].希望月报, 2007.10:74, 29.
[2]卜景龙, 梁波.无机非金属材料专业素质教育与培养[J].建材高教理论与实践, 2000, 3 (19) :109-110, 112.
[3]梁晓峰, 唐之良.无机非金属材料专业人才培养中的环保教育[J].高教研究, 2004, 2:67-68.
8.无机非金属材料工程专业电子简历 篇八
【关键词】无机非金属材料 应用型转变 教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)08-0026-02
2015 年教育部、国家发展改革委、财政部发布的《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》明确了相关院校的转型思路和模式。这标志着我国高等教育“重技重能”时代即将来临,表明国家已经将应用型高等教育提升到国家发展战略层面予以重视。应用型本科院校是随着我国社会经济的发展、随着高等教育由“精英教育”向“大众化教育”转变过程中必然要求。这使得传统的人才培养模式、教学模式与方法面临新的挑战,为此,我们在辽宁省教育厅和辽宁大学的相关教学改革项目资助下从人才培养目标、课程观、课程内容、课程考核方式、实践教学体系等方面进行了有益的改革探索。
一、立足社会的应用需求实际 ,设置培养目标
根据无机非金属材料专业应用型转变的要求,我们重新修订本专业培养目标,本专业培养无机非金属材料工程专业知识和材料设计与研究能力,适应当代社会工程需求,具有宽基础、高素质、强能力、重应用的高技术人才。学生毕业后能在无机非金属材料工程领域,尤其是硅酸盐相关专业从事技术开发、工艺和设备设计、科学研究与教学、生产与经营管理等方面工作。新的培养目标更加立足于社会的工程需求实际,其目标定位既要紧密结合学科和行业发展前沿,又要面向社会应用实际,服务产业经济发展。尤其是以培养适合地方经济发展以及企业产业需求的工程应用型人才为主。同时,新的人才培养目标中也要体现出国家发展战略以及相应的社会环境发展趋势,使应用型无机非金属材料工程专业的毕业生要具有更高的专业视野,又具有环境保护意识以及工程师职业伦理道德的新时期高级工程技术人才。
二、改革课程设置观念,建立“学生、应用”为中心课程观
改变过去高校以标准专业为中心的课程观为指导来构建专业的课程体系,应用型专业的课程改革应该把以前的科学教育真正转变为工程教育,以服务社会为出发点,以培养高技术人才为核心重建无机非金属材料专业的课程观。
新的课程观有两个核心思想:一是以学生为主体,强调课程的设置根据学生的个体发展需求、动机和兴趣特长为基本点,以其需要的实践性课程、社会实训以及人文社科知识为内容体系,致力于培养学生的实践动手能力,解决问题能力创新能力以及自学能力,这就要求我们以通识课,选修课为主要内容进行课程设置;二是以社会实际需求为中心,以专业基础知识为骨架,以工程问题相关的社会知识课程为血肉建立课程内容体系,强调专业课程内容的构建要围绕社会工程现实问题的解决,致力于培养学生的实际问题解决能力以及新知识的自学能力为主的综合素质。[1]
三、注重理论联系实践的课程内容改革
为实现专业的应用型转变,课程内容力求保持与学科前沿发展以及工业产业技术发展同步更新。我们从三个方面入手,首先要求专业课指导教师首先进行知识体系的要与时俱进,支持教师参与相关实践工作和实习锻炼,鼓励他们进入企业工厂生产一线,积极培养“双师型”教师,保证我们的专业课教师能够在教学过程中引入一些工程实践案例,根据自身实践经验进行课程理论内容的知识的讲解和探讨,同时鼓励并引导教师进行科研活动,不断探索和接触学科发展前沿,使其授课内容能够时刻紧跟学科知识和技术的发展最新成果;二是进行教材课本内容的更新,无论是引进或编写的教材都要根据社会经济和科技进步的需要,及时进行更新,将新知识、新理论和新技术不断补充到教学内容之中;三是定期邀请企业一线工程师进入高校参与授课,开设反映学科技术发展新成果的课程内容以及知识讲座,从而及时保持学生知识体系的更新。[2]
四、知识、能力和素质并重的课程考核改革
课程考核是应用型本科人才培养过程中的重要环节,是引导学生如何学习,学习内容的有力指挥棒,也是检验学生知识能力掌握情况,教师的课堂教学质量的重要手段。通过课程考核也能检验专业进行应用型转变的成功和不足之处,可以及时进行调整和改变。对于课程考核的改革,我们从两个方面入手,一是改革课程考核重点,突出对学生实际应用能力和综合素质的考核,更多的强调知识的理解和运用能力,改变之前单一的以学科知识点为内容的考核方式,从多方位知识和能力结构对学生进行考核,更多引入适当的工程实际问题作为考核题目,以课程设计成果和实习、实训的作品作为考核成绩,引导学生进行自主学习和系统化知识学习,从而培养学生的解决问题能力和创新能力。二是实现考核方式多样化,改变期末一次考试定成绩的考核方式,不断完善课程考核成绩结构,加大学生平时成绩的考核比重,根据不同课程性质以及教学阶段要求,通过课堂表现、课堂测验、课业成果、小论文等多种考核形式评估学生的知识掌握情况和应用能力。[3]
五、构建面向工程实际的实践教学体系
为更好实现无机非金属材料专业向应用型转变,实践教学体系必须要面向工程实际,同时实践教学内容要结合本专业相关工业的最新发展技术和趋势,及时更新自身实践教学方式和内容。我们具体的做法是,实践教学内容的设计和优化以学生自身实践体验为中心,鼓励学生亲自动手操作,切实对实验理论知识内容和设备仪器操作有自身的体会。进一步地,我们在学生有了一定的工程理解和参与的基础上,根据学生掌握的理论知识、具有的实验技能以及动手能力的水平,逐渐工程实际技术问题,结合产业实际,为学生提供更多设计型、研究型、创新型、综合型的实验实践课程项目,让学生在参与这些课程实验、课程设计以及毕业实习等实践教学过程中能够真正的学习到本专业学科知识的发展前沿以及在相关工业应用情况。
参考文献:
[1]蔡信海.我国工程本科人才培养模式改革研究[D].2012:75-84.
[2]李超,刘成功,孟凡岭,马春蕾,蒋成勇,王诗铭. 无机非金属材料专业实验教学改革研究. 高校实验室研究. 2015:4-6.
9.无机非金属材料 篇九
1.在晶体结构上,某结合力主要包括离子键,共价键或离子共价键混合离子。由于这些化学键的特点,例如高的键能和强大的键极性等,赋予了这一大类材料以高熔点,高强度,耐磨损,高硬度,耐腐蚀及抗氧化的基本属性和宽广的导电性,导热性,透光性以及良好的铁电性,铁磁性和压电性等特殊性能,高温超导性也是新近在这类材料上发现的。
2.在化学组成上,随着无机新材料的发展,无机非金属材料已不局限于硅酸盐还包括其他含氧酸盐,氧化物,氮化物,碳与碳化物,硼化物,氟化物,硫系化合物,硅,锗,Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等,其形态和形状也趋于多样化,复合材料,薄膜,纤维,单晶和非晶材料占有越来越重要的地位。
第一章 玻璃的结构 和性质 玻璃的结构
晶态:周期性,对称性,几何形态,质点排列,自限性,均一性,异向性,稳定性,远程有序。非晶态:进程有序,远程无序。玻璃的通性
1)各向同性
2)介稳性:
玻璃是由熔体急剧冷却而得,由于在冷却过程中粘度急剧增大,质点来不及形成晶体的有规则排列,系统的内能尚未处于最低值,从而处于介稳态,在一定的外界条件下,它们仍具有 自发转化为内能较低的晶体的趋势。
3)无固定熔点
4)性质变化的连续性和可逆性 无规则网络学说
1)玻璃结构与晶体一样,具有三位方向发展的连续无序网架形式,硅氧四面体为最小结构单位,但不象晶体那样,对称均匀地联结成空间网络(有序),而是相互不规则地联结在一起(无序),配位数小的结构团构成无限伸展的无序空间网络。)玻璃中的质点虽然不具有规则的格子 排列,但在大致固定的平衡位置上震动的玻璃网络中的正常离子数与晶体中的配位数 也应该近似。)网络外体的离子填充在网络结构空隙中,对于整体来说 是统计分布的,为了使网络结构
具有一定的稳定性,这些阳离子必须是半径大而电荷小的。
4)形成氧化物玻璃必须满足的四条规则: A 每个氧离子应该与不超过两个阳离子相联。
B 在中心阳离子周围的氧离子 配位数必须小于或等于4;
C 氧多面体相互共角而不共棱或共面。
D 每个多面体至少有三个顶角是共用的。
形成的氧多面体为三角体或四面体
RO2,R2O2,R2O5类型氧化物能满足这一条件,并以玻璃形式出现
简答题: 石英玻璃-碱硅玻璃-钠钙硅玻璃结构性能发生很大的变化,分析碱金属,碱土金属氧化物在其中的作用:
1)熔融石英玻璃其硅氧比值1:2与SiO2分子式相同,可以把它近似的看成是由硅氧网络形成的独立‘大分子’
2)如果在熔融石英玻璃中形成加入碱金属氧化物(如Na2O).就使原来的大分子发生解聚 作用,由于氧的比值增大,玻璃中每个氧已不可能都为两个硅原子所共用,开始出现非桥氧,使硅氧网络产生断裂,非桥氧的存在,使【SiO4
】四面体失去原有 完整性和对称性,结果使玻璃结构减弱,疏松,并导致一系列物理化学性质的变坏,而且碱金属含量越高,性能变差越 严重,因此,二元碱硅玻璃一般无使用价值
3)当在碱性二元玻璃中加入CaO时,性能变差情况大为改观,使玻璃结构和性能发生明显变化,主要表现 为使结构加强,从而表现为一系列物化性质的加强,从而使钠钙硅玻璃性能优良,CaO的这种作用,是由钙离子和钠离子半径相似,但电荷比钠离子大一倍,因此场强比钠离子大得多,具有强化玻璃结构和限制钠离子活动的作用
补网作用:使中间体氧化物全部或部分由6 配位变成4 配位的作用,主要是铝离子取代硅离子。硼氧反常性:
碱金属或碱土金属氧化物加入B203玻璃中,将产生硼氧四面体[B04],而形成硼酸盐玻璃。在一定范围内,碱金属氧化物提供的氧使硼氧三角体[B03]转变为完全由桥氧组成的硅氧四面体,导致B203玻璃从原来的两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构,从而加强了网络,使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比,相应地向着相反的方向变化。玻璃结构中的阳离子的分类
1)按元素与氧结合的单键能(即化合物分解能与配位数之商)的大小和能否生成玻璃,将氧化物分成:网络生成体氧化物,网络外体氧化物和中间体氧化物。2)网络生成体氧化物应满足以下的条件:
A 每个氧化物应与不超过两个阳离子相连;
B 在中心阳离子周围的 氧离子配位数必须小于或等于4;
C氧多面体相互共角而不共棱或共面;
D 每个多面体至少有三个顶角共用。3)这类氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。网络外体或网络修饰体:某些氧化物不能单独生成玻璃,不参加网络而使其阳离子分布在四面体之间的空隙中,以保持网络中局部地区的电中性,因为他们的主要作用是提供额外的氧离子,从而改变网络,故称为网络外体或网络修饰体。如Li2O,Na2O,K2O,CaO,SrO,BaO等。
1)中间体氧化物:比碱金属和碱土金属化合价高而配位数小的阳离子,可以部分地参加网络结构,如BeO,MgO,ZnO, Al2O3等。各种氧化物在玻璃中的作用:
1)碱金属氧化物
A 碱金属氧化物加入到熔融石英玻璃何总,促使硅氧四面体间连接断裂,出现非桥氧,使玻璃结构疏松,导致一系列性能变化,但由于碱金属离子的断网作用使它具有了高温助熔,加速玻璃融化的性能。
B 混合碱效应:在二元碱硅玻璃中,当碱金属氧化物的总量不变,用 一种碱金属 氧化物取代另一种时,玻璃的性质不是呈直线变化的,而出现明显的极值。2)二价金属氧化物:
CaO是网络外体氧化物,Ca2+离子的配位数一般为6,有极化桥氧和减弱硅氧键的作用,CaO的引入可以降低玻璃的高温粘度,玻璃中CaO含量过多,一般会使玻璃的料性变短,脆性增大。
MgO在硅酸盐矿物中存在着两种配位状态(4或6),但多数位于八面体中,属于网络外体,在钠钙硅玻璃中,若以MgO取代CaO,将使玻璃结构疏松,导致玻璃的 密度,硬度下降,但却可以降低玻璃的析晶能力和调节玻璃的料性,含镁玻璃在水和碱液的作用下,易在表面形成硅酸盐薄膜,在一定条件下剥落进入溶液,产生脱片现象。
PbO 铅离子位八个氧离子所包围,其中四个氧离子与铅离子距离较远(0.429nm),另外四个较近(0.23nm).形成不对称配位铅离子外层的 惰性电子对,受较近的四个氧的排斥,推向另外四个氧离子的一边,因此在晶态 PbO中组成一种四方锥体[PbO4]的结构单元,一般 认为,在高铅玻璃中均存在这种四方锥体,它形成一种螺旋形的网络,这种网络使PbO-SiO2系统
具有很大的 玻璃形成区,同时也决定了PbO在硅酸盐熔体中的高度助熔性。2)其他金属氧化物:
玻璃中Al3+离子与在硅酸盐矿物中一样,有两种配位状态,在钠硅酸盐玻璃中,当Na2O/Al2O3大于1 时,Al3+均位于四面体中,小于1时,则作用为网络外体位于八面体中,当Al3+位于铝氧四面体[AlO4]中时,则与硅氧四面体组成了统一的网络,在一般的钠钙硅玻璃中,引入少量的Al2O3,Al3+就可以夺取非桥氧形成铝氧四面体,进入硅氧网络中,把由于Na+的引入而产生的断裂网络通过[AlO4]重新连接起来,使玻璃结 构趋向紧密,并使玻璃的许多性能得以改善,但它对玻璃的电学性能有不良影响,在硅酸样玻璃中,当以Al2O3取代SiO2时,介电损耗和导电率升高,故在真空玻璃中,一般不含或少含Al2O3.B2O3是玻璃形成氧化物,有良好的助熔性,可降低玻璃的高温粘度和提高玻璃的低温粘度,但使用B2O3时要注意硼反常现象。玻璃的生成规律及其相变
简答题: 怎样避免在降温过程中玻璃析晶?
为了避免玻璃析晶,关键是从动力学角度研究以多快速度冷却给定熔体,以避免出现可探测的晶体,卡曼认为:A 晶核生成速率。B 晶体生长速度起主要作用。随着典型玻璃熔体过冷度增加,粘度迅速增大,而成核速率和过冷度关系曲线,晶核生长速率与过冷关系曲线都是具有限量最大值,对典型玻璃熔体,其两个极大值所在的过冷度,分开越大时,越容易冷却成玻璃,因此成速率出现极大值时,熔体在此温度设有适宜的结晶条件,当 两个极大值重合在一个过冷度时,熔体即具有最大的成核速率,又具有最大的生长速率,熔体较易析出晶体而不形成玻璃。影响玻璃生成的因素:
1)热力学条件 2)动力学条件 3)结晶化学条件:
①键强---元素与氧结合的单键强度,负离子团[SiO4] 4-,[Si2O7] 6-
A 网络形成体单键强度大于334.9。
B中间体251.2~334.9。
C 网络外体(修饰体)小于251.2。
②键型---A 离子键化合物----离子,如NaCl.B 金属键物质—电子,正离子状态,无方向性。C 共价键化合物---分子结构---分子间范德华力。
D 离子键金属键---共价键过度时或极性过渡键具有离子共价的双重性质,形成玻璃的概率越大.极性共价键成分促使生成具有固定结构的配位多面体,构成进程有序性而离子成分促使配位多面体不按一定方向连接,造成不对称变形,构成远程无序的网络结构,形成玻璃的倾向大。
③熔体结构----[SiO4] 4-,[Si2O7] 6,[Si6O8]12-,[SiO3]2n-n,[Si4O14]6n-n。O/Si从2到4,聚合程度降低,粘度变小,结晶易,形成玻璃难。O/Si决定着负离子团的大小和聚合度。负离子团结构越大,越易形成玻璃。熔体和玻璃体的成核过程
1)均匀成核
定义:指在宏观均匀的玻璃中,在没有外来物质参与下相界、结构缺陷等无关的成核过程,又称为本征成核或自发成核。
当玻璃熔体处于过冷态时,由于热运动引起组成和结构上的起伏,一部分变成晶相。晶相内质点的有规则排列导致体积自由能减小。然而在新相产生的同时,又将在新生相和液相之间形成新的界面,引起界面自由能的增加,对成核造成势垒。当新相颗粒太小时,界面对体积的比例增大,整个体系自由能增大。当新相达到一定大小(临界值)时,界面对体积的比例就减小,系统的自由能减小,这时新生相就可能稳定成长。这种可能稳定成长的新相区域成为晶核。那些较小的不能稳定成长的新相区域成为晶胚。
2)非均匀成核
定义:依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程,又称为非本征成核。晶体生长
晶体的生长速度随着过冷度的增大而增大。
影响结晶的因素主要有:
1)温度
当熔体从Tm冷却时,ΔT增大,成核和晶体生长的驱动力增大;与此同时,粘度上升,成核和晶体生长的阻力也增大。
2)粘度 当温度降低时(远在Tm点以下),粘度对质点扩散的阻碍作用限制着结晶速度,尤其是限制晶核长大的速度。
3)杂质 杂质的引入会促进结晶,杂质起成核作用,同时增加界面处的流动度,使晶核更快的长大。杂志往往富集在分相玻璃的一相中,富集到一定浓度时将促使这些微相由非晶相转变为晶相。4)界面能 固体的界面能越小,核的生长所需的能量越低,结晶速度越大。11 玻璃的分相
定义:玻璃在高温下为均匀的熔体,在冷却过程中或在一定温度下热处理时,由于内部质点迁移,某些组分分别浓集(偏聚),从而形成化学组成不同的两个相,此过程称为分相。玻璃的理论强度和实际强度
1)实际玻璃的抗折强度比理论强度小2~3个数量级,是由于实际玻璃的脆性和玻璃中存在有微裂纹及不均匀区所致。
2)提高玻璃机械强度的方法: 退火,钢化,表面处理与涂层,微晶化与其他材料成复合材料等。
钢化:均热后自然冷却,形成温度梯度内应力由粘滞流动而松弛;冷却到最后,温度梯度消失,松弛的应力保留为永久应力。
表面处理:膨胀系数小的涂层。
微晶化:析出细小晶体,分散应力,阻止裂纹扩散。
第二、三章 玻璃原料及配合料制备
玻璃辅助原料: 澄清剂,着色剂,脱色剂,氧化剂和还原剂,乳浊剂和其他原料。
玻璃熔制的综合结果是使隔着原料的化合物形成透明的玻璃液。玻璃熔制的五个阶段:
硅酸盐形成的阶段:玻璃形成的阶段;玻璃液的澄清阶段; 玻璃液的均化阶段;玻璃液的冷却阶段。硅酸盐形成阶段的七点变化:
多晶转变; 盐类分解; 生成低共融混合物; 形成复盐; 生成硅酸盐; 排出结晶水和吸附水; 固相熔融向液相转变。玻璃的形成
玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶解扩散速度。
石英砂的分解扩散过程分为两步,首先是砂粒表面发生溶解,而后溶解的SiO2向外扩散 玻璃液中气体的三种状态:(1)可见气泡,(2)物理溶解的气体,(3)化学结合的气体。5 玻璃液的均化
玻璃液的均化包括对其化学均化和热均化两个方面的要求
1)定义:在玻璃形成阶段结束后,在玻璃液中,仍带有与主体玻璃化学成分不同的不均体,消除这种不均体的过程成为玻璃液的均化。
玻璃液的均化过程:
2)不均体的溶解与扩散的均化过程;玻璃液的对流均化过程;因气泡上升而引起的搅拌均化作用。玻璃液的冷却
产生二次气泡的原因:(1)硫酸盐的热分解;(2)物理溶解的气体析出;(3)玻璃中某些组分易产生二次气泡。玻璃的熔制制度:
温度制度,压力制度和气氛制度 坩埚窑中玻璃熔制的温度制度五个阶段:
加热熔窑;熔化;澄清与均化;冷却;成型 玻璃的浮法成型
定义:指熔窑熔融的玻璃液流入锡槽后在熔融金属锡液的表面上成型平板玻璃的方法。
金属锡液的优缺点: 1)锡中所含各种杂质都是组成玻璃的元素;
2)锡的密度大大高于玻璃的密度,有利于对玻璃托浮;
3)锡熔点远低于玻璃出锡槽口的温度,有利于保持玻璃的抛光面; 4)锡的导热率为玻璃的60~70倍,有利于玻璃版面温度的均匀等; 5)锡液的表面张力高于玻璃的表面张力,有利于玻璃的拉薄;
6)锡液有极低的粘度,这表明有良好的热对流的运动性能,这对均匀浮法表面温度有较大的影响。7)使用锡液作浮抛介质的主要缺点是Sn极易氧化为SnO和SnO2,它不利于玻璃的抛光,同时又是产生虹彩、沾锡、光畸变等玻璃缺陷的主要原因,为此采用保护气体。
第四章 玻璃的退火与淬火
玻璃的应力:
热应力、结构应力和机械应力
1)热应力:玻璃中由于 存在温差而产生的应力。
按其存在特点分为:暂时应力和永久应力。
暂时应力: 在温度低于应变点时,处于弹性变形温度范围内(即脆性状态)的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力,随着温度梯度的存在而存在,随温度梯度的消失而消失,这种应力成为暂时应力。
永久应力: 当玻璃内外温度 相等所残留的热应力
将一玻璃板加热到高于玻璃应变点以上的某一温度,待均热后板两面均匀自然冷却,经一定时间后玻璃中的温度场呈抛物线分布。玻璃外层为张应力而内层为压应力,由于应变点以上的玻璃具有粘弹性,即此时的玻璃为可塑状态,在受力后会产生位移和变形,使由温度梯度 所产生的内应力消失。这个过程成为应力松弛过程,这时的玻璃内外层虽存在着温度梯度但不存在应力。当玻璃冷却到应变点以下,玻璃已成为弹性体,以后的降温与应力变化与前述的产生暂时应力情况相同,待冷却到室温时,虽然消除了应变点以下产生的应力,但不能消除应变点以上所产生的应力,此时,应力方向恰好相反,即表面为压应力,内部为张应力,这种应力为永久应力。
结构应力:玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力。
机械应力: 由外力作用在玻璃上引起的应力,当外力除去时应力随之消失,此应力为机械应力。玻璃的退火
定义:为了消除玻璃中的永久应力,必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度Tg附近的某一温度进行保温均热,以消除玻璃各部分的温度梯度,使应力松弛。
这个选定的温度成为退火温度。玻璃的淬火
定义:将玻璃制品家人到转变温度Tg以上50~60度,然后在冷却介质中(淬火介质)急速均匀冷却,在这一过程中玻璃的内层和表面将产生很大的温度梯度,由此引起的应力由于玻璃的粘滞流动,所以造成了有温度梯度而无应力的状态。
玻璃淬火后所产生的应力大小与淬火温度,冷却速度,玻璃的化学组成以及厚度等有直接关系。
第五章 玻璃的缺陷
通常所谓玻璃缺陷是指 玻璃体内存在的、引起玻璃体均匀性破坏的各种夹杂物,如 气泡、结石、条纹、节瘤等。
结石:是出现在玻璃中的结晶夹杂物。结石是玻璃制品中最严重的缺陷,它不仅 破坏了玻璃制品的外观和光学均一性,而且降低了制品的使用价值。
玻璃夹杂物(条纹和节瘤):玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物
第六章 建筑玻璃及其深加工
深加工的产品主要有: 钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。
微晶玻璃:把加工晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化处理,使原单一的玻 璃形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料,称之为微晶玻璃。
微晶玻璃与传统玻璃不同,它是利用晶核剂或紫外辐射等方法使玻璃内形成晶核,再经过 热处理使晶核长大,成为一种受控结晶过程,形成玻璃与某些晶体共存的材料,能制成零膨胀,高强度及特定的电性质和机械性质的微晶玻璃。
夹层玻璃:是由两片或两片以上的玻璃用合成树脂胶片(是聚乙烯丁醛薄膜)粘结在一起而制成的一种安全玻璃。
为什么又叫安全玻璃? 由于透明树脂胶片的粘结作用使得玻璃保持良好的透明性外,玻璃体的抗冲击能力也得到提高。
第七章 陶瓷原料
陶瓷原料的分类:粘土,石英和长石。
可塑性:指粘土与适量的水混炼以后形成的泥团,可在外力的作用下产生变形但不开裂;并在外力除去后,仍能保持原有形状的性质。
触变性:指粘土泥浆或泥团受到振动或搅拌时,粘度降低而流动性增加,静置后渐恢复原状或泥料在放置一段时间后,在水分不变时泥料变稠和固化的性质。
石英在陶瓷生产中的作用:
1)是瘠性料,可降低可塑性,减少收缩变形,加快干燥;
2)在高温时可部分 溶于长石玻璃中,增加液相粘度,减小高温时的坯体变形; 3)未熔石英与莫来石一起可构成坯体骨架,增加强度;
4)在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度和粘度,提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀性。长石类原料对陶瓷的作用: 1)高温下熔融在乳白色玻璃,溶解石英颗粒和部分高岭土,分解物促进成瓷反应的进行--助熔作用。2)高温形成的玻璃具较大粘度,起到高温热塑作用和高温胶结作用,防止高温变形。
3)高温形成的玻璃在冷却时,不析晶,以透明玻璃体状态存在,增加瓷的透明度,提高光泽度,改善瓷的外观质量和使用性能。
4)极性物料可提高坯的疏水性和干燥速度。硅灰石 Ca[SiO3]或CaO.SiO2 无水
因本身不含有机物和结构水,干燥收缩和烧成收缩都很小,作为陶瓷原料有特殊的优良性能,故用途很广。其热膨胀系数小,适于快速烧成。烧成后,瓷坯中的针状硅灰石晶体交叉排列成网状,使制品的强度提高,并有抗热冲击性能高、介电损失小等优点。
第八章 配料计算及坯料制备
传统陶瓷的坯料组成:瓷器、炻器、精陶
区别: 瓷器有良好的色泽,一定的透明度和热稳定性,机械强度
炻器介于陶器和瓷器之间,于陶的区别是气孔率较低,是致密烧结;于瓷器的区别是坯体带色且无半透明性。如铺地砖,缸器,茶具。多孔性坯体结构,机械强度不高,且有吸湿膨胀性。如建筑釉面瓷砖和卫生器皿
其中瓷器分为三种:长石质瓷、骨灰质瓷、日用滑石质瓷。
第九章 成型
坯料在加入(或含有)液体(一般是水)后,可形成一种特殊状态,具有了锁需要的工艺性能。加入大量的 水(28%~~35%)可使 坯料颗粒形成稠厚的悬浮液、为注浆坯料;少量的水时,则形成能捏成团的粉料,在8%~15%时为水量干压坯料;3%~~7%之间为 干压坯料;水量适中时(18%~~25%)则形成可塑坯料。影响可塑性的因素:
1)液相含量与性质; 2)颗粒尺寸和形状; 3)矿物种类; 4)吸附阳离子 可塑成型工艺:
1)雕塑与拉坯; 2)旋压成型; 3)滚压成型; 4)挤压与车坯成型; 5)塑压成型; 6)注塑成型; 7)轧模成型 注浆成型工艺:
1)空心注浆; 2)实心注浆; 3)真空注浆; 4)离心注浆; 5)压力注浆 压制成型工艺:
1)干压或半干压成型 2)等静压成型
第十章 釉料制备及施釉 釉的分类:习惯以主要溶剂的名称命名如铅釉、石灰釉、长石釉等。
长石釉----釉式中的K2O+Na2O的摩尔数等于或少大于RO的摩尔数,长石釉的高温粘度大,烧成范围宽,硬度较大。各成分在釉料中的作用:
1)玻璃形成剂; 2)助溶剂; 3)乳浊剂; 4)着色剂; 5)其他辅助剂 釉料配方的总原则是--釉料必须适应于坯料。釉料配方的经验规律:
1)(SiO2+B2O3):(R2O+RO)=(1:1)~(3:1),这样不致使熔块温度太高而引起PbO,B22O3和碱性氧化物大量挥发; 2)在熔块中碱性金属氧化物与碱土金属氧化物之比应小于1;
3)含硼熔块中,SiO2/B2O3应在2以上; 4)熔块中Al2O3的摩尔数应小于0.2.4 坯釉中间层的形成与作用
由于坯釉化学组成上的差异,烧釉时釉的某些成分渗透到坯体的表层中,坯体的某些成分也会扩散到釉中,熔解到釉中。通过熔解与扩散的作用,使接触带的化学组成和物理性质介于坯体与釉层之间,结果形成中间层。具体地说,该层吸收了坯体中的Al2O3,SiO2等成分,又吸收了釉料中的碱性氧化物及B2O3等。它对调整坯釉之间的差别、缓和釉层中应力、改善 坯釉的结合性能起一定的作用。釉的熔融温度范围
化学组成对熔制性能的影响主要取决于釉式中的Al2O3, SiO2含量的增加,釉的成熟温度相应提高,而Al2O3的贡献大于SiO2..碱金属和金土金属氧化物作为熔剂 可降低釉的熔融温度。Li2O,Na2O,K2O,PbO和B2O3都是强助溶剂,又称软熔剂,在低温下起助熔作用。而CaO,MgO,ZnO 等,主要在较高温度下发挥熔剂作用而成硬熔剂。坯和釉的适应性
坯釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体,冷却后与坯体紧密结合成完美的整体,不开裂,不剥落的能力。
影响坯、釉适应性的因素主要有四个方面: 1)热膨胀系数对坯、釉适应性的影响
因釉和坯是紧密联系着的,对釉的要求是釉熔体在冷却后能与坯体很好的结合,既不开裂也不剥落,为此要求坯和釉的热膨胀性系数相适应。一般要求釉的热膨胀系数略小于坯。2)中间层对坯、釉适应性的影响
中间层可促使坯釉间的热应力均匀。发育良好的中间层可填满坯体表面的隙缝,减弱坯釉间的应力,增大制品的机械强度。
3)釉的弹性、抗张强度对坯、釉适应性的影响
具有较高弹性(即弹性模量较小)的釉能补偿坯、釉接触层中形变差所产生的应力和机械作用所产生的应 变,即使坯、釉热膨胀系数相差较大,釉层也不一定开裂、剥落。釉的抗张强度高,抗釉裂的能力就强,坯釉适应性就好。化学组成与热膨胀系数、弹性模量、抗张强度三者间的关系较复杂,难以同时满足这三方面的要求,应在考虑热膨胀系数的前提下使釉的抗张强度较高,弹性较好为佳。4)釉层厚度对坯、釉适应性的影响
薄釉层在煅烧时组分的改变比厚釉层大,釉的热膨胀系数降低得多,而且中间层相对 厚度增加,有利于提高釉中的压力,有利于提高釉适应性。对于厚釉层,坯、釉中间层厚度相对降低,因而不足以缓和两者之间因热膨胀 系数差异而出现的有害应力,不利于坯釉适应性。
釉层厚度对于釉面外观质量有直接影响,釉层厚会加重中间层的负担,易造成釉面开裂及其它缺陷,而釉层过薄则易发生于釉想象,一般釉层通常小于0.3mm或通过实验来确定。7 基本施釉的方法有浸釉、烧釉和喷釉。
发展中的施釉方法:流化床施釉、热喷施釉、干压施釉。
第十一章 干燥 坯体在干燥过程中变化的主要特征是随干燥时间的延长,坯体温度升高,含水率降低,体积收缩;气孔率提高,强度增加。影响干燥速度的因素及其作用
1)坯料的性质 粘土的可塑性越强,加入量越多,颗粒越细,干燥速度就越难提高;瘠性物料越多,颗粒越粗,越有利于提高干燥速度。
2)坯体形状、大小和厚度 形状复杂,体大壁厚的坯体在干燥时易产生收缩应力,故其干燥速度应加以控制,不宜太快。
3)坯体温度 坯体温度高,水的粘度小,有利于水分表面移动。
4)干燥介质的性质 干燥介质温度越高,湿度越小,则吸收水分的能力越大。增大干燥介质速度,减小边界层的厚度,增大对流传质系数,则可加快干燥速度。
5)使热扩散与湿扩散的方向一致 坯体中水分的内扩散包括湿扩散和热扩散。湿扩散是坯体内部由于存在湿度梯度引起的水分移动,其方向由坯体内部指向坯体外部;热扩散是坯体内部由于存在温度梯度而使水分移动,其方向由坯体表面指向坯体中心。当温度梯度与湿度梯度方向一致时会显著加快内扩散速度。
第十二章 烧成 烧成过程中的物理化学变化
1)低温阶段(室温~300度)
低温阶段也成坯体水分蒸发期。主要是排除在干燥过程中没有除掉的残余水分。随水分的 排除,组成坯体的固体颗粒逐渐靠拢,坯体发生少量收缩哦,气孔率增加。2)中温阶段(300~950度)
坯体内部发生较复杂的物理化学变化,瓷坯中所含有机物、碳酸盐、硫酸盐及铁的化学物等,大多要在此阶段发生氧化与分解,此外还伴随有晶型转变,结构水排除和一些物理变化。
坯体中存在的碳素及有机物在600度以上开始氧化分解,这类反应一直要进行到高温。碳素、硫化物及有机物必须在本阶段氧化,产生的气体必须完全排除掉,不然会引起坯体起泡。3)高温阶段(950度~~最高烧成温度)
高温阶段也称为玻化成瓷期,是烧成过程中温度最高的阶段。在本阶段坯体开始烧结,釉层开始融化。由于各地陶瓷制品晶胚、釉组成和性能的不同,对烧成温度和烧成气氛的要求也不相同。
弱还原阶段:在此阶段,由于熔融长石和其他低共融物形成的液相大量增加液相的表面张力作用,使坯体颗粒重新排列紧密,使颗粒相互胶结并填充空隙,颗粒间距缩小,坯体逐渐致密。同时促进莫来石的生成和发育,降低烧成温度,促进烧结。莫来石晶体长大并 形成‘骨架’,坯体强度增大。2 烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。气氛的作用:
1)气氛对陶瓷坯体过烧膨胀的影响
瓷石-高岭土瓷坯在还原气氛中过烧,产生的膨胀比在氧化气氛小得多;高岭土-长石-石英-膨润土瓷坯却在还原气氛下的过烧膨胀较大。2)气氛对坯体的收缩和烧结的影响
二者在还原气氛中的烧结温度都比在氧化气氛中低,随含铁量的减少而减小。瓷石质坯体在还原气氛中的收缩大,长石和膨润土坯则相反。
3)气氛对坯的颜色和透光性以及釉层质量的影响 A 影响铁、钛的价数
氧化焰烧成产生胶态Fe2O3而显黄色,还原焰则形成FeO显淡青色。含钛坯料应避免还原焰,因为其会使坯体颜色加深,而失去增白作用。
B 使SiO2和CO还原 SiO2经还原分解作用,生成单质硅,产生黑斑;CO则会分解出C而产生烟熏,也可产生釉泡。瓷器的烧成缺陷: 记五个
开裂;变形;气泡; 毛孔和桔釉; 色黄、火刺、落渣、斑点、烟熏; 生烧和过烧; 釉裂(惊釉); 釉缕与缺釉。
第十四章 气硬性胶凝材料 石膏的脱水转变图 P170-图14-2 2 石膏浆体的硬化
石膏哦浆体硬化并形成具有强度的人造石,一般认为其结构变化经历两个阶段,即凝聚结构形成阶段和结晶结构网的形成和发展阶段。在凝聚结构形成阶段,石膏浆体中的微粒彼此之间存在一个薄膜,粒子之间通过水膜以范德华分子引力互相作用,仅具有低的强度,这种结构具有触变复原的特性。在结晶结构网的形成和发展阶段,水化物晶粒已大量形成,结晶不断长大,且晶粒之间相互接触和连生,使整个石膏浆体形成一个结晶结构网,具有较高的强度,并且不再具有触变复原的特点。
尤为指出的是,石膏浆体在其自身硬化过程中,存在着结构的形成和结构的破坏这一对矛盾,其影响因素是多方面的,但是最本质的因素是与过饱和度有关。过饱和度较高时液相中形成的晶核数量多,晶粒细小,因而产生的结晶接触点多,容易形成结构网,反之,过饱和度较低则液相中形成的晶核数量少,晶粒粗大,因而结晶接触点也较少,形成同等结晶结构网所消耗的水化物较多。在初始结构形成以后,水化物继续生成,有利于结晶结构网的密实强化。但是,当达到某一限度值后,若过饱和度仍然过大,水化物势必会继续增加,就会对已形成的结晶结构网产生一种内应力(成为结晶应力),当结晶应力大于结构所能承受的限度时,就会导致结构破坏。此外,在结晶接触点的区段,晶格不可避免地发生歪曲和变形,因此,它与规则晶体相比较,具有较高的溶解度。所以,在潮湿条件下,产生接触点的溶解和较大晶体的再结晶,也会明显地影响石膏硬化浆体的结构强度。实际生产中,应注意控制石膏的质量和细度、养护温度、水灰比以及外加剂的 种类和掺量,从而保证石膏制品的质量。
3石灰浆体的硬化: 干燥硬化和碳化硬化。
第十五章 硅酸盐水泥 煅烧过程中的物理和化学变化
1)干燥和脱水; 2)碳酸盐分解; 3)固相反应; 4)孰料烧结; 5)孰料冷却。水泥孰料中各种氧化物的作用;1)CaO.CaO是水泥孰料的主要成分。作用:与酸性氧化物作用,生成C2S,C3S,C3A,C4AF等孰料矿物,其中C3S是由CaO与C2S作用后形成的,因此CaO的含量会直接影响到C3S的含量。CaO含量过少,生成的C3S就少; 若CaO过量,会产生游离CaO,使水泥的安定性不良。一般含量在62~68%。
2)SiO2.SiO2也是水泥的主要成分之一,其含量决定水泥孰料中CaSiO3矿物的数量。当CaO含量一定时,SiO2的含量影响C3S和C2S的相对含量。SiO2含量较高时,C3S的生成量减少,其含量一般在20~24%。
3)Al2O3,Fe2O3.与CaO作用,生成C3A,C4AF.在CaO-Al2O3-Fe2O3组成中,首先是CaO+ Al2O3形成C3A,随后C3A+ Fe2O3生成C4AF.只有Fe2O3及时作用完了,才有C3A的存在,所以配比应考虑Al2O3/ Fe2O3比。4)MgO.MgO超过一定含量时,会以方镁石的形式存在,使水泥安定性不良。水泥孰料的组成:
1)硅酸三钙
A矿:硅酸三钙并不以纯的形式存在,而是含有少量氧化镁,氧化铝等形成的固溶体。
硅酸三钙加水调和后,凝结时间正常。它水化较快,粒径为40μm~45μm的硅酸三钙颗粒,加水后28D其水化程度可达到70%左右。所以硅酸三钙强度发展比较快,早期强度较高,且强度增进率较大,28D强度可以达到其一年强度的70%~80%。但硅酸三钙水化热较高,抗水性较差,且孰料中硅酸三钙含量过高时,会给煅烧带来困难,往往使孰料中游离氧化钙增高,从而降低水泥强度,甚至影响水泥安定性。2)硅酸二钙
B矿:以固熔有少量氧化物的β-C2S的形式存在的硅酸二钙。
贝利特水化较慢,至28D 龄期仅水化20%左右,凝结硬化缓慢,早期强度较低,但28D以后,强度仍能较快增长,在一年后,可以赶上阿里特。贝利特水化热较小,抗水性较好,因而对大体积工程或处于一定侵蚀环境下的工程用水泥,适量提高贝利特含量,降低阿里特含量是有利的。3)中间相
填充在阿里特,贝利特之间的铝酸盐,铁酸盐,组成不定的玻璃体和含碱化合物等成为中间相。
A.铝酸钙:铝酸三钙水化迅速,放热多,凝结很快,如不加石膏等缓凝剂,易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快,它的强度3天内就大部分发挥出来;故其早期强度较高,但绝对值不高,以后几乎不再增大,甚至倒缩。铝酸三钙的干缩变形大,抗硫酸盐性能差。
B.铁铝酸四钙的水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间,但随后的发展不如硅酸三钙。它的强度早期发展较快,后期还能不断增长,类似于硅酸二钙,才利特(C矿)的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好,但有一定的水硬性。
4)游离氧化钙和方镁石 4 孰料的率值
率值作为生产控制的一种指标,可以比较方便地表示化学成分和矿物组成之间的关系,明确地表示对水泥孰料的性能和煅烧的影响。
1)硅率:表示孰料中SiO2与Al2O3,Fe2O3之和的质量比值,以SM或n表示。
硅率表达了水泥孰料矿物中硅酸盐矿物与熔剂性矿物C3A+C4AF)之间的数量对比关系。硅率越大,则硅酸盐矿物含量越高,熔剂性矿物含量越少,煅烧过程中出现的液相含量越小,所要求的烧成温度越高;但硅率过小,则煅烧过程中容易形成孰料大块甚至结圈。通常硅率控制在1.7~2.7之间。
2)铝率:又称铁率,表示孰料中Al2O3和Fe2O3含量的质量比,以IM或P表示。
若孰料中Al2O3和Fe2O3的总含量已确定,那么铝率表示C3A和C4AF的相对含量。3)石灰饱和系数
在水泥孰料中,氧化钙总是与酸性氧化物Al2O3,Fe2O3饱和生成C3A,C4AF,在生成上述矿物后,所余下的CaO与使SiO2饱和形成C3S所需的CaO的比值成为石灰饱和系数,以KH表示。它表示SiO2与CaO 饱和形成C3S的程度。C3S的水化
C3S的水化作用、产物以及所形成的结构对硬化水泥浆体的性能起主导作用。P198-图15-4说明C3S的水化过程五个阶段。表15-10.6 硅酸盐水泥的水化(三个阶段):
1)钙矾石形成期 C3A率先水化,在石膏存在条件下,迅速形成钙矾石,是导致第一放热峰的主要因素。2)C3S水化期 C3S开始迅速水化,大量放热,形成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上,出现一个‘峰肩’,一般认为是由于钙矾石转化成单硫型水化硫铝(铁)酸钙而引起的,当然,C2S与铁相亦以不同程度参与了这两个阶段的反应,生成相应的 水化产物。
3)结构形成和发展期 放热速率很低,趋于稳定。随着各种水化产物的增多,填入原先由水所占据的空间,再逐渐连接,相互交织,发展成硬化的浆体结构。水化速度 :常以单位时间内的水化程度或水化深度来表示。8 水泥浆体的水化硬化:
水泥的水化反应在开始主要为化学反应所控制;当水泥颗粒四周形成较为完整的水化物膜层后,反应历程又受到离子通过水化产物层时扩散速率的影响。随着水化产物层的不断增厚,离子扩散速率即成水化历程动力学行为的决定性因素。在所生成的水化产物中,有许多是属于胶体尺寸的晶体。随着水化反应的不断进行,各种水化产物逐渐填满原来由水所占据的空间,固体粒子 逐渐接近。由于钙矾石针、棒状晶体的相互搭接穿插,特别是大量箔片 状、纤维状C-S-H的交叉攀附,从而使原先分散的水泥颗粒以及水化产物连结起来,够长一个三维空间牢固结合、密实的整体。孔分布及总孔隙率
在水化过程中,水化产物的体积要大于孰料矿物的体积。据计算,每1cm³的水泥水化后约需占据2.2cm³的空间。即约45%的水化产物处于水泥颗粒原来的周界之内,成为内部水化产物;另有55% 则为外部水化产物,占据着原来冲水的空间。这样,随着水化过程的进展,原来冲水的空间减少,而没有被水化产物填充的空间,则逐渐被分割成形状极不规则的毛细孔。另外,在C-S-H凝胶所占据的空间内还存在着孔,尺寸极为细小,用扫描电镜也难以分辨。
一般在水化24h以后,硬化浆体中绝大部分(70~80%)的孔已经在100nm以下。随着水化过长的进展,孔径小于10nm,即凝胶孔的数量由于水化产物的增多而增加,毛细孔则逐渐填充减小,总的孔隙率则相应降低。凝结速度
从矿物组成后,铝酸三钙水化最为迅速,硅酸三钙水化也快,数量也多,因而这两种矿物与凝结速度的关系最为密切。强度及影响因素: 1)浆体组成和强度的关系; 2)密实度和强度的关系; 3)温度和压力对强度的影响 环境介质的侵蚀
对水泥侵蚀的环境介质主要有:淡水、酸和酸性水、硫酸盐溶液和碱溶液等。其侵蚀作用可以概括为:溶解浸析、离子交换以及膨胀性产物等三种形式。
第十六章 掺混合材料的水泥 水泥混合材料
常用的激发剂有两类:碱性激发剂(石灰或水化时能析出Ca(OH)2的 硅酸盐水泥孰料)和硫酸盐激发剂(二水石膏、半水石膏、无水石膏或以CaSO4为主要成分的化工废渣,如磷石膏、氟石膏等),起作用机理如下: 碱性激发剂的Ca(OH)2与活性混合材料中所含呈活性状态的SiO2和Al2O3发生化学反应,发生水化硅酸钙和水化铝酸钙。在同时有硫酸盐激发剂存在的条件下,石膏与活性Al2O3化合,生成水化硫铝酸钙。矿渣水泥的水化硬化过程
矿渣水泥调水后,首先是 孰料矿物与水作用,生成水化硅酸盐,水化铝酸钙、氢氧化钙、水化硫(铁)铝酸钙等。还可能生成水化铝硅酸钙(C2ASH3)等水化产物。因此,矿渣水泥早期硬化速度就较慢。矿渣水泥的性质和用途:矿渣水泥早期强度低,后期强度可赶上甚至超过硅酸盐水泥。
第十七章 其他品种水泥
高铝水泥的水化,主要是铝酸一钙的水化,其水化产物与温度关系极大。2 膨胀水泥:是指在水化过程中,由于生成膨胀性水泥产物,使水泥在硬化后体积不收缩或膨胀的水泥。由强度组分和膨胀组分组成。
铝酸盐自应力水泥
铝酸盐自应力水泥加水拌和后,高铝水泥中的CA和CA2等铝酸盐矿物与石膏进行水化。
在水化形成钙矾石的同时,会析出相当数量的氢氧化铝(AH3)凝胶,不但有效地增进了水泥石的密实性,而且在钙矾石晶体生长、膨胀过程中,起着极为重要的塑性衬垫作用,使水泥石在不断增高强度的情况下,具有较大的变形能力。又由于钙矾石析晶时的过饱和度较小,生成的钙矾石就比较分散,而且分布均匀,结晶压力不会过分集中,对水泥石结构的破坏就相对较小。因此,可以任务钙矾石和氢氧化铝凝胶共同构成了强度因素和膨胀因素。
第十八章 耐火材料的组成、结构和性能 耐火材料
定义: 是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体。
耐火材料的若干性质取决于其中的物相组成、分布和各相的特性。
1)化学组成: 是耐火材料的基本特征。为了抵抗高温作用,必须选择高熔点化合物。2)矿物组成
耐火材料一般是多相组成体,其矿物相可分为结晶相和玻璃相两类,又可分为主晶相和基质。主晶相是构成耐火材料的主题,一般来说,主晶相是熔点较高的晶体,其性质、数量及结合状态决定制品性质。基质又称为结合相,是填充在主晶相之间的结晶矿物和玻璃相。其含量不多,但对制品的某些性质影响极大,是制品使用过程中容易损坏的薄弱环节。耐火材料中气孔可分为三类:(1)封闭气孔;(2)开口气孔;(3)贯通气孔 高温蠕变性: 在高温条件下,承受应力作用的耐火制品随时间变化而发生的等温变形 4 抗热震性
耐火材料对于急热急冷式的温度变动的抵抗能力较抗热震性,又称为抗温度急变性、耐火热崩裂性、耐热冲击性、热震稳定性、热稳定性、耐急冷急热性等。
第十九章 耐火材料生产工艺 陶瓷结合:主晶相间低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成的结合较陶瓷结合 2 化学结合
化学结合指耐火材料制品中由化学结合剂形成的结合,即加入少量结合物质,在低于烧结温度的条件下,发生一系列的化学反应使制品硬化而形成的结合。直接结合
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